Методические особенности создания и использования электронного пособия "Поверхности второго порядка" в процессе обучения геометрии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методические особенности создания и использования электронного пособия «Поверхности второго порядка» в процессе обучения геометрии

Н.П. Жукова,

О.М. Лудова

кейс геометрия электронный

Говоря о новых, перспективных формах организации образовательного процесса, подразумевают реализацию той или иной учебной программы, ориентированной главным образом на самостоятельную работу обучаемых. В этом случае для получения эффективных результатов педагог должен подготовить целый комплекс разнообразных учебных материалов, составляющих так называемый «кейс».

При формировании такого кейса становится всё более популярным мультимедиаподход, когда обучаемый обеспечивается образовательными ресурсами, основанными на различных технологиях: печатными, аудио-, видеоматериалами, что даёт возможность получить всестороннее и образное представление об изучаемых объектах. Использование при этом возможностей современного компьютера открывает неограниченный простор для педагогического творчества преподавателя.

На сегодняшний день существует огромное количество обучающих мультимедиа программ, адресованных как педагогам, так и студентам для самостоятельного изучения. Как отмечает Д.Б. Нечкин [3, с. 68], большинство педагогов используют уже готовые программы, разработчики которых, как правило, не являются педагогами и не всегда учитывают психологические и педагогические проблемы, связанные с применением компьютерных средств в процессе обучения. Таким образом, вопросы разработки методики использования компьютера при обучении тому или иному предмету с учётом учебных программ, специфики преподаваемого предмета, личностных особенностей обучаемых, санитарно-гигиенических, эргономических и других требований, предъявляемых к мультимедиа программам такого рода, остаются на сегодняшний день актуальными и требуют тщательного изучения.

В настоящее время в образовательном процессе школ и высших учебных заведений всё большую популярность приобретают электронные учебники и пособия, особенно по тем дисциплинам, где наглядность представления материала играет большую роль. К таким областям можно отнести и курс геометрии, успешность освоения которого в большой степени зависит от развитости пространственного воображения обучаемых.

Нами принят в разработку учебно-методический комплекс (УМК) по геометрии «Поверхности второго порядка». Выбор этой темы можно обосновать следующими соображениями. «Поверхности второго порядка» (ПВП) - одна из важнейших тем аналитической геометрии, изучаемая на младших курсах всех специальностей физикоматематических факультетов педвузов. От того, насколько полно и правильно будут сформированы первоначальные геометрические представления о ПВП, во многом зависит и успешность освоения геометрии в целом.

Одним из методов изучения поверхностей в курсе аналитической геометрии является метод сечений. Использование мультимедиа-технологий для демонстрации этого метода при изучении ПВП позволит сформировать более ясное представление о форме поверхностей и их свойствах, которые достаточно трудно формируются традиционными учебными средствами. Целью нашей работы является создание учебно-методическогокомплекса по изучению данной темы, в состав которого входит учебное электронное пособие и набор сопровождающих его учебно-методических материалов.

Создание собственно учебных компьютерных средств развивалось на основе идеи программированного обучения. Такие средства включают в себя комплекс учебнометодических материалов (демонстрационных, теоретических, практических, контролирующих) и компьютерные программы, которые управляют процессом обучения.

Разработка специализированных программ обычно предполагает решение вполне определенных задач компьютеризации учебного процесса. Материал предлагается в структурированном виде и, как правило, включает демонстрации, вопросы для оценки степени понимания, обеспечивающие обратную связь. Современные компьютерные обучающие системы позволяют корректировать процесс обучения, адаптируя его к действиям обучаемого.

Такие обучающие системы обычно базируются на инструментальной среде - комплексе компьютерных программ, предоставляющих пользователям, не владеющим языками программирования, следующие возможности [2, с. 10]:

педагог вводит разностороннюю информацию (теоретический и демонстрационный материал, практические задания, вопросы для текстового контроля) в базу данных и формирует сценарий для проведения занятия;

обучаемый в соответствии со сценарием (выбранным им самим или назначенным педагогом) работает с учебно-методическими материалами, предлагаемыми программой;

автоматизированный контроль усвоения знаний обеспечивает необходимую обратную связь, позволяя выбирать дальнейшие действия самому обучаемому (по результатам самоконтроля) или назначать автоматически последовательность и темп изучения учебного материала;

работа обучаемого протоколируется, информация (итоги тестирования, изученные темы) заносится в базу данных;

педагогу и обучаемому предоставляется информация о результатах работы отдельных обучаемых или определённых групп, в том числе и в динамике.

В состав разрабатываемого нами учебно-методического комплекса войдут:

электронное пособие;

учебно-методическое пособие (бумажный вариант);

рекомендации преподавателю по использованию УМК в учебном процессе;

руководство по работе с электронным пособием, адресованное обучаемым.

Электронное пособие состоит из набора HTML-страниц, просматриваемых с помощью браузера, написанного на языке программирования Borland Delphi. Для обеспечения отображения трехмерных чертежей была использована библиотека OpenGL.

В представленном электронном пособии материал излагается в форме интерактивных демонстраций в гипертекстовом виде. Сопровождается набором задач. Присутствует модуль проверки знаний.

В состав электронного пособия входят входное, промежуточное и итоговое тестирование; электронный учебник с интерактивными изображениями поверхностей и их сечений; примеры решения задач шаг за шагом, задачи для самостоятельного решения с вариантами ответов и скрытыми решениями, вопросы для самопроверки по каждому разделу темы, вопросы к коллоквиуму, примерная тематика рефератов, список рекомендуемой литературы, справочник.

Структура электронного пособия предполагает деление на параграфы, имеющие смысловую и логическую законченность. Каждый вид поверхности изучается «отдельным уроком» от теории до практического применения полученных знаний в решении задач. Внутренняя организация электронного пособия позволяет учитывать индивидуальные особенности обучающихся и обеспечивает возможность неоднократного обращения к теории, примерам решения задач, справочнику; возможность самоконтроля при изучении каждого отдельного вида поверхности (каждого параграфа).

Использование красочных рисунков и анимации способствует повышению уровня мотивации обучаемых. Выделение цветом формул, линий и сечений способствует эффективности считывания информации, адекватности восприятия материала. Наличие «обратной связи» формирует положительные стимулы при взаимодействии с электронным пособием, а тактичная форма ведения диалога создаёт доброжелательную атмосферу.

Разрабатываемый нами учебно-методический комплекс соответствует программе учебного курса геометрии педагогического института, составленной на основе Государственного образовательного стандарта второго поколения.

Электронное пособие, входящее в состав УМК, может быть адресовано студентам очного и заочного отделений высших учебных заведений различных профилей в качестве учебника и руководства по самостоятельному изучению темы.

Для реализации этой цели нами предложены типовые задачи, решение которых разобрано полностью и отображается пошагово. Обучаемые разбирают предложенные задания и для закрепления материала выполняют задания для самостоятельного решения.

Кроме того, данное электронное пособие может быть рекомендовано преподавателям вузов для электронной поддержки курса при чтении лекций (в мультимедийной аудитории) и на практических (семинарских) занятиях.

Обычно при чтении лекций в целях экономии времени и места на доске преподаватель старается изобразить на одном рисунке несколько сечений, что затрудняет восприятие материала. Преимущество пособия заключается в том, что преподавателю не приходится вырисовывать на доске изображения поверхностей и их сечений, что отнимает достаточно много времени. При проведении лекций с использованием опорных конспектов, в отличие от традиционных, делается упор на наглядность (за счёт использования анимации, мультипликации), что повышает интерес к изучению данной темы, способствует развитию пространственного мышления.

Практические занятия с использованием разработанного пособия рекомендуется проводить в компьютерном классе, в котором установлены математические пакеты программ (например, МаШСАО). Работа с электронным пособием проходит в следующем порядке:

входное тестирование (входной контроль по материалу «Линии второго порядка», знание и владение которым является обязательным условием успешного усвоения темы «Поверхности второго порядка»; в случае отрицательного результата программа отсылает тестируемого к материалам справочника или первоисточникам из списка рекомендуемой литературы в зависимости от характера ошибок, допущенных в процессе тестирования);

работа с теоретическим материалом электронного учебника (изучение теории выбранного «урока» (параграфа) с использованием гиперссылок, видеороликов, всплывающих подсказок, справочника);

изучение примеров решения типовых задач по выбранному «уроку» учебника (решение задач, разобрано подробно и полностью, отображается пошагово);

самостоятельное решение задач по изученному материалу (обучаемым предлагается готовый ответ для самоконтроля и скрытое решение, к которому можно обратиться при необходимости);

промежуточное тестирование (промежуточный контроль, организованный в виде теста, содержащего вопросы для самопроверки по изученной теме);

итоговое тестирование (итоговая разноуровневая контрольная работа - проводится по окончании изучения всего содержания учебника).

Вместе с тем при работе с электронным пособием обучаемые имеют возможность строить изображения изучаемых поверхностей, поворачивать изображение поверхности для получения представлений о её форме, строить сечения поверхностей различными плоскостями.

Кроме того, пособие может быть использовано учителями школ для чтения спецкурсов, проведения факультативных занятий, кружков, а также учащимися старших классов для самостоятельного знакомства с темой.

При разработке данного УМК, кроме уже отмеченных выше, нами будут учтены также и следующие важные требования, предъявляемые к компьютерным обучающим системам (Н.Л. Бельская [1, с. 102]): дружественный интерфейс, организация многоступенчатого интерактивного диалога; обеспечение максимальной информативности при минимальной утомляемости пользователя, требования к цветовому, текстовому, видео и графическому оформлению; «информационная экология» информационной базы; использование возможностей экспертных систем в обучении.

Создание подобных учебно-методических комплексов по геометрии и их использование в учебном процессе позволит, на наш взгляд, всесторонне и комплексно представить изучаемый предмет и будет способствовать повышению уровня развития и самостоятельности обучаемых.

Библиография

1. Бельская Н.Л. Некоторые проблемы использования компьютерных средств в обучении // Материалы VII межвуз. науч.-практ. конф. «Проблемы естественнонаучного и математического образования». Тобольск: ТГПИ им. Д.И. Менделеева, 2002. С. 100-102.

2. Захарова И.Г. Возможности информационных технологий в совершенствовании образовательного процесса высшей школы: Монография. Тюмень: Изд-во Тюмен. гос. ун-та. 2002. 176 с.

3. Нечкин Д.Б. Некоторые проблемы проникновения мультимедиа-программ в образование // Материалы регион. науч.-практ. конф. УрГПУ «Личностно ориентированное профессиональное образование». Екатеринбург: УрГПУ, 2001. Ч. 1. С. 67-69.

Размещено на Allbest.ru