Формування умінь математичного моделювання засобами інформаційно-комунікаційних технологій

Размещено на http://www.allbest.ru/

Формування умінь математичного моделювання засобами інформаційно-комунікаційних технологій

Чінчой Олександр Олександрович

кандидат педагогічних наук, доцент

доцент кафедри фізики та методики її викладання

Центральноукраїнського державного

педагогічного університету

імені Володимира Винниченка

Новікова Анна Олександрівна

вчитель математики

Комунального закладу «Ліцей «Науковий»

Кіровоградської міської ради міста Кропивницького»

Постановка та обґрунтування актуальності проблеми

шкільний курс математика навчання

Компетентнісна освіта спрямована на формування в учнів знань про математичні поняття й методи, що є важливими засобами моделювання реальних процесів і явищ, тому одним з актуальних напрямів освітнього процесу є посилення реалізації прикладної спрямованості шкільного курсу математики. Запровадження STEM-освіти, залучення України до програми міжнародного дослідження якості освіти PISA-2018 демонструють значимість та соціальну затребуваність у працівниках з високим рівнем інформаційно-математичної компетентності.

У сучасних умовах інформатизації освіти викладання будь-якої дисципліни у тому числі і математики, ставить перед вчителями завдання щодо організації ефективного використання навчання за допомогою комп'ютерних технологій. Упровадження ІКТ сприяє тому, що учні швидше засвоюють більший обсяг інформації, використовуючи при цьому значну кількість засобів.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Основні методичні положення щодо навчання учнів математичного моделювання розроблено в наукових розвідках Б.В. Гнеденка, С.І. Шварцбурда, В.В. Фірсова, Г.М. Возняка, Л.О. Соколенко; математичні моделі досліджено засобами інформаційних технологій (М.І. Жалдак, Н.В. Морзе, С.А. Раков); наголошено на важливості формування вмінь і навичок математичного моделювання в майбутніх вчителів математики (Л.Л. Панченко). Розвиток уміння математичного моделювання в учнів під час вивчення окремих дисциплін розглядали Ю.К. Бабанський, М.І. Бурда, В.В. Волошена, О.І. Ляшенко, О.І. Пометун, З.І. Слєпкань, М.О. Філімонова.

Виклад основного матеріалу дослідження

Візуалізація матеріалу в процесі навчання математики є способом представлення даних у різноманітних формах, структурованих певним чином, яка передбачає розробку моделей на основі уявлень та знань про об'єкт. Уміння перетворювати усні чи письмові дані у візуальну форму є важливим компонентом уміння математичного моделювання, у процесі застосування якого формуються такі важливі елементи мислення як аналіз, систематизація та виділення головного у змісті. Візуалізація засобами ІКТ може бути статичною (моделі геометричних тіл, плакати, схеми, таблиці) або динамічною (передбачає демонстрацію покрокових змін ситуації, рух та переміщення об'єкта дослідження, процес у його динаміці). Основними функціями візуалізації засобами ІКТ є полегшення сприйняття, розуміння та запам'ятовування матеріалу, забезпечення систематизації та узагальнення матеріалу, покращення процесу відтворення.

Виділимо основні підходи до створення математичних моделей до задач в залежності від способу представлення даних (таблиця 1).

Таблиця 1

Ефективним в процесі формування в учнів умінь математичного моделювання з використанням ІКТ є:

створення та використання динамічних моделей, анімаційних демонстрацій;

перевірка отриманих результатів, графічна ілюстрація;

створення в межах проєктної діяльності та навчальної практики інтерактивних плакатів, презентацій, блогів, відеороликів.

Виділимо основні напрями використання ІКТ під час формування уміння математичного моделювання:

Використання ІКТ у якості джерела інформації (пошук та демонстрація навчального матеріалу, спілкування, дистанційне навчання). Інтернет ресурси (Blogger.com, Classroom, Meet інші Google продукти, Wikipedia, Mentimeter, Prezi, Wordcloud.pro, Piktochart.com, Padlet.com, Glogster, canva.com).

Piktochart.com ресурс для створення презентацій, флаєрів, діаграм та графіків, інфографіки та звітів, який дозволяє перетворити контент (текст чи дані досліджень) у цікавій гармонійно оформленій структурі.

Інтерактивний плакат створений у Glogster - це дидактичний засіб, що має інтерактивну навігацію, яка дозволяє віддзеркалити необхідну інформацію у вигляді: графіку, тексту, звуку, відео, фото. Інтерактивні плакати призначені для використання на уроках вивчення нового матеріалу, але їх можна використовувати й у процесі повторення та закріплення вивченого матеріалу. Наприклад, під час виконання проєкту «Математичне моделювання дорожнього руху» було створено плакат рис. 1, а результати роботи учнів над проєктами до теми «Застосування числових функцій в суміжних дисциплінах, житті та професійній діяльності» були розміщені на онлайн-дошці (рис. 2).

Рис. 1. Приклад плаката до проєкту, створений у середовищі Glogster

За допомогою платформи Padlet можна оформити дошку для будь-якого уроку та наповнити її даними, або ж можна запропонувати зробити це учням. Організовувати спільний доступ до ресурсу для всіх школярів можна запропонувавши підготувати інформацію з теми по групах та експортувати дошку в різні формати. Дошку можна розмістити у соціальних мережах; додавати графічні, текстові та мультимедійні файли (відео або презентації), посилання на вебсторінки, знімки.

Інтерактивні плакати, онлайн-дошки та блоги учні активно використовують в процесі захисту проєктів для демонстрації результатів своєї дослідницької діяльності.

Використання ІКТ як засобів для виконання обчислень, створення математичних моделей, здійснення досліджень (Geogebra, Wolframalpha, MS Excel, CorelDRAW).

Системи динамічної геометрії - це спеціалізоване програмне забезпечення, що дозволяє виконувати побудови за допомогою геометричних об'єктів. При зміні одного геометричного об'єкта на кресленні, інші об'єкти також змінюються, при цьому спостерігається збереження зв'язків між об'єктами. Такі системи мають ряд переваг: візуалізація інформації, створення ефекту руху та переміщення, дослідження об'єкта. На рис. 3 запропоновано динамічну модель, що використовується в процесі розв'язування завдань ЗНО з параметрами.

Застосування GeoGebra в освітньому процесі сприяє кращому й глибшому засвоєнню навчального матеріалу, підвищенню інтересу до здобуття знань, демонстрації на практиці математичного моделювання реальних процесів і явищ.

Використання ІКТ для контролю та оцінки результатів навчання (Google Forms, LearningApps.org, Kahoot!, Quizalize, Plickers, Slido та інші).

Здійснити моніторинг результатів навчальної діяльності учнів можна у середовищі програми Power Point. За допомогою відповідної настройки Slido, онлайн інструменту для проведення тестувань та опитувань, що дозволяє швидко отримати зворотній зв'язок і побачити результати.

Мобільне навчання організовує умови для одночасної взаємодії з групою учнів, надає можливість динамічно генерувати навчальний матеріал в залежності від способу використання мобільного пристрою, забезпечує миттєвий зворотній зв'язок, здійснює активізацію навчально-пізнавальної діяльності учнів. Мобільні пристрої можна використовувати для здійснення перевірки знань учнів. Наприклад, Kahoot! і Plickers. Середовище Kahoot, яке містить частину безкоштовних компонентів, ми використовували на етапах перевірки базових знань учнів. Педагог може самостійно конструювати різні типи запитань і форматів тестування. Схожим є сервіс для створення вікторин і домашніх робіт Quizalize. Результати представлено у вигляді панелей успішності учнів.

Програма Plickers потребує використання дошки для демонстрації запитань і планшета чи смартфона викладача для зчитування QR- коду з карток учнів. Карта в кожного учня своя, має чотири боки, де зазначено варіанти відповідей. Учень, відповідаючи, повертає картку потрібним варіантом відповіді, а вчитель зчитує її за QR-кодом мобільного додатку Plickers. Після завершення тестування вчитель може вивести результати у вигляді таблиці, а можна отримати інформацію з відповідями кожного аркушах.

Рис. 2. Приклади проектів розроблених засобами Padlet

Висновки та перспективи подальших розвідок напряму

Використання ІКТ в процесі вивчення математики дозволяє здійснювати особистісно-орієнтований підхід, що базується на самостійному виборі учнем способу інтерпретації даних. Учень у процесі такої навчальної діяльності формує систему предметних знань, умінь та навичок (ІКТ- компетентностей). Використання ІКТ в процесі формування умінь математичного моделювання має такі переваги: поліпшує навчальний процес; розширює міжпредметні зв'язки алгебри та інформатики на основі інтеграції знань під час виконання проєктів; забезпечує оптимізацію процесу розв'язування задач; сприяє підвищенню результативності учнів; стимулює й мотивує учнів до вивчення математики, забезпечує розвиток творчих здібностей; дає змогу учням отримати досвід роботи з різноманітними програмними засобами.

Рис. 3. Приклади використання динамічних моделей розроблених у GeoGebra під час розв'язування задач ЗНОз параметрами

Рис. 4. Таблиця результатів тестування

Список джерел

1. Новікова А.О. Використання програмного забезпечення GeoGebra під час розв'язування прикладних задач змістової лінії «Функції та їх графіки». Наукові записки. Вип. 169. Серія: Педагогічні науки. Кропивницький: РВВ ЦДПУ імені Володимира Винниченка, 2018. С. 112-115.

2. Новікова А.О. Навчальний проект як засіб формування в учнів основної школи умінь математичного моделювання. Математика в рідній школі, 2018. № 11. С. 44-47.

3. Викторова Ю.В. Формирование ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике: дисс. ... канд. пед. наук: 13.00.02, Екатеринбург, 2016. 217 с.

References

1. Novikova, A.O. (2018). Vykorystannja proghramnogho zabezpechennja GeoGebra pid chas rozvjazuvannja prykladnykh zadach zmistovoji liniji «Funkciji ta jikh ghrafky». [Use GeoGebra software to solve Function and Graphics content line applications]. Kropyvnytskyi.

2. Novikova, A.O. (2018). Navchaljnyj proekt jak zasib formuvannja v uchniv osnovnoji shkoly uminj matematychnogho modeljuvannja. [Educational project as a means of forming mathematical modeling skills in primary school students].

3. Viktorova, Y.V. (2016). Formirovanie IKT- kompetentnosti uchashchikhsya 9-kh klassov v protsesse obucheniya matematike. [Formation of ICT competence of 9th grade students in the process of teaching mathematics]. Ekaterinburg.

Размещено на Allbest.ru