Размещено на http://www.allbest.ru/

Методика обучения математике учащихся средней школы с помощью информационных технологий

Каллаур Н.А., Герман Ю.В.

Брестский государственный университет имени А.С. Пушкина

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важнейших задач информатизации современного общества является использование информационных технологий в образовании. Процесс информатизации и компьютеризации всех сфер деятельности человека создаёт предпосылки для широкого внедрения в педагогическую практику информационных технологий. Учитывая современные тенденции в развитии информационных компьютерных технологий, учителя математики должны ставить перед собой цель повысить уровень информатизации уроков.

Стремление использовать компьютерные технологии на уроках математики продиктовано социальными, педагогическими и технологическими причинами:

— сформирован социальный заказ на включение такой деятельности в систему образования;

— педагогические причины обусловлены необходимостью поиска новых средств для повышения эффективности обучения;

— компьютер значительно расширяет возможности передачи учебной информации, позволяет усилить мотивацию учения и активно вовлечь учащихся в учебный процесс.

С компьютеризацией обучения связывают перспективы повышения эффективности учебного процесса, уменьшение разрыва между требованиями, которые общество предъявляет к подрастающему поколению, и практической школьной подготовкой.

Общеизвестно, что математика является неотъемлемой частью человеческой жизни. Современная наука пронизана математикой, ее методами и идеями, которые играют огромную роль в повседневной жизни миллионов людей. Сказанное находит отражение в учебном предмете «математика», который становится все более насыщенным (в информационном плане). Поэтому в процессе преподавания математики возникает ряд противоречий.

— Противоречие между необходимостью использования индивидуального подхода в обучении учащихся (дифференцированное обучение) и большой наполняемостью классов (25-30 человек).

В связи с острой проблемой экономии времени в ходе учебного процесса перед современной школой ставится вопрос нахождения средств и приёмов обучения, позволяющих максимально экономить время на уроке. На наш взгляд, использование компьютера на уроках и является одним из таких средств.

— Противоречие между большим объемом материала, необходимого для усвоения учащимися, и сокращением количества часов по предмету.

Обучение с использованием информационных компьютерных технологий позволяет осуществить уровневую дифференциацию, так как в условиях этой технологии ученик имеет право на выбор содержания своего обучения, уровня усвоения необходимых знаний (в зависимости от своих способностей и заинтересованности данным вопросом). При этом деятельность учителя должна обеспечить возможность каждому школьнику овладеть знаниями на обязательном или более высоком уровне (по собственному выбору ученика).

— Противоречие между необходимостью создания оптимальных условий самообучения учащихся и отсутствием информационных средств.

— Противоречие между необходимостью объективной оценки знаний учащихся и субъективностью проверки знаний учителем.

Разрешение данных противоречий может быть осуществлено путем внедрения информационных технологий в учебный процесс. Бурное развитие информационных технологий и компьютерной техники открывает новые возможности совершенствования педагогических технологий и методик обучения. Использование информационно-коммуникационных технологий и электронных средств обучения в образовательном процессе направлено на повышение эффективности и качества обучения учащихся. Подтверждением этого является решение вопроса информатизации образования на республиканском уровне. Процессы информатизации образования в республике Беларусь осуществлялись в рамках республиканской программы «Комплексная информатизация системы образования Республики Беларусь на 2007-2010 годы», основной целью которой является повышение качества образования на основе создания современной информационной образовательной среды, широкого использования информационно-коммуникационных технологий в образовательной практике [4-А].

Под информационными технологиями в данном случае понимаем совокупность электронных средств и способов их функционирования, используемых для реализации обучающей деятельности [1].

Однако информатизация образования Ї это не только установка компьютеров в школах и подключение к сети интернет, но, прежде всего, и процесс изменения содержания, методов и организационных форм обучения школьников. Внедрение компьютера в учебный процесс несет в себе противоречия между компонентами:

? потребностью компьютерной поддержки школьного курса математики и имеющимся программным обеспечением учебного назначения;

? тенденцией создания программных средств по математике, учебных пособий, рекомендаций по использованию информационных технологий и отсутствием методической системы подготовки учителя математики на основе информационных технологий;

? возможностями информационных технологий (как средства повышения эффективности обучения математике) и существованием устоявшейся практики обучения математике в школе (без использования информационных компьютерных технологий).

Можно выделить причины, препятствующие эффективному использованию компьютерных технологий в преподавании предмета «математика» в школе.

Во-первых, отсутствие в школе и в личном пользовании учеников и учителей необходимого количества компьютерной техники. Учителя математики практически не имеют возможности проводить занятия по своему предмету в компьютерных классах.

Во-вторых, отсутствие учителей математики, подготовленных на достаточно высоком уровне в области владения компьютерной техникой.

Изучая различные источники информации в ходе нашего исследования, мы пришли к выводу, что повышение качества знаний учащихся в процессе изучения математики является одной из актуальных задач, стоящих перед учителем математики в современной школе. Несмотря на то, что внедрение информационных технологий в преподавание математики связано с возникновением ряда трудностей, оно позволит разрешить противоречия, с которыми столкнулось современное образование. Информационные технологии позволят осуществить индивидуальный подход в обучении учащихся, несмотря на большую наполняемость классов, охватить больший объем материала без потери качества усвоения знаний; помогут облегчить учителю процесс проведения контроля знаний учащихся, заинтересовать учащихся в изучении предмета и создать условия для самообучения.

Важность разрешения указанных противоречий обусловливает актуальность настоящего исследования и определяет его проблему: как использовать ИТ в деятельности учителя математики, чтобы повысить эффективность уроков по математике?

Цель и задачи исследования

В ходе проводимой работы нами была поставлена следующая цель - теоретически обосновать и разработать методику использования информационных технологий на уроках математики.

В соответствии с намеченной целью были определены следующие задачи исследования.

1. Проанализировать теорию и практику обучения школьников математике с использованием информационных технологий; выявить психолого-дидактические подходы, которые могут быть положены в основу применения информационных технологий на уроках математики.

2. Разработать методику обучения учащихся математике с использованием информационных технологий.

3. Экспериментально проверить эффективность методики применения информационных технологий на уроках математики.

Объектом исследования является процесс обучения учащихся средней школы математике.

Предметом исследования - организация учебной деятельности учащихся на уроке математики с использованием информационных технологий.

Гипотеза: если при обучении учащихся математике оптимально сочетать применяемые в школе методы обучения с использованием информационных технологий, то эффективность учебного процесса повысится, так как в этом случае наиболее полно реализуются принципы наглядности дифференцированности обучения, повышается мотивация обучаемых.

ГЛАВА 1. Теоретические основы использования информационных технологий на уроках математики в средней школе

1.1 Обзор научно-педагогической литературы по проблемам применения информационных технологий обучения

В области применения информационных технологий и электронных средств обучения в образовании накоплен некоторый теоретический и практический потенциал. Одной из первых работ, затрагивающих тему информационных технологий, была работа академика В. М. Глушкова [53], в которой и появился впервые (в российской литературе) термин "информационная технология", в его общем смысле: "Информационные технологии Ї процессы, связанные с переработкой информации". При таком подходе к определению "информационная технология" можно говорить о том, что информационные технологии в образовании использовались всегда, так как основным в процессе обучения является процесс передачи информации учащимся. Любые педагогические технологии или методики обучения описывают как учителю лучше передать информацию учащимся [2]. Так же можно рассмотреть теоретические исследования В.П. Беспалько [3], П.Я. Гальперина [4], Н.Ф. Талызиной [5], связанные с проблематикой программированного обучения. Внедрение данными авторами в дидактику идей кибернетики и положений теории поэтапного формирования умственной деятельности учащихся, а также методики алгоритмизации их учебной деятельности стало попыткой поиска эффективной системы обучения, ориентированной на значительное увеличение объема усвоенной информации и индивидуализацию обучения [6].

Психолого-педагогическим проблемам применения информационных технологий в обучении посвящены работы многих авторов. В работах Н.Ф. Талызиной [7], Ю.Д. Бабаева [8], В.В. Рубцова [9] разработаны психологические основы организации учебной деятельности школьников с помощью компьютеров.

Программный аспект применения информационных технологий в обучении можно увидеть в работах А.П. Ершова [10, 11], где изложены принципы компьютеризации математического образования и обоснована ее необходимость. Информационным технологиям в образовании посвящены работы В.С. Гершунского [12], В.И. Гриценко и так далее. Среди работ, в которых разрабатывались пути и принципы внедрения информационных технологий в обучение, можно назвать работы И.В. Роберт и Н.В. Апатовой [13, 14]. Первая посвящена дидактическим проблемам и перспективам использования информационных технологий в образовании. Во второй рассматривается влияние информационных технологий на содержание и методы обучения в средней школе. Н.В. Апатова конкретизирует термин «информационные технологии» следующим образом: "Информационные технологии Ї это совокупность средств и методов, с помощью которых осуществляется процесс переработки информации" [14, c. 7].

Поскольку компьютер стал широко использоваться в образовании, то появилась необходимость говорить об информационных технологиях обучения. Технология обучения, в узком смысле, предполагает использование разнообразных технических средств обучения. По определению В.А. Извозчикова "Технология обучения подразумевает научные подходы к организации учебно-воспитательного процесса с целью его оптимизации и повышения его эффективности, а также обновление материально-технической базы школ с учетом последних достижений науки и техники" [15]. Сопоставляя термины "информационная технология" и "технология обучения", можно образовать более специальный термин "информационная технология обучения". Это педагогическая технология, использующая специальные способы, методы, программные и технические средства (аудио, видео, компьютер) для работы с информацией. Кукушин В.С. определяет информационные технологии обучения (ИТО) как совокупность электронных средств и способов их функционирования, используемых для реализации обучающей деятельности. В состав электронных средств входят аппаратные, программные и информационные компоненты, способы применения которых указываются в методическом обеспечении ИТО [1]. Роберт И.В. дал следующее определение понятия “информационные технологии обучения”. Информационной технологией обучения называется совокупность методико-организационных действий, направленных на оптимизацию учебного процесса с помощью компьютеров и информационных средств [13].

Cоциально-философское осмысление процесса интеграции электронных средств обучения в сферу образования можно увидеть в трудах В.П. Беспалько; Б.С. Гершунского и других [16; 17]; в теории содержания общего образования (В.В. Краевский, И.Я. Лернер, Л.Я. Зорина) [19; 20; 21]; в системном подходе к исследованию возможностей использования компьютеров в процессе обучения, разработанном Н.В. Апатовой, А.П. Ершовым, Е.И. Машбицем, И.В. Роберт [14; 10-11; 18; 13], в деятельностном подходе к обучению (Д.Б. Эльконин, В.В. Давыдов) [54; 55].

В публикациях иностранных авторов многоаспектно рассматривается проблематика применения электронных средств обучения: интеграция компьютерных средств в образовательную область и проблемы и перспективы использования электронных средств обучения [22]; применение средств мультимедиа на уроке, во внеклассной работе и развитие информационной культуры учителя [23].

О практико-ориентированном характере исследования различных аспектов применения электронных средств обучения в образовательном процессе свидетельствуют работы белорусских авторов А.И. Жука [24], Н.И. Листопада [25], Е.Н. Рогановской [26-27] и многих других.

Разработкой теоретических и практических аспектов применения информационных технологий при обучении математике занимались Е.Н. Рогановская [26-27], И.А. Новик [31], и другие белорусские авторы.

1.2 Дидактические аспекты применения информационных технологий обучения

Современные информационные компьютерные технологии обладают разнообразными возможностями их использования в учебно-воспитательном процессе. С другой стороны в этой области существует немало проблем. Во-первых, информационные компьютерные технологии развиваются и совершенствуются настолько стремительно, что педагогические исследования и методические разработки по их использованию в образовательном процессе так же быстро устаревают. Во-вторых, по своим возможностям использования в профессиональной деятельности педагога технические средства настолько разнообразны и многоплановы, что возникают новые способы их применения в учебно-воспитательном процессе, а перед педагогами появляются новые задачи, проблемы, связанные с грамотным применением информационных компьютерных технологий в образовательном процессе. Применение информационных компьютерных технологий при обучении математике может стать эффективным средством повышения уровня и качества знаний учащихся средней школы по математике, если в основу обучения будут положены определенные теоретические и методические положения, отражающие основные закономерности дидактики, и учитывающие специфику их применения в педагогической практике. Таковыми являются дидактические принципы обучения [7-А].

В педагогической науке принципы дидактики характеризуют как систему «исходных, основных дидактических требований к процессу обучения, выполнение которых обеспечивает его необходимую эффективность» [29, с. 161], как общие нормы организации учебного процесса, которые «являются общими ориентирами для планирования, организации и анализа практики обучения» [30, с. 260].

Рассмотрим, каким образом использование информационных технологий в педагогическом процессе способствует реализации принципов его организации.

— Принцип целенаправленности. Педагогическим процесс взаимодействия учителя с воспитанниками становится в том случае, если есть четко осознаваемая обеими сторонами цель. Информационные технологии имеют целевое назначение, определяемое их содержанием, характером и сложностью материала. Так же определяют возрастные рамки их применения, место в процессе обучения или воспитания (подготовить к восприятию нового материала; передать новую информацию, проиллюстрировать ее; способствовать выработке общих представлений или системы понятий и суждений; закрепить, обобщить, проверить уровень усвоения полученных знаний или вырабатываемых умений и навыков).

— Гуманизация и демократизация учебно-воспитательного процесса -- обращенность к личности субъектов педагогического взаимодействия, расширение их участия и сотрудничества. Современные информационные технологии и технические средства расширяют возможности использования самых различных методов и приемов в работе с детьми с учетом их возраста, уровня развития и подготовленности. Современные информационные технологии обучения делают как учителя, так и учащихся активными участниками совместной деятельности, потому что многие современные средства обучения дают возможность проявить самостоятельность и творческую активность при разработке новых дидактических материалов, отработке и совершенствовании выполняемых работ и проектов.

— Культуросообразность. Заключается в том, что в процессе обучения и воспитания необходимо знакомить подрастающее поколение с богатством культуры и самобытностью того народа и общности, в которой оно растет и развивается, с мировой культурой и ее неисчерпаемым потенциалом. С использованием информационных технологий реализовать данный принцип довольно просто. Один учебный фильм о культуре любой страны, или работа с интернет, даст информации столько, сколько учитель не сможет дать за много уроков, не говоря уже о яркости, образности, точности и насыщенности получаемых представлений.

— Природосообразность заключается в том, что воспитание и обучение должны строиться в соответствии с природой и спецификой каждого возрастного этапа развития человека и в соответствии с природой и индивидуальными возможностями каждого учащегося. Для реализации этого принципа информационные технологии обучения обладают неисчерпаемыми возможностями вплоть до создания индивидуальных программ обучения и интеллектуальных программ, которые подстраиваются под особенности конкретного ученика путем дифференцирования учебного материала по уровням сложности.

— Научность, доступность, систематичность и последовательность. Принцип научности реализуется, когда с помощью информационных технологий передаются прочно установившиеся в науке знания и показываются самые существенныe признаки и свойства предметов в доступной для учащихся форме. Принцип доступности обучения, т. е. соответствия содержания и методов изложения материала возрастным и индивидуальным особенностям учащихся, также лежит в основе применения современных информационных технологий обучения: привлечение их на уроке вызвано необходимостью облегчить усвоение учебного материала. Принципу систематичности (строгой логической последовательности изложения) должно быть подчинено любое пособие, мультимедийная презентация, рассчитанные на определенное место в системе уроков или на данном конкретном уроке в логической связи с его материалом.

— Принцип сознательности, активности и самодеятельности также имеет отношение к информационным технологиям обучения. С их помощью учащиеся лучше разбираются в фактах и явлениях, они пробуждают инициативу, учат применять получаемые в школе знания.

— Активность мышления стимулируется с помощью информационных технологий путем создания проблемных ситyаций: учащихся направляют по поисковому пути приобретения знаний, когда умышленно создается такое положение, выход из которого ищут сами ученики.

— Активизация обучения тесно связана с формированием устойчивого познавательного интереса. Информационные технологии вызывают такой интерес своими изобразительными возможностями, что даже известный материал, представленный в необычном виде, приобретает новые стороны, выглядит иначе, чем представлялось. Стимулируется интерес учащихся к обучению и включение в учебно-воспитательный процесс документального материала: фотографий, рисунков, рукописей, старинных книг, фотохроники, благодаря чему повышается мотивация учащихся к изучению предмета.

— Принцип наглядности -- принцип, породивший всю систему информационных технологий, определяющий их направленность, содержание, разработку соответствующих дидактических средств. Этот принцип наиболее полно реализуется с помощью применения информационных технологий на уроках, благодаря программным и техническим возможностям демонстрации различных фактов и явлений природы в реальном времени, которые без использования компьютера продемонстрировать невозможно.

— Принцип прочности побудил к разработке всевозможных тренажеров, различных обучающих программ и учебных комплексов, которые помогают учащимся закрепить полученные теоретические знания при решении задач или повторить и обобщить теоретический материал.

— Принцип коллективного характера воспитания и обучения в сочетании с развитием индивидуальных особенностей личности каждого ребенка. Информационные технологии с возможностями создания и предложения индивидуальных заданий в системе деятельности всего класса, когда каждый ученик может выполнять полностью автономно свою часть общей работы, а затем все это сводится в единый результат, становятся основным средством сочетания коллективной, фронтальной и индивидуальной работы на уроке.

— Принцип меры и принцип комплексного характера использования.

Разнообразные и неиссякаемые возможности информационных технологий обучения у ряда учителей порождают увлечение ими, и тогда эти средства превращаются в самоцель. Все хорошо в меру ? правило, которое применительно к педагогике можно было бы назвать вторым «золотым правилом» воспитания и обучения. Любое, самое великолепное средство или метод обречены на провал, если учитель теряет чувство меры в их использовании.

Существует оптимальная информационная емкость восприятия, превышение которой неизбежно приведет к снижению качества усвоения учебного материала, и вследствие этого значительная часть информации останется неусвоенной. Поэтому беспредельно увеличивать информационную насыщенность педагогического процесса нельзя.

Являясь составной частью средств обучения, информационные технологии должны использоваться в сочетании с печатными учебно-наглядными пособиями, макетами, натуральными объектами, действующими моделями и другими традиционными средствами обучения [28].

Качество проведения занятий в школе зависит от наглядности изложения, от умения учителя сочетать живое слово с образами, используя разнообразные информационные технологии, которые обладают следующими дидактическими возможностями:

— являются источником информации;

— рационализируют формы преподнесения учебной информации;

— повышают степень наглядности, конкретизируют понятия, явления, события;

— организуют и направляют восприятие;

— развивают круг представлений учащихся, их любознательность;

— наиболее полно отвечают научным и культурным интересам учащихся;

— улучшают эмоциональное восприятие учебной информации;

— усиливают интерес учащихся к учебе путем применения оригинальных, новых конструкций, технологий;

— обеспечивают доступность учащимся материала, который без компьютера недоступен;

— активизируют познавательную деятельность учащихся, способствуют сознательному усвоению материала, развитию мышления, пространственного воображения, наблюдательности;

— являются средством повторения, обобщения, систематизации и контроля знаний;

— иллюстрируют связь теории с практикой;

— создают условия для использования наиболее эффективных форм и методов обучения, реализации основных принципов целостного педагогического процесса и правил обучения (от простого к сложному, от близкого к далекому, от конкретного к абстрактному);

— экономят учебное время, энергию преподавателя и учащихся за счет уплотнения учебной информации и ускорения темпа. Способствуют сокращению времени, затрачиваемого на усвоение учебного материала, за счет переложения на технику тех функций, которые выполняет учитель: технические операции по воспроизведению графиков, таблиц, формул.

Таким образом, чтобы применение информационных компьютерных технологий на уроках математики приводило к положительным результатам, необходима правильная организация процесса преподавания учебного предмета «математика».

Задания, предложенные для выполнения с помощью компьютера, должны быть составлены в соответствии с содержанием учебного предмета и методикой его преподавания, должны развивать и активизировать мыслительную и творческую деятельность учащихся.

Учащиеся должны владеть основами компьютерной грамотности на уровне необходимом для выполнения заданий, предложенных на компьютере.

Занятия с использованием информационных компьютерных технологий должны проводиться в кабинете, соответствующем установленным гигиеническим нормам.

Информационные компьютерные технологии в процессе преподавания математики должны органично вписываться в учебный процесс, использоваться целесообразно.

При разработке урока математики с использованием информационных компьютерных технологий необходимо определить следующие моменты:

? выделить темы, которые целесообразно проводить с использованием информационных компьютерных технологий, и отдельные уроки в этих темах, поставить цели и задачи;

? определить какие программные средства целесообразно использовать для разработки урока и решения поставленных дидактических задач;

? какие предварительные умения и навыки работы с компьютером должны быть сформированы у детей. Определить владеют ли учащиеся необходимыми навыками для проведения урока с компьютерной поддержкой;

? продумать организацию занятия с использованием информационных технологий;

? заранее проверить исправность компьютерной техники и альтернативу проведения занятия без ее использования в случае поломок, которые нельзя устранить вовремя.

Для организации урока математики с использованием информационных компьютерных технологий можно выделить следующие этапы:

1. Выбор конкретного раздела учебной программы по математике, темы и отдельных уроков.

2. Анализ содержания, относящегося к выбранному фрагменту учебного материала, и методики его преподавания с целью обоснования необходимости проведения уроков с использованием информационных компьютерных технологий.

3. Разработка заданий для урока.

4. Выбор программных средств для подачи необходимого учебного материала.

5. Разработка материалов урока с использованием выбранных программных средств.

6. Проверка, апробация и редактирование разработанных материалов урока.

7. Разработка методических рекомендаций для учителя, использующего разработку, и указаний для учащихся.

8. Самоанализ проведенного урока и устранение выявленных недостатков.

Качество проведения учебных занятий в школе зависит от наглядности и изложения учебного материала, от умения учителя сочетать устное изложение материала с наглядным материалом, используя разнообразные информационные технологии, в том числе и компьютерные. Информационные компьютерные технологии позволяют улучшить восприятие учебного материала учащимися за счет возможности динамизации и улучшения наглядности демонстрируемых предметов, явлений, фактов. ИКТ облегчают труд преподавателя, повышают положительное эмоциональное отношение учащихся к предмету «математика», благодаря возможности ярко и интересно преподнести учебный материал.

Можно выделить определенные дидактические особенности информационных компьютерных технологий.

? Информационная насыщенность.

Благодаря заранее подготовленным материалам и возможности последовательного воспроизведения необходимых элементов в нужный момент времени, учитель математики экономит время на аккуратном выполнении изображений геометрических фигур, графиков функций. Это позволяет расширить содержание урока и облегчить труд преподавателя во время учебного занятия.

? Возможность преодолевать существующие временные и пространственные границы.

При использовании интернет ресурсов появляется возможность показать учащимся явления и факты, ограниченные временем и пространством.

? Возможность глубокого проникновения в сущность изучаемых явлений и процессов.

Демонстрация учащимся опытов, процессов, явлений, которые сложно продемонстрировать без использования информационных компьютерных технологий. Демонстрация свойств функций на графике, изменяющемся на экране в реальном времени, изменение стереометрических фигур и объектов на экране путем изменения их линейных параметров.

? Показ изучаемых явлений в развитии, динамике.

Демонстрация таких сложных для понимания и восприятия объектов и процессов как возрастание и убывание функции, наглядная демонстрация алгебраической и геометрической прогрессии, объема и площади поверхности стереометрических тел и так далее.

? Реальность отображения действительности.

Возможность динамически показать различные геометрические объекты с разных сторон в реальном времени.

? Выразительность, богатство изобразительных приемов, эмоциональная насыщенность.

Благодаря техническим возможностям информационных компьютерных технологий улучшается подача учебного материала с точки зрения наглядности.

Эффективность использования информационных компьютерных технологий в учебно-воспитательном процессе определяется их соответствием конкретным учебно-воспитательным целям, задачам, специфике учебного материала, материально-техническим условиям.

1.3 Методические аспекты применения информационных технологий обучения

Использование современных технологий в обучении влияет на методику преподавания некоторых дисциплин. Методика преподавания любого из предметов определяется целями и содержанием этого предмета с учетом его специфики.

Понятие «методика обучения» шире понятия «технология в обучении». В методике используются различные технологии в зависимости от поставленных целей, содержания и используемых средств обучения, в частности новые информационные технологии, технологии дистанционного обучения, компьютерные телекоммуникации в системе образования и др.

Особое место в учебном процессе занимает использование новых информационно-образовательных технологий, которые характеризуются:

? технической средой (вид используемой техники);

? программной средой (набор педагогических программных средств, инструкций, баз данных и т. д.);

? специально разработанными формами и методами обучения, нацеленными на освоение содержания программного материала по каждому из предметов [31].

В связи с этим необходимо рассматривать методические принципы применения электронных средств обучения при преподавании математики, которые можно рассмотреть как основные положения, определяющие содержание, организационные формы и методы учебного процесса в соответствии с его спецификой, целями и закономерностями.

Использование информационных компьютерных технологий может осуществляться в следующих вариантах:

I. Как «проникающая» технология (применение информационных компьютерных технологий обучения по отдельным темам, разделам, для отдельных дидактических задач).

II. Как основная, определяющая, наиболее значимая часть используемой технологии.

III. Как монотехнология (когда все обучение и управление учебным процессом, включая все виды диагностики и мониторинга, опираются на использование компьютера) [34].

Компьютер может использоваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении (введении) нового материала, закреплении, повторении, контроле ЗУН. При этом для учащегося он выполняет различные функции: учителя, рабочего инструмента, объекта обучения, сотрудничающего коллектива, досуговой (игровой) среды.

В качестве учителя компьютер представляет собой:

— источник учебной информации (частично или полностью заменяющий учителя или книгу);

— наглядное пособие (нового уровня с возможностями мультимедиа и телекоммуникации);

— индивидуальное информационное пространство;

— тренажер;

— средство диагностики и контроля.

— В качестве рабочего инструмента компьютер выступает:

— как средство подготовки текстов и их хранения (текстовый редактор);

— графопостроитель (графический редактор);

— вычислительная машина больших возможностей (с оформлением результатов в различном виде);

— средство моделирования.

— Работа учителя в рамках компьютерной технологии включает следующие функции:

— Организация учебного процесса на уровне класса и предмета в целом (график учебного процесса, внешняя диагностика, итоговый и промежуточный контроль).

— Организация активизации и координации познавательной деятельности учащихся, расстановка рабочих мест, инструктаж, управление внутриклассной сетью и т.п.

— Индивидуальное наблюдение за учащимися, оказание индивидуальной помощи.

— Подготовка компонентов информационной среды (различные виды учебного, демонстрационного оборудования, программные средства и системы, учебно-наглядные пособия и т.д.), связь их с предметным содержанием определенного учебного курса [32].

Учитель может использовать ИКТ на различных этапах урока: проверка домашнего задания, организация фронтального опроса, подготовка учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала, объяснение и закрепление нового материала, промежуточный и итоговый контроль. Каждый этап урока требует детальной проработки.

Программные и технические средства, используемые на уроке, вносят свою специфику -- способствуют совершенствованию традиционных методов обучения. Изменяется и роль учителя. На уроке с использованием мультимедийной презентации, например, он чаще всего выступает в качестве консультанта, это способствует развитию познавательной активности учащихся, более полному усвоению ими учебной информации. У преподавателя появляется больше возможностей для индивидуальной работы с учащимися.

В таблице 1.1 представлено, как трансформируются и дополняются традиционные методы обучения за счет использования компьютерной техники и программных мультимедийных средств.

Безусловно, умелое сочетание традиционных и информационных средств зависит от квалификации и мастерства учителя, методики, которую он применяет. Но грамотное использование средств ИКТ также зависит и от знания учителем педагогических основ информатизации урока [33].

Таблица 1.1 -- Сравнение традиционных и программных средств обучения

Методы обучения	Традиционные средства и их дидактические возможности	Совершенствование за счет применения программных и технических средств ИКТ
Словесные: рассказ, беседа, объяснение, инструктаж	Печатное слово (учебники и учебные пособия, книги), Ведущее средство - живое слово, которое легко сочетается с другими средствами обучения. Позволяет в сжатые сроки обогатить память учащихся обобщенными научными знаниями	Подача текстовой информации с экрана, текст читает диктор программы. Возможность многократного повторения точно того же содержания. Гиперссылки позволяют найти быстро нужную информацию
Наглядные: макет, демонстрация приема или операции, экранная демонстрация	Натуральные объекты, модели, макеты, таблицы, схемы, иллюстрации, видеофильмы. Статичная демонстрация с экрана. Наблюдение за неподвижными объектами	Мультимедийный показ приемов и операций; виртуальное преобразование предметов в пространстве и на плоскости; визуализация процессов, невозможных для рассмотрения в реальных условиях
Практические: упражнения, практические и лабораторные работы	Учебные задания для практической работы. Учебная практика при выполнении упражнений, практических и лабораторных работ	Виртуальное практическое действие, плоскостное и пространственное моделирование объектов, автоматизация отдельных операций
Методы контроля: устный и письменный опрос, контрольная работа, самоконтроль и самооценка	Тестовое или контрольное задание, вопросы и проблемные ситуации. Проверка результатов усвоения материала отсрочена на некоторое время	Машинный инструктаж и контроль. Быстрая и объективная оценка резуль-татов. Оперативная оценка с указанием ошибки и одновременной коррекции результатов

Формы и место использования компьютеров на уроке, конечно, зависят от содержания этого урока, цели, которую ставит учитель. Каковы же функции и особенности применения информационных технологий? Можно выделить следующие функции:

— инструментальная (изготовление наглядных пособий);

— демонстрационная (показ готовых демонстрационных программ, слайдов, презентаций и т.д.);

— обучающая (тренажеры);

— контролирующая.

Возможны различные виды уроков с применением информационных технологий: уроки-беседы с использованием компьютера как наглядного средства; уроки постановки и проведения исследований; уроки практической работы; уроки-зачеты; интегрированные уроки и т.д. [33].

Практика работы показывает, что наиболее эффективно использование компьютера на уроках математики в следующих случаях:

— при проведении устного счёта (возможность оперативно предъявлять задания и корректировать результаты их выполнения);

— при изучении нового материала (иллюстрирование разнообразными наглядными средствами; мотивация введения нового понятия; моделирование);

— при проверке фронтальных самостоятельных работ (быстрый контроль результатов);

— при решении задач обучающего характера (выполнение рисунков, составление плана работы; отработка определенных навыков и умений);

— при организации исследовательской деятельности учащихся;

— при интегрировании предметов естественно-математического цикла;

— использование электронных ресурсов информационно-справочного характера при подготовке учителей к проведению учебных занятий;

— применение ИКТ для организации самостоятельной учебно-познавательной деятельности учащихся;

— использование информационных ресурсов сети Интернет при подготовке учащимися рефератов и сообщений;

— применение ИКТ во внеурочной деятельности по предмету (на факультативах);

— применение тестирующих программ в процессе подготовки учащихся старших классов к процедуре централизованного тестирования.

Можно выделить следующие выгодные особенности работы с компьютерной поддержкой на уроке:

— учащийся становится субъектом обучения, т.к. компьютер требует от него активного управления;

— легко достигается уровневая дифференциация обучения;

— достигается оптимальный темп работы ученика, так как каждый ученик выполняет индивидуальное задание, работая в своем темпе;

— сокращается время при выработке технических навыков учащихся;

— увеличивается количество тренировочных заданий;

— отслеживаются ошибки, допущенные учеником, и повторно отрабатывается недостаточно усвоенный материал;

— работа ученика оценивается сразу;

— учитель меньше тратит времени на проверку работ;

— обучение можно обеспечить материалами из удалённых баз данных, пользуясь средствами телекоммуникаций;

— при работе с компьютером присутствует элемент игры, так иногда недостающий на уроках, и у большинства детей повышается мотивация учебной деятельности [35].

Всю совокупность педагогических программных средств можно разделить на виды:

— электронные учебники, энциклопедии, базы данных;

— наборы данных (текстовых, графических, звуковых, видео) и средств для просмотра или прослушивания этих данных, объединенных смысловыми связями;

— программы, моделирующие процесс или явление;

— контролирующие программы;

— программы-тренажеры, обычно контролирующие правильность ответа и время, затраченное учеником;

— развивающие игры;

— обучающие программы [16].

Особый интерес представляют собой ресурсы глобальной сети Интернет: всевозможные банки знаний, сайты, библиотеки. Глобальная сеть Интернет обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты. Многие эксперты рассматривают технологии Интернет как революционный прорыв, превосходящий по своей значимости появление персонального компьютера.

Инструментальные средства компьютерных коммуникаций включают несколько форм: электронную почту, электронную конференцсвязь, видеоконференцсвязь, Интернет. Эти средства позволяют преподавателям и обучаемым совместно использовать информацию, сотрудничать в решении общих проблем, публиковать свои идеи или комментарии, участвовать в решении задач и их обсуждении.

Специфика технологий Интернет заключается в том, что они предоставляют и обучаемым, и педагогам громадные возможности выбора источников информации, необходимой в образовательном процессе.

Большинство учеников и учителей успешно используют интернет в развлекательных и образовательных целях. Однако виртуальное пространство настолько велико, что охватить его целиком невозможно, но можно выделить ряд сайтов и ссылок, которые будут полезны как учителям, так и ученикам.

· Республиканские образовательные порталы;

· Методические разработки;

· Электронные библиотеки.

Уроки математики обладают рядом отличительных особенностей, которые необходимо учитывать при конструировании современного урока математики с использованием ИКТ:

— содержание обучения опирается на ранее изученное и подготавливает базу для усвоения новых знаний;

— большое внимание уделяется развитию у учащихся логического мышления, умения рассуждать и доказывать;

— математика служит опорным предметом для изучения некоторых других дисциплин;

— теоретический материал осознается и усваивается в процессе решения задач.

1.4 Мультимедиа технологии в преподавании математики

Предъявление учебной информации с помощью информационных компьютерных технологий можно выполнить посредством:

— технологии дистанционного обучения;

— технологии, использующей компьютерные обучающие программы;

— мультимедиа технологии [32].

Наиболее доступной и распространенной является технология мультимедиа. В пеpеводе английского языка термин multimedia (от multi - много и media - среда) означает "многосpедность". Мультимедиа (multimedia) - это современная компьютерная информационная технология, позволяющая объединить в компьютерной системе текст, звук, видеоизображение, графическое изображение и анимацию. Или другой вариант определения - «мультимедиа» - это совокупность программно-аппаратных средств, отображающих информацию в зрительном и звуковом виде [2].

Мультимедиа технология на уроке математики может применяться в демонстрационном режиме, в индивидуальном режиме, в дистанционном и индивидуальном режиме.

Использование компьютера в демонстрационном режиме:

— при устном счете, когда в начале урока через мультимедиа-проектор проводится решение различных заданий;

— при объяснении нового материала, когда учителем демонстрируется через мультимедиа-проектор новый материал;

— при проверке домашнего задания;

— при работе над ошибками и т.д.

Использование компьютера в индивидуальном режиме:

— при устном индивидуальном счете;

— при закреплении;

— при отработке пройденного теоретического материала;

— при повторении пройденного материала;

— при промежуточном и итоговом контроле.

Использование компьютера в дистанционном и индивидуальном режиме:

— в исследовательской деятельности;

— в проектной деятельности учащихся;

— при проверке домашней работы [14].

Для разработки мультимедиа материалов наиболее активно учителями используется программа PowerPoint. Связано это в первую очередь с тем, что программа довольно проста в использовании, доступна на интуитивном уровне и при подготовке материала не занимает много времени. Использование мультимедийного проектора совместно с компьютерной техникой позволяет демонстрировать анимационные элементы, видео- и аудиоматериалы и на глазах учеников осуществлять моделирование, что естественным образом улучшает восприятие и запоминание материала учащимися. Именно поэтому учителя применяют презентации на уроках различной тематики: урок - лекция, урок повторения нового материала либо урок закрепления и обобщения пройденного материала. При хорошо продуманной презентации урок получается «живой», интересный. А главное, происходит значительная экономия времени на уроке, так как записи и выполнение изображений на доске учителя сведены к минимуму. При проведении уроков по темам, связанным с построением графиков (например по теме «функции и графики», «решение уравнений графическим методом» и так далее), учитель не тратит время на выполнение изображений на доске, что оставляет больше времени на закрепление материала, подведение итогов. Ниже приведены разработки уроков с применением мультимедиа технологии обучения. Разработан урок по теме «Различные методы решения тригонометрических неравенств» для 11 классов при проведении факультативных занятий по математике по учебнику Л.А. Латотин, Б.Д. Чеботаревский «Математика 11» (Приложение Б), а так же урок повторение по теме «Линейная и квадратичная функции» (Приложение В).

Анализ опыта использования электронных презентаций показывает, что они позволяют видоизменять содержание занятий, задействовать творческий потенциал учителя, который имеет возможность корректировать созданные им экранные формы представления содержания учебного материала и осуществлять самоанализ планируемого занятия [10; 26; 27; 33; 34]. Преимущества учебных занятий с использованием презентаций заключаются также в том, что демонстрационные возможности мультимедиа проектора помогают сохранять устойчивую мотивацию у учащихся и обеспечивают развитие пространственного воображения. В качестве средства реализации технологического подхода для изучения учебного материала можно рассматривать применение интерактивной доски [38]. Интерактивная доска представляет собой сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор. Специальное программное обеспечение для интерактивных досок позволяет работать с текстами и объектами, аудио- и видеоматериалами, Интернет-ресурсами, делать записи от руки прямо поверх открытых документов и сохранять информацию. Интерактивная доска предоставляет уникальные возможности для работы и творчества и легка в управлении, так как достаточно только прикоснуться к поверхности доски, чтобы начать работу на компьютере [37].

Возможности применения интерактивной доски позволяет выделить следующие направления ее использования в учебном процессе.

— Презентации, демонстрации и создание моделей.

Использование необходимого программного обеспечения и ресурсов в сочетании с интерактивной доской может улучшить понимание новых идей, так как интерактивная доска помогает учителям излагать новый материал очень живо и увлекательно. Она позволяет представить информацию с помощью различных мультимедийных ресурсов, упростить объяснение схем, помочь разобраться в сложной проблеме. На доске можно легко изменять информацию или передвигать объекты, создавая новые связи. Учитель может рассуждать вслух, комментируя свои действия, постепенно вовлекая учащихся и побуждая их записывать идеи на доске, что обеспечивает взаимодействие учащихся с новым материалом.

— Активное вовлечение учащихся.

Интерактивная доска, используя разнообразные динамичные ресурсы и улучшая мотивацию, делает занятия увлекательными и для учителей, и для учеников. Работа с интерактивной доской может помочь учителю проверить знания учащихся, развить дискуссию для прояснения изучаемого материала, что позволяет ученикам лучше понять материал. Управляя обсуждением, учитель может подтолкнуть учащихся к работе в небольших группах.

— Повышение темпа и улучшение организации занятия.

Использование интерактивной доски может улучшить планирование, темп и течение урока. Файлы или страницы можно подготовить заранее и привязать их к другим ресурсам, которые будут доступны на занятии. На интерактивной доске можно легко передвигать объекты и надписи, добавлять комментарии к текстам, рисункам и диаграммам, выделять ключевые области и добавлять цвета. К тому же тексты, рисунки или графики можно скрыть, а затем показать в ключевые моменты урока. Страницы можно разместить сбоку экрана, как эскизы. Учитель всегда имеет возможность вернуться к предыдущему этапу урока и повторить ключевые моменты урока.

Программное обеспечение для интерактивных досок позволяет четко структурировать занятия. Возможность сохранять уроки, дополнять их записями улучшает способ подачи материала. Благодаря разнообразию материалов, которые можно использовать на интерактивной доске, учащиеся гораздо быстрее схватывают новые идеи. Они активно обсуждают новые темы и быстрее запоминают материал. Учитель может по-разному классифицировать материал, используя различные возможности доски: перемещать объекты, работать с цветом, - при этом, привлекая к процессу учеников, которые затем могут самостоятельно работать в небольших группах. Иногда можно снова обращать внимание учащихся на доску, чтобы они поделились своими мыслями и обсудили их перед тем, как продолжить работу. Но важно понимать, что эта эффективность работы с доской во многом зависит от самого учителя, от того, как он применяет те или иные ее возможности.

Обучение с помощью интерактивной доски имеет ряд преимуществ:

— обеспечение более ясной, эффективной и динамичной подачи материала за счет возможности рисовать и делать записи поверх любых приложений, сохранять и распечатывать изображения на доске, включая любые записи, сделанные во время занятия, не затрачивая при этом много времени;

— развитие мотивации учащихся благодаря разнообразному увлекательному и динамичному использованию ресурсов;

— предоставление больших возможностей для участия в коллективной работе, развития личных и социальных навыков;

— использование различных стилей обучения (учитель может обращаться к всевозможным ресурсам, приспосабливаясь к определенным потребностям);

— обеспечение хорошего темпа урока;

— предоставление возможности сохранения использованных файлов в школьной сети для организации повторения изученного материала;

— упрощение проверки усвоенного материала на основе сохраненных файлов [37].

В ходе написания работы нами была разработана презентация для уроков с использованием интерактивной доски. Презентация предназначена для 11' класса, по теме: «Призма и параллелепипед» (Приложение Г). Главной отличительной особенностью данной презентации является то, что при формулировке условия задачи и иллюстрации ее на слайде, решение не записано. В ходе урока решение этих задач учащиеся должны записывать прямо «на экране».

В качестве примера эффективного использования технических и дидактических возможностей электронных презентаций как средства обучения учащихся математике можно привести примеры презентаций, выполненных для демонстрационных или учебных целей, игру-викторину, интерактивную лекцию с поддержкой мультимедиа для старших классов.

Интерактивная лекция сочетает в себе преимущества традиционного способа обучения под руководством педагога и индивидуального компьютерного обучения. Заранее готовясь к лекции, преподаватель разрабатывает на компьютере в приложении «Power Point» программы «Office» необходимое количество слайдов, дополняя видеоинформацию на них звуковым сопровождением и элементами анимации. Естественно, что это значительно повышает требования к квалификации преподавателя. Он должен обладать необходимым уровнем знания компьютерной техники и владеть навыками работы с программным обеспечением.

...