В данной работе приведены разработанные методические рекомендации к использованию электронных учебных комплексов на уроках математики общеобразовательной школы в процессе объяснения нового учебного материала, его закрепления и отработки, фронтального обсуждения, индивидуальной работы учащихся, осуществления контроля полученных знаний и умений учащихся.
In the given work it is outlined the developed methodical recommendations for using electronic educational complexes at the lessons of mathematics in comprehensive school in the course of an explanation of a new teaching material, its consolidation and improvement, face-to-face discussion, individual work of pupils, control of the gained knowledge and abilities of pupils.
Интенсивное развитие информационных технологий оказывает влияние на все сферы жизнедеятельности человека, и, прежде всего, на систему школьного образования.
Одной из основных задач развития современного школьного образования является подготовка учащихся к жизни в условиях информатизации общества, где основным видом деятельности является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации. В условиях информатизации общества обеспечивается: активное и постоянно расширяющееся использование интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонде, в научной, производственной и других видах деятельности его членов; интеграцию информационных технологий с научными, производственными, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности; высокий уровень информатизационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных.
В настоящее время задачи современной школы ориентированы на следующие аспекты обучения: повышение качества знаний и умений учащихся; развитие личности, ее познавательных и творческих способностей; на подготовку учащихся к постоянно совершенствующимся средствам информационных технологий для социальной адаптации личности в информационном обществе.
Решением вышеперечисленного занимается информатизация образования, под которой принято понимать целенаправленно организованный процесс обеспечения сферы образования методологией, технологией и практикой разработки и оптимального использования средств информационных и коммуникационных технологий, используемых в комфортных и здоровьесберегающих условиях, ориентированный на реализацию целей обучения и развития индивида.
Конечные цели информатизации образования – обеспечение качественно новой модели подготовки будущих членов информационного общества, для которых активное овладение знаниями, гибкое изменение своих функций в труде, способность к человеческой коммуникации, творческое мышление и планетарное сознание станут жизненной необходимостью.
Идеи информатизации образования активно реализуются в современных школах: разрабатываются и внедряются индивидуальные программы развития школ на базе средств информационных и коммуникационных технологий, осваиваются новые образовательные программы и технологии, новые модели обучения.
Использование средств информационных и коммуникационных технологий в процессе обучения позволяет придать учебному процессу целенаправленный личностно ориентированный характер за счет обеспечения интерактивного диалога; сформировать индивидуальную траекторию обучения для каждого учащегося, используя возможность автоматизированного подбора различных вариантов учебных заданий и оказания оперативной помощи в условиях незамедлительной обратной связи, развивать у учащихся умения к самостоятельной работе за счет возможности осуществления поиска учебной информации в глобальной и локальных сетях; автоматизировать контроль усвоенного материала; активизировать учебную деятельность учащихся, повышая их мотивацию в условиях наглядного представления учебного материала на экране, использования аудиовизуальных возможностей, предоставления учащимся возможности управления различными объектами и т.д. Вышеперечисленные возможности частично реализуются в современных учебных средствах, так называемых электронных учебных комплексах.
Под электронными учебными комплексами будем понимать учебное средство, реализующее возможности средств информационных и коммуникационных технологий и ориентированное на достижение следующих целей: предоставление учебной информации средствами технологий мультимедиа, гипермедиа, гипертекста; осуществление обратной связи с пользователем при интерактивном взаимодействии; автоматизацию контроля результатов обучения и продвижения в учении; автоматизацию процессов информационно-методического обеспечения учебно-воспитательного процесса и организационного управления учебным заведением.
Исходя из этого, нами разработан электронный учебный комплекс по курсу «Алгебра» общеобразовательной школы. В данной работе приводятся методические цели их использования в процессе обучения математики.
Использование электронных учебных комплексов на уроках математики в школе расширяет возможности учителя в устранении пробелов в знаниях у отстающих учащихся. Для передачи, формирования, закрепления и расширения учебных знаний большое значение имеет форма предъявления учебной информации, расширяющейся в условиях использования средств информационных и коммуникационных технологий. При этом имеется возможность интерактивного диалога, предполагающего не только обмен текстовыми командами (запросами) и ответами (приглашениями), но и реализацией более развитых средств ведения диалога, при котором обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала и режима работы.
При традиционных подходах в процессе обучения математике в школе основными активными участниками учебного информационного взаимодействия являются два компонента: учитель и учащийся. При использовании электронных учебных комплексов, функционирующего на базе информационных и коммуникационных технологий, появляется интерактивный партнер как для учащегося, так и для учителя, в результате чего обратная связь осуществляется между тремя компонентами учебного информационного взаимодействия. Роль учителя как единственного источника учебной информации изменяется.
Учитель уже не тратит основное время на передачу учебной информации, на сообщение «суммы знаний». Время, затрачиваемое ранее учителем на пересказ учебных материалов, освобождается для решения творческих и управленческих задач. Роль учащегося как «потребителя» фактографической учебной информации или, в лучшем случае, участника проблемно поставленной учебной ситуации также меняется. Он переходит на более сложный путь поиска, выбора информации, ее обработки и передачи.
Изменение структуры учебного взаимодействия приводит к активному взаимодействию между учащимся и учителем, а также средством информационных и коммуникационных технологий, обладающим такими возможностями, которые позволяют использовать учебную информацию, добытую учащимися самостоятельно, что переводит процесс обучения с уровня «пассивного потребления информации» на уровень «активного преобразования информации».
В ходе урока учитель обеспечивает активную познавательную деятельность учащихся, используя различные формы ее организации: фронтальную, групповую и индивидуальную.
Фронтальная организация учебной деятельности учащихся на уроке математики с использованием электронных учебных комплексов способствует установлению доверительных отношений и общения учителя с классом, учащихся с компьютером, совместной работе всех участников образовательного процесса, в ходе которого достигается общее участие в решении образовательных, воспитательных и развивающих задач, формируются устойчивые познавательные интересы, используются различные методы и приемы активизации образовательного процесса с привлечением к работе всех учащихся класса.
При фронтальной работе класса все ученики одновременно выполняют одни и те же задания учителя, которые представлены на большом экране с помощью мультимедийного проектора.
Применение мультимедийных проекторов позволяет проводить устный счет, проверку домашних заданий, объяснение нового материала. На большом экране при фронтальной классно-урочной форме обучения нестандартное представление учебного материала не только заинтересовывает учащихся внешним видом проектора, но и побуждает к практической деятельности, повышая мотивацию учащихся к урокам математики. Внимание детей концентрируется, повышается активность их работы, а «бесконечная доска» позволяет охватить большой объем учебного материала. Двухмерные и трехмерные изображения геометрических объектов представляются в различных ракурсах. Модели, таблицы, чертежи и рисунки, цветовое тонирование различных геометрических чертежей на экране позволяют акцентировать внимание на методически значимых компонентах.
Для максимальной результативности при обучении учащихся фронтальная работа должна сочетаться с индивидуальной, когда каждый учащийся работает над заданием, предназначенным только для него и учитывающее индивидуальные особенности и возможности. Индивидуальные задания могут составлять часть общего коллективного задания, и после их выполнения все ученики принимают участие в обсуждении полученных результатов.
Индивидуальная учебная работа учащихся на уроке математики характеризуется высоким уровнем самостоятельности, максимальным соответствием уровню подготовки, развитием способностей и познавательных возможностей каждого ученика. При выполнении различных упражнений и решении задач на компьютере у учеников восполняются имеющиеся пробелы в изучении учебного материала, при формировании знаний и умений.
Индивидуальная работа на уроке позволяет регулировать темп продвижения в учении каждого ученика соответственно его подготовке и возможностям. Успех этой работы зависит от правильно подобранных дифференцированных заданий, систематического контроля со стороны учителя, самоконтроля и самокоррекции с помощью электронных учебных комплексов, оказанием своевременной помощи в разрешении возникающих затруднений. Для слабоуспевающих учеников необходимо дифференцировать не столько сложность заданий, сколько меру оказываемой им помощи учителя или компьютерных «подсказок».
При индивидуальной организации учебной работы учащиеся практически не общаются друг с другом, приобретаемые знания и опыт самостоятельной деятельности не становятся достоянием всех одноклассников, поэтому необходимо сочетать индивидуальную работу с фронтальной и групповой.
При групповой работе учащихся на уроке класс может делиться на две группы, которые, чередуясь, работают за компьютером по 20 минут, при этом задания подбираются таким образом, чтобы во время работы одной группы вторая отрабатывала выполнение другого задания письменно в тетрадях; разбить класс на пары по уровню обучения, где «сильный учащийся» выступает в роли консультанта. Для успешной совместной работы необходимо комплектовать группы из учащихся, обладающих сходными характеристиками протекания познавательных процессов.
Групповая работа учащихся на уроке может применяться для решения всех основных дидактических проблем: изучения нового материала, формирования знаний, умений и навыков решения задач и упражнений, закрепление и повторение.
Соотношение различных видов организации учебной деятельности учащихся на уроке определяется учителем с учетом особенностей содержания изучаемого материала, специфики класса и отдельных учеников, а также методов обучения.
При ознакомлении учащихся с новым материалом учитель использует в сочетании методы словесной и наглядной передачи и слухового восприятия учебной информации, репродуктивные и проблемно-поисковые методы и методы индукции и дедукции, а также методы стимулирования и мотивации учения.
При объяснении нового материала при фронтальной работе класса целесообразно организовать процесс обучения с использованием возможностей мультимедийного проектора, при индивидуальном подходе каждый ученик персонально работает за компьютером.
Учитель играет ведущую роль, управляя учебным процессом и используя электронные учебные комплексы.
Объявление темы и целей урока высвечивается на большом экране и словесно дублируется учителем, либо учащиеся называют тему по наводящим вопросам учителя, иллюстрируемыми соответствующими слайдами на экране при помощи электронных учебных комплексов. Для усиления мотивации и общего интереса учащихся к математике в электронные учебные комплексы включены видео- и аудио-видео- фрагменты, содержащие исторические справки по математике и сведения об ученых, которые внесли какой-либо вклад по изучаемой теме.
Объяснение нового материала учитель начинает, как правило, с разбора запоминающихся примеров, используя при этом электронные учебные комплексы, постепенно подводя учащихся к осознанию нового понятия, пониманию его отличительных признаков, свойств и отношений. Учитель, решая с учащимися заранее подобранные примеры и задачи из электронных учебных комплексов, имеет возможность их иллюстрирования, что повышает концентрацию внимания учащихся на понимание каждого совершаемого ими действия, постепенно подводит их к пониманию общего алгоритма решения данного типа задач.
При изложении нового материала посредством мультимедийной среды электронных учебных комплексов учитель может использовать видео-слайды или виртуальный «помощник», который озвучивает весь алгоритм действий для выполнения учебной задачи. Это усиливает наглядность, увеличивает многоканальность восприятия, создает положительный эмоциональный фон. Ориентируясь в сложившейся ситуации, учитель при необходимости может «перестраивать урок на ходу», используя для этого возможности электронных учебных комплексов по реализацию альтернативных сценариев, постоянно ведет диалог с учащимися, комментируя и разъясняя возникающие у учащихся вопросы. Регулируя процесс смены кадров, допустимо многократное повторение, а также возможность записи основных вопросов в тетрадях учащихся.
Уроки закрепления должны обеспечивать прочное усвоение учебного материала. Теоретический учебный материал группируется вокруг определенной системы вопросов по изучаемой теме, отрабатывание практических навыков усиливает роль самостоятельной работы учащихся.
При выполнении фронтальной устной работы учитель с помощью электронного учебного комплекса выводит на большой экран упражнения, таблицы, которые нужно заполнить, математические игры, содержащие задания на развитие памяти, логики и пространственного воображения.
При закреплении теоретического материала на большом экране учитель может продемонстрировать вопросы; текст определения, в который ученикам нужно вставить пропущенное слово; набор слов, из которых учащиеся должны составить определение, каждое из данных действий учащихся учитель может дополнить, высветив на экране правильный ответ. Учитель проговаривает ход рассуждений, комментирует алгоритмы решений, проводит рассуждения с опорой на готовые экранные чертежи, рисунки, таблицы, схемы, обсуждает допущенные ошибки, записывает полученные готовые коллективные решения, обращает внимание на логику рассуждений, грамотную речь учащихся.
Система устных упражнений, условия которых задаются учителем на экране монитора, способствует выработке у учащихся твердых и сознательных навыков вычислений, подготовке к изучению, развитию сообразительности при решении текстовых задач. При подготовке устных упражнений учитель готовит задания (числовые данные текстовой задачи, рисунки, чертежи, элементы геометрических задач или задач, связанных с системой координат и др.) с помощью Power Point и меняет слайды по мере прохождения учебного материала. При этом учитель может управлять темпом работы учащихся наводящими вопросами, подсказками, формулами, определениями, подводя их к пониманию, запоминанию и повторению учебного материала.
Учащиеся самостоятельно решают упражнения, предлагаемые электронным учебным комплексом, при этом в ходе решения предполагается контроль над действиями учащихся, их корректировка, а также систематическое побуждение к самоконтролю с помощью компьютера.
Выбор контроля (текущий и итоговый) зависит от характера проверки. Для отработки навыков восприятия учебного материала на слух возможна система математических диктантов, в которых озвучены небольшие тексты, заключающие сконцентрированные слова или предложения на определенное правило. Учащемуся нужно вставить в текст пропущенные слова, цифры или знаки. Основным видом контроля является избирательное тестирование (альтернативное, перекрестное, множественного выбора, на систематизацию, на припоминание и дополнение): каждому вопросу предлагается несколько ответов на выбор, ученик должен найти среди них правильный. Итоговый контроль проводится в форме «Экспресс-контроля» по всей изученной теме в нескольких вариантах. Снимая проблемы технического характера, учащиеся выполняют упражнения, а учитель наблюдает за работой класса, отвечает на возникающие вопросы.
Тесты являются методами контроля освоенности материала, они позволяют выдать рекомендации по устранению пробелов в знаниях, а при соответствующей направленности обучающей программы помочь в их устранении. Тестирование как неявная форма диалога учащегося с учителем обеспечивает психологическую комфортность и индивидуализацию процесса контроля, учитывающую личностные характеристики ребенка. Тестирование можно рассматривать как одну из форм образования, опирающуюся на базу знаний конкретного ученика.
Разработанные электронные учебные комплексы имеют возможность проводить автоматизированный тестовый контроль. Преимуществом такого контроля является оперативность, что позволяет освободить время учителя от проверки результатов тестирования. Оценка выставляется объективно, исходя из полученных ответов, что исключает влияние мнения учителя об учащемся. Компьютерное тестирование обеспечивает высокую пропускную способность и т.д. Кроме того, использование компьютера в качестве инструмента для контроля прививает навыки использования информационных и коммуникационных технологий как учащимся, так и учителю, создающему и проводящему тестирование. Тестируемый подчас испытывает больший психологический комфорт от общения с электронным учебным комплексом, нежели с учителем. Компьютерное тестирование применяется, как правило, для проведения текущего и промежуточного контроля.
Для создания модели диагностирования тестами целей обучения использовано известное положение о том, что педагогическая модель знаний является, как правило, линейной структурой, которую можно представить в виде совокупности последовательно взаимосвязанных модулей знаний. Каждый модуль предполагает входную информацию из других модулей и генерирует новые понятия и свойства данного модуля. Модульное представление знаний помогает организовать четкую систему контроля с помощью компьютерного тестирования, поскольку допускает промежуточный контроль (тестирование) каждого модуля и итоговый контроль по всем (нескольким) модулям. Изучение каждого очередного модуля знаний приводит к достижению определенных целей обучения. Модель диагностирования достижения целей обучения может быть представлена в виде модели предметной области, дополненной структурой диагностирования целей обучения (тестами). Структура (модель) диагностирования отражает виды контроля (входной, текущий, итоговый, внеплановый), время и порядок проведения в соответствии с представленной модульной структурой курса, глубину уровней тестирования.
Основными этапами использования педагогических тестов для диагностирования целей обучения являются следующие:
Перед изучением дисциплины оценивается подготовка учащихся. Данное диагностирование позволяет выявить начальный уровень их подготовки (глубина изучения предмета на различных этапах обучения), скорректировать намеченную программу изложения базового курса. Как правило, для этой цели используются закрытые тесты, ориентированные на проверку остаточных знаний учащихся по математике.
В процессе изучения темы проводится текущее диагностирование достижения целей обучения. Данное диагностирование проводится тестовыми заданиями трех уровней. Это позволяет: проводить уровневую (балловую) дифференциацию знаний учащихся; осуществлять обратную связь с содержанием курса; регулярно проводить индивидуальный контроль достижения целей обучения каждым учащимся; выявлять из них наиболее успевающих и привлекать к работе на факультативах; разрешать индивидуальное обучение учащихся по курсу; своевременно выявлять слабоуспевающих учащихся и поддерживать оперативный контакт с учителем; не допускать явного отставания в изучении учебного материала.
Текущее диагностирование может проводиться на практических и групповых занятиях, после уроков и т.д. Тесты 1-го уровня предлагаются для диагностирования достижения учащимися минимально допустимого уровня обучения. При диагностировании у учащихся знаний ниже оцениваемого уровня (есть, неправильные ответы при тестировании) выдаются рекомендации: а) учащемуся - повторить изучение пройденного материала; б) учителю - выяснить по каким причинам произошло отставание в изучении темы. Причины могут быть и объективными, например, болезнь, семейные и иные обстоятельства, в результате чего учащийся пропустил все занятия по данной теме и т.д.
Если на тесты 1-го уровня учащийся успешно ответил, то ему предлагаются тесты 2-го уровня сложности. При отрицательном результате знания тестируемого оцениваются на 3 балла и ему выдаются рекомендации. Если же 2-ой уровень сложности тестирования успешно пройден, то учащийся отвечает на тесты 3-го уровня сложности. При отрицательном результате ему выставляется оценка в 4 балла, при положительном – 5 баллов. Если учащегося не устраивают итоги текущего диагностирования, он может после дополнительного изучения материала повторить тестирование.
После изучения раздела проводится итоговое диагностирование. По результатам его выполнения оценивается уровень усвоенного материала данного раздела в целом и его успешность. Под усвоением раздела на определенном уровне понимается достижение целей обучения по данному разделу курса каждым обучаемым. Итоговое диагностирование по разделам проводится тестами трех уровней, выявляются слабо и успешно успевающие учащиеся и конкретизируется индивидуальная работа с ними. По результатам также оценивается эффективность выбранной технологии обучения.
В завершении обучения проводится итоговое диагностирование. Диагностирование на экзамене проводится тестами одного уровня сложности. Как правило, учащиеся, не прошедшие этот уровень тестирования, получают неудовлетворительную оценку и им рекомендуют повторить материал, остальные сдают далее экзамен в индивидуальном порядке учителю.
Таким образом, появление и совершенствование тестовых компьютерных технологий снимает существовавшие ранее препятствия по доступу к информации, позволяет сделать обучение массовым, оптимизировать и скорректировать данный процесс посредством автоматизированного контроля за результатами образовательного процесса в учебном заведении.
Исходя из вышеизложенного можно отметить, что использование электронных учебных комплексов в процессе обучения математике в средней школе позволяют реализовать следующие методические цели их применения: формирование представлений функциональной зависимости в условиях интерактивного взаимодействия; формирование умения составлять числовые и буквенные выражения, преобразовать их, используя формулы; построение различных экранных объектов по заданным параметрам; возможность исследования математических моделей на экране; многократно изменяя заданные параметры; осуществления контроля и самоконтроля учащихся.
- Литература:
1. Гузеев В.В. Методы и организационные формы обучения. - М.: Народное образование. 2001. 127 с.
2. Кравцова А.Ю. Об изменениях в системе школьного образования при переходе к информационному обществу. // Ученые записки. Выпуск 12. - М.: ИИО РАО. 2004. 260 с.
3. Мартиросян Л.П. Роль ИТ в развитии познавательного интереса в личностно ориентированном обучении математике // Ученые записки ИИО РАО. - 2003. Выпуск 9. - 32-42 с.
4. Никонова Н.В. Применение информационных технологий при изучении математики в 5-6 классах общеобразовательных школ.// Ученые записки. Выпуск 18. -М.: ИИО РАО, 2005, 68-77 с.
5. Патокова СВ. Концепция реализации личностно ориентированного обучения при использовании информационных и коммуникационных технологий. М.: Про - пресс, 1998.
6. Педагогика: педагогические теории, системы, технологии // Под ред. С.А. Смирнова. - М.: Академия, 1999. - 512 с.