Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. исследовать пакетов прикладных программ с целью изучения возможности использования на уроках математики в старших классах средней школы;

2. классифицировать известные пакеты прикладных программ по группам применения на уроках математики;

3. апробировать методики использования пакетов прикладных программ на уроках математики в ходе педагогического эксперимента;

4. провести анализ результатов апробации и сформировать рекомендаций по применению пакетов прикладных программ на уроках математики в старших классах средней школы.

При рассмотрении возможностей использования пакетов прикладных программ на уроках математики в старших классах целесообразно ориентироваться, прежде всего, на основное назначение пакета, которое определяет трудоемкость освоения пользовательского интерфейса. А также его доступность для учебного заведения [2].

Кроме того определяя способ использования пакетов программ необходимо оценивать потребности в технических средствах для проведения урока (от мультимедиа проектора и компьютера, до компьютерного класса, обеспечивающего возможности работы каждого обучающегося) [3].

Необходимо учитывать базовые знания учащихся в области пакетов прикладных программ, полученные на уроках информатики, что существенно сокращает трудозатраты на изучение способов работы со специализированными компьютерными программами.

Можно выделить следующие основные способы применения пакетов прикладных программ: программа математика школа

1. визуализация числовых данных;

2. обеспечение интерактивных методов работы, за счет оперативного выполнения расчетов и графических построений обучающимися;

3. сокращение времени на выполнение расчетных и графических работ в процессе изложения материала;

4. сокращение времени на выполнение самостоятельных работ обучающимися за счет применения пакетов прикладных программ общего пользования в домашних условиях [4].

Исходя из целей и задач исследования, была проведена экспериментальная работа. Педагогический эксперимент проводился на базе Государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения Краснодарского края «Белоглинский аграрно-технический техникум».

Эксперимент проводился в группах первого курса очного отделения:

Дисциплина - ОУД.11 Математика: алгебра и начала математического анализа; геометрия.

Группы:

1 курс (10 класс)

1. 426 - Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования в сельскохозяйственном производстве.

2. 703 - Наладчик компьютерных сетей.

3. 625 - Повар, кондитер.

4. М-3 - Механизация сельского хозяйства.

2 курс (11 класс)

1. 624 - Повар, кондитер.

2. 803 - Мастер сухого строительства.

3. М-2 - Механизация сельского хозяйства.

4. Э-2, Э-3 - Электрификация сельского хозяйства.

Целью проведения эксперимента является:

- выявление уровня сформированности усвоения материала некоторых разделов математики с использованием различных пакетов прикладных программ у учащихся 1-х курсов;

- апробирование комплекса методических рекомендаций, по использованию пакетов прикладных программ на уроках математики;

- подтверждение гипотезы о том, что применение в процессе изучения некоторых разделов математики использование определенных пакетов прикладных программ повышает качество усвоения материала.

Проверка эффективности разработанных методик использования пакетов прикладных программ как средства повышение качества образовательного процесса при изучении некоторых разделов математики проводилась во время занятий. Группы 624 и 803 были выбраны в качестве экспериментальных групп (ЭГ1, ЭГ2), а М-3 - в качестве контрольной группы (КГ). В каждой из групп по 30 человек. Всего в эксперименте приняло участие 90 человек.

В рамках исследования проводилось два эксперимента: определение эффективности использования пакетов прикладных программ для оперативного построения графических изображений; использование пакетов прикладных программ при решении задач, связанных со статистической обработкой данных.

Для выявления остаточных знаний учащимся было предложено выполнить тестовое задание, состоящее из 15 вопросов. За каждый правильно отвеченный вопрос выставлялось по одному баллу.

При этом было выделено три уровня развития владения технологиями в области построения графиков функций: высокий (12-15 баллов), средний (7-11 баллов) и низкий (0-6 балла).

Для оценки равенства способностей к усвоению материала в трех группах было проведено предварительное тестирование остаточных знаний по теме «Функции. Графики функций». В результате были получены следующие показатели усвоения материала.

Рисунок 1 - Результаты предварительного тестирования

Как видно из графика показатели групп примерно одинаковы. Это свидетельствует о случайном характере обнаруженных различий, следовательно, выборки учащихся экспериментальных и контрольных групп принадлежат одной генеральной совокупности.

Кроме того, оценка правдоподобия полученных результатов проведена с помощью статистических методов.

Показатели экспериментальной (ЭГ1) и контрольной (КГ) групп сравним по критерию согласия с уровнем статистической значимости 0,05, принятом при проведении подобных педагогических экспериментов.

Эмпирическое значение критерия найдем по формуле (1):

(1)

где, i - интервал распределения (уровни пространственного воображения - высокий, средний, низкий), - эмпирическая частота (количество учащихся экспериментальной группы, соответствующих i -му интервалу распределения), - теоретическая частота (количество учащихся контрольной группы, соответствующих i -му интервалу распределения).

Нахождение эмпирического значения критерия по результатам начальной диагностической работы представлено на рисунке 2.

Рисунок 3 - Результаты диагностической работы в экспериментальной группе с использованием MS EXCEL (ЭГ 1)

Рисунок 4 - Результаты диагностической работы в экспериментальной группе с использованием MATCHCAD (ЭГ 2)

Рисунок 5 - Результаты диагностической работы в контрольной группе (КГ)

Результаты контроля знаний представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 - Результаты итоговой диагностической работы

Для анализа и оценки результатов итоговой работы найдем индекс качества обучения и степень обученности учащихся, определяемые согласно методикам Фомина Н.Б. и Симонова В.П. по следующим формулам:

ИКО=(К₅+К₄)/n *100% (2)

где K₅ и K₄ - количество учащихся, получивших оценки «5» и «4» соответственно; n - общее число учащихся, выполнявших диагностическую работу без «2».

СОУ=(К₅+0,64К₄ + 0,36К₃ +0,14 К₂ )/n *100% (3)

где К₅, К₄, К₃, К₂ - количество учащихся, получивших оценки «5», «4», «3», «2» соответственно; n - общее число учащихся, выполнявших диагностическую работу.

Результаты расчетов коэффициентов для контрольной и экспериментальной групп приведены на рисунке 7.

Рисунок 7 - Качество обучения и степень обученности учащихся экспериментальной и контрольной групп

Таким образом, в экспериментальной группе результаты улучшились, благодаря тому, что процесс обучения шел по разработанной методике с использованием пакета прикладных программ MS EXCEL, а с использованием пакета MATHCAD ухудшился по сравнению с контрольной группой.

Как показало наблюдение за ходом образовательного процесса показатели в экспериментальной группе ЭГ 2, в которой применялся пакет MATHCAD ухудшились из-за сложности интерфейса, значительного времени, которое использовали обучающиеся для решения задач с указанным пакетом.

Заключение и вывод

Настоящее исследование посвящено решению актуальной проблемы использования информационных технологий не только как средства демонстрации и обеспечения использования интерактивных технологий, но и средства решения математических задач, механизмов визуализации полученных результатов.

В процессе исследования рассмотрены возможности использования пакетов прикладных программ на уроках математики в старших классах средней школы.

Результаты исследования подтвердили гипотезу о том, что обучение школьников с использованием специализированных математических пакетов прикладных программ будет способствовать повышению качества знаний школьников и развитию навыков по использованию современного программного инструментария для решения математических задач.

В процессе исследования рассматривались распространенные пакеты, используемые для решения математических задач: MS ESCEL, STATISTICA, MATCAD.

В ходе исследований проведен педагогический эксперимент на базе Государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения Краснодарского края «Белоглинский аграрно-технический техникум». Возможности использования пакетов исследовались в двух экспериментальных и одной контрольной группах. Результаты исследований показали эффективность использования пакетов прикладных программ на уроках математики, и особенно универсального пакета MS EXCEL, в связи с тем, что он позволяет не только автоматизировать вычислительные процессы и сделать их наглядными, но и предоставляет учителю более широкий спектр возможностей для использования в преподавании темы.