Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические аспекты использования информационно-коммуникационных технологий на внеурочных занятиях по математике 17
1.1 Информационно-коммуникационные технологии и педагогические возможности их использования в школьном образовании 17
1.2 Основные направления использования информационно-коммуникационных технологий при изучении математики 36
1.3 Применение информационно-коммуникационных технологий на внеурочных занятиях по математике 53
Выводы по 1 главе 70
Глава 2. Использование информационно коммуникационных технологий как средства развития творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике 72
2.1 Система учебной работы по развитию самостоятельности и творческой активности учащихся на внеурочных занятиях 72
2.2 Модель развития творческой активности старшеклассников на основе применения ИКТ 84
2.3 Результаты опытно-экспериментальной работы по развитию творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике с использованием ИКТ 95
Выводы по 2 главе 112
Заключение 114
Список литературы 116
Приложения 133
- Информационно-коммуникационные технологии и педагогические возможности их использования в школьном образовании
- Применение информационно-коммуникационных технологий на внеурочных занятиях по математике
- Система учебной работы по развитию самостоятельности и творческой активности учащихся на внеурочных занятиях
- Результаты опытно-экспериментальной работы по развитию творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике с использованием ИКТ
Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время перед средней школой государством и обществом поставлены задачи совершенствования образования в связи с изменившейся социально-экономической обстановкой, которая требует от гражданина профессиональной гибкости и творческой активности. Новые требования нашли отражение в государственной программе «Образование и развитие инновационной экономики: внедрение современной модели образования в 2009-2012 годы» и «Концепции Федеральной целевой программы развития образования на 2011-2015 годы». В этих документах отмечено, что современный школьник должен стать активной, созидающей, творческой личностью, уверенно владеющей информационно-коммуникационными технологиями (ИКТ). Кроме того, содержание и методы обучения требуется модернизировать на основе эффективного использования возможностей современных ИКТ. Это приводит к необходимости смены образовательных технологий и роли преподавателя, расширению его профессиональной деятельности, возможности выступать консультантом, направлять и оценивать самостоятельную деятельность учащихся.
В национальной образовательной инициативе «Наша новая школа» отмечается, что главной задачей современной школы является раскрытие способностей каждого ученика, воспитание порядочного и патриотичного человека, личности, готовой к жизни в высокотехнологичном, конкурентном мире. Школьное обучение необходимо перестроить таким образом, чтобы выпускники могли самостоятельно ставить серьезные цели и достигать их, умело реагировать на разные жизненные ситуации.
В числе основных направлений модернизации общего образования выделяются переход на новые образовательные стандарты, развитие системы поддержки талантливых детей и др. Важными механизмами реализации данных направлений являются проектные и программные методы работы.
Творческая активность у подрастающего поколения - тот фактор, использование которого позволит придать необходимую динамику развитию страны, преодолеть кризисные явления. Осознание этого требует и серьезных изменений в самой системе образования.
Развитию теории и практики формирования творческой активности
школьников способствовали исследования отечественных ученых:
В. В. Афанасьева, В. И. Андреева, Л. С. Выготского, В. А. Гусева, А. Л. Жохова,
И. Я. Лернера, А. М. Матюшкина, Г. И. Саранцева, Е. И. Смирнова,
М. А. Холодной, А. В. Хуторского, В. Д. Шадрикова, А. В. Ястребова и др.
В педагогической науке существуют разные взгляды на определение творческой активности. В нашем исследовании мы придерживаемся определения, данного В. В. Афанасьевым: «творческая активность - это деятельность личности, обеспечивающая ее включение в процесс созидания нового, предполагающая внутрисистемный и межсистемный перенос знаний и умений в новые ситуации, изменения способа действия при решении учебных задач». Результаты научных исследований и обобщенный опыт педагогов свидетельствуют о том, что уровень сформированности творческой активности у выпускников школ остается низким. В действующих образовательных стандартах нет единой стратегии освоения обучающимися приемов решения творческих задач, создания
нового продукта, следовательно, изучение условий и факторов, способствующих развитию и формированию творческой активности старшеклассников, является актуальным для школьной дидактики.
Анализ состояния проблемы в практике школьного обучения показывает, что более 70% учащихся воспринимают математику как чисто абстрактную дисциплину, не испытывают потребности в расширении и углублении математических знаний.
Одним из направлений развития творческой активности учащихся может стать применение возможностей информационно-коммуникационных технологий. В связи с этим широкое признание российской педагогической общественностью получила всемирная программа профессионального развития учителей «Intel Обучение для будущего», ориентированная на внедрение ИКТ в учебный процесс.
Понятию «информационные и коммуникационные технологии» различные авторы дают неоднозначную интерпретацию. В нашем исследовании мы опираемся на определение, представленное в государственном стандарте «Информационно-коммуникационные технологии в образовании», в котором отмечено, что под информационно-коммуникационными технологиями необходимо понимать информационные процессы и методы работы с информацией, осуществляемые с применением средств вычислительной техники и средств телекоммуникаций.
Исследованию значения ИКТ в образовательном процессе посвящены работы С. А. Бешенкова, Я. А. Ваграменко, Т. В. Капустиной, О. А. Козлова, А. А. Кузнецова, В. М. Монахова, И. А. Новик, И. В. Роберт, М. А. Родионова, Н. X. Розова, Е. И. Смирнова, В. А. Тестова, В. Д. Шадрикова и др. Предметом их научных исследований является поиск педагогических условий для эффективного применения ИКТ в целях развития личности обучающегося, подготовки учителей в условиях информационного общества. Однако, на наш взгляд, проблеме формирования творческой активности на внеурочных занятиях в этом аспекте уделяется недостаточно внимания, и она требует дальнейшей разработки. Кроме того, внедрение ЕГЭ в школьное образование накладывает определенные рамки на содержание урочных занятий, поэтому для развития творческой активности учащихся имеется больше возможностей именно на внеурочных занятиях.
Факультатив, являясь одним из видов внеурочных занятий и специфической формой дифференцированного обучения, имеет своей целью расширение общего кругозора учащихся в определенной предметной области. Кроме того, переход к профильной школе в старшем звене привел к появлению элективных курсов, так называемых «курсов по выбору». В отличие от элективных курсов, факультативные курсы не являются обязательными. Отметим, что факультативные курсы предполагают низкую регламентацию учебной деятельности учащихся, в отличие от элективных курсов, решающих задачи специализированной подготовки старшеклассника в сфере выбранной им будущей профессии. Целесообразность выбора факультативной формы проведения занятий в нашем исследовании обусловлена ее более широкими возможностями для развития творческой активности учащихся с использованием ИКТ.
Актуальность исследований в области разработки методического сопровождения применения ИКТ при обучении математике, выявления условий и факторов восприятия учебного материала обучающимися в новой информационной среде неоднократно подчеркивалась на различных Международных конференциях. Происходящие сейчас изменения в содержании математического образования
привели к возникновению тенденции обновления содержания внеурочных занятий по математике, однако это не означает, что следует полностью отказаться от тех или иных традиционных вопросов, которые вызывали у учащихся большой интерес.
В связи с вышесказанным выделим объективно существующие противоречия:
между потребностью информационного общества в творчески мыслящих специалистах и реальным уровнем организации формирования творческой активности школьников при обучении математике;
между бурным развитием информационных технологий и недостаточным их использованием в математическом образовании школьников;
между необходимостью учета раскрытия и развития педагогами личностных качеств обучаемых (мотивация, творческое мышление, коммуникации и рефлексия) средствами ИКТ и отставанием методических разработок по применению информационно-коммуникационных технологий на внеурочных занятиях по математике.
Выявленные противоречия позволили сформулировать проблему исследования: каковы теоретико-методические основы развития творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике с применением информационно-коммуникационных технологий?
Объект исследования - процесс обучения математике в средней школе.
Предмет исследования - использование ИКТ как средства развития творческой активности старшеклассников на внеурочных занятиях по математике.
Цель исследования: выявить теоретико-методические основы развития творческой активности учащихся и разработать методику использования ИКТ на внеурочных занятиях по математике.
В основу исследования положена следующая гипотеза: если при обучении математике с использованием ИКТ на внеурочных занятиях в школе:
в основу учебной деятельности будут положены процессы обоснования и реализации механизмов интеграции знаний по математике и информатике,
актуализируется комплекс принципов построения и реализации методической системы обучения математике: доступности, проблемности, наглядного моделирования, вариативности,
выявлены и обоснованы этапы формирования творческой активности учащихся на основе применения ИКТ,
то это приведет к повышению уровня творческой активности, учебной мотивации и качества знаний учащихся.
В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой определены задачи исследования:
Раскрыть содержание этапов, особенности и динамику развития творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике с использованием ИКТ.
Выявить педагогические возможности и условия применения ИКТ для развития творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике.
Разработать и обосновать модель развития творческой активности учащихся с применением ИКТ на внеурочных занятиях по математике в старшей школе.
4. Разработать содержание и методику проведения факультативного курса
«Информационно-коммуникационные технологии при изучении математики» для
учащихся старших классов, способствующего развитию творческой активности
учащихся, установлению межпредметных связей математики и информатики,
выявлению эстетического потенциала математики посредством создания
учащимися творческих работ.
5. Экспериментально проверить обоснованность выдвинутой гипотезы
исследования путем проведения педагогического эксперимента, обработки и
анализа его результатов.
Теоретико-методологической основой исследования являются работы, посвященные:
теории деятельностного подхода (Л. С. Выготский, П. Я. Гальперин, В. В. Давыдов, О. Б. Епишева, А. Н. Леонтьев, С. Л. Рубинштейн, Н. Ф. Талызина, В. Д. Шадриков и др.);
психологии творчества и творческих способностей личности (Ж. Адамар, Д. Б. Богоявленская, В. Н. Дружинин, А. Маслоу, А. М. Матюшкин, А. Пуанкаре, К. К. Платонов, Б. М. Теплов, Е. Торренс и др.);
закономерностям формирования и развития творческой личности (В. В. Афанасьев, Ю. К. Бабанский, Дж. Брунер, А. А. Вербицкий, В. И. Загвязинский, С. И. Зиновьев, Е. А. Зубова, Ю. П. Поваренков, Я. А. Пономарев, Н. X. Розов, С. Л. Рубинштейн, А. В. Савенков, В. Д. Шадриков и
др);
проектированию и моделированию как методологическому, теоретическому и методическому средству обучения математике (В. В. Афанасьев, В. А. Гусев, А. Г. Мордкович, В. М. Монахов, В. Н. Осташков, Е. И. Смирнов, Е. Н. Трофимец, И. С. Якиманская и др.);
исследованиям в области образовательных технологий личностно-ориентированного и мировоззренчески направленного математического образования (В. В. Давыдов, Л. В. Занков, А. Л. Жохов, Т. А. Иванова,
B. А. Кузнецова, В. Л. Матросов, Н. X. Розов, В. А. Тестов, В. Д. Шадриков,
И. С. Якиманская, А. В. Ястребов и др.);
идеям компьютеризации математического образования (С. А. Бешенков,
Я. А. Ваграменко, Б. С. Гершунский, А. П. Ершов, Т. В. Капустина,
Г. А. Клековкин, А. А. Кузнецов, В. Б. Лабутин, Е. И. Машбиц, В. М. Монахов,
И. А. Новик, Н. И. Пак, И. В. Роберт, М. А. Родионов, Л. О. Рупакова,
C. А. Самсонова, Е. И. Санина, Е. К. Хеннер, В. Н. Яхович и др.);
совершенствованию теории и методики обучения математике в школе и вузе (В. В. Афанасьев, Г. Д. Глейзер, В. А. Гусев, В. А. Далингер, Н. В. Метельский, Е. И. Санина, Г. И. Саранцев, 3. И. Слепкань, Е. И. Смирнов, Н. Л. Стефанова, 3. А. Скопец, Н. X. Розов, В. А. Тестов, Р. С. Черкасов, А. В. Ястребов и др.);
теории и методике подготовки будущих учителей к работе с использованием информационно-коммуникационных технологий в процессе обучения математике (Т. В. Капустина, Г. А. Клековкин, В. М. Монахов, Е. Ю. Огурцова, В. С. Секованов, Е. И. Смирнов, В. А. Тестов, Т. Ш. Шихнабиева и
ДР-)-
Для решения поставленных задач и проверки исходных предположений
были использованы теоретические и эмпирические методы исследования.
Теоретические методы: изучение и анализ нормативно-правовых документов, философской, психолого-педагогической литературы; анализ содержания учебных программ и учебных пособий, понятийно-терминологический анализ исследуемой проблемы.
Эмпирические методы: изучение, анализ и обобщение педагогического опыта по использованию ИКТ; констатирующий эксперимент по диагностике уровня развития творческой активности у старшеклассников; формирующий эксперимент по реализации программы факультативного курса по математике с использованием ИКТ; методы математической статистики, принятые для психолого-педагогических исследований.
База исследования. Исследовательская работа проводилась в три этапа с 2006 по 2011 годы на базе МОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 8», МОУ «Средняя общеобразовательная школа №3», МОУ «Средняя общеобразовательная школа №41» г. Вологды.
На первом этапе (2006-2008 гг.) изучалось состояние проблемы развития творческой активности учащихся старших классов через анализ психолого-педагогической литературы, систематизацию и обобщение педагогического опыта; осуществлялось наблюдение за использованием ИКТ на занятиях по математике и их влиянием на развитие творческой активности школьников; определялись цель, объект, предмет, задачи, гипотеза исследования.
На втором этапе (2008-2010 гг.) осуществлялась теоретическая разработка диссертационной проблемы; выявлялись и обосновывались основные компоненты и уровни творческой активности учащихся; разрабатывались критерии отбора ИКТ на внеурочных занятиях по математике; проводился констатирующий этап эксперимента, строилась модель развития творческой активности учащихся с использованием ИКТ при обучении математике; выявлялись и обосновывались педагогические условия и механизмы формирования творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике; проводился формирующий этап эксперимента в рамках разработанного факультативного курса, основной задачей которого была экспериментальная проверка педагогических условий и модели формирования творческой активности учащихся.
На третьем этапе (2010-2011 гг.) анализировались результаты экспериментальной работы по использованию ИКТ на внеурочных занятиях по математике, сопоставлялись полученные эмпирические данные по экспериментальным и контрольным группам, делались соответствующие выводы и анализ статистических методов по результатам эксперимента, оформлялся текст диссертации.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечена многосторонним анализом проблемы, опорой на данные современных исследований по теории и методике обучения математике; на фундаментальные исследования психологов, педагогов, методистов-математиков; соответствием методов исследования целям, предмету и задачам, поставленным в работе; проведенным педагогическим экспериментом и использованием адекватных математико-статистических методов обработки полученных в ходе эксперимента результатов.
Личный вклад автора в исследование заключается в разработке научно-обоснованной методики применения ИКТ на внеурочных занятиях по математике в
средней школе, в реализации факультативного курса «Информационно-коммуникационные технологии при изучении математики», целью которого является развитие творческой активности старшеклассников; в выявлении педагогических условий развития творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике с применением информационно-коммуникационных технологий.
Научная новизна диссертационного исследования:
Разработаны и обоснованы критерии отбора ИКТ как средства, способствующего развитию творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике (обеспечение доступа к необходимой информации; возможность учета индивидуальных особенностей школьника; наличие необходимого инструментария для осуществления самостоятельной поисковой работы).
Разработана дидактическая модель развития творческой активности учащихся на основе применения ИКТ на внеурочных занятиях по математике, на базе которой построен и реализован на практике факультативный курс «Информационно-коммуникационные технологии при изучении математики».
Выявлены основные этапы, условия и средства использования ИКТ на внеурочных занятиях по математике с целью развития творческой активности учащихся.
Теоретическая значимость исследования заключается в следующем:
Выявлены и обоснованы педагогические условия развития творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике с применением ИКТ (создание творческой информационно-образовательной среды на базе взаимодействия форм и средств обучения; расширение и укрепление межпредметных связей математики и информатики на основе интеграции предметных знаний при выполнении творческих работ; информационно-технологическая поддержка творческой активности учащихся).
Обоснована возможность применения ИКТ в математической подготовке школьников на внеурочных занятиях для развития исследовательских качеств, творческой активности, самостоятельности при осуществлении практической деятельности за компьютером, повышения качества усвоения учебного материала, положительных изменений в мотивации учебной деятельности школьников.
Определены и обоснованы содержание, механизмы и этапы процесса развития творческой активности учащихся на основе установления межпредметных связей математики и информатики на внеурочных занятиях.
Практическая значимость исследования заключается в том, что:
разработана методика использования ИКТ как средства интеграции знаний по математике и информатике для развития творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике;
разработанный факультативный курс «Информационно-коммуникационные технологии при изучении математики» может в полном объеме использоваться учителями математики, а также быть основой для разработки аналогичных курсов при обучении учащихся другим школьным предметам;
теоретические выводы и результаты экспериментальной работы могут служить базой для разработки программ и учебно-методического обеспечения дисциплин естественно-научного цикла, направленных на развитие творческой активности учащихся на основе применения ИКТ.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Информационно-коммуникационные технологии являются эффективным
средством развития творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по
математике, а их использование:
строится на единстве реализации принципов доступности, проблемности, наглядного моделирования, вариативности;
способствует повышению мотивации учебной деятельности, интеграции знаний по математике и информатике как способности учащихся сопоставлять факты, суждения об одних и тех же явлениях, событиях, устанавливать связи и закономерности между ними, применять совместно умения, выработанные в разных учебных дисциплинах;
обеспечивается педагогическими условиями для реализации деятельностного и личностно-ориентированного подходов: создание творческой информационно-образовательной среды на внеурочных занятиях по математике с использованием ИКТ, расширение и укрепление межпредметных связей математики и информатики при выполнении творческих работ, информационно-технологическая поддержка творческой активности учащихся.
Реализация дидактической модели и методики развития творческой активности учащихся позволяет эффективно интегрировать знания по математике и информатике на внеурочных занятиях по математике.
Организационно-методической основой развития творческой активности учащихся является разработанный и обоснованный факультативный курс, построенный на основе использования ИКТ при обучении математике.
Апробация результатов исследования осуществлялась:
путем проведения факультативных занятий в старших классах МОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов №8» г. Вологды;
через выступления на заседаниях кафедры алгебры, геометрии и теории обучения математике ВГПУ (г. Вологда, 2009-2011 гг.);
через участие: в Международных научных конференциях (Ярославль, 2009 и 2011; Пущино - 2009; Дубна - 2010; Коряжма - 2010; Орск - 2011); во Всероссийских научно-методических конференциях и семинарах (Киров - 2009; Екатеринбург - 2009; Орск - 2010; Коряжма - 2010; Пенза - 2010; Шуя - 2011).
По материалам диссертации имеется 19 публикаций.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, состоящего из 173 источников, и шести приложений. Общий объем работы 201 страница, основное содержание изложено на 115 страницах.
Информационно-коммуникационные технологии и педагогические возможности их использования в школьном образовании
В последнее время одной из актуальных стала проблема информатизации образования. Она затрагивает самые различные области знаний от психологии человека и общества в работах В. И. Богословского [18], И.А.Васильевой [24], Т.Н.Гурьевой [38], В.Л.Латышева [77] до глубоких философских вопросов, касающихся возможностей функционирования нового информационного общества и места человека в нем (А. Л. Жохова [47], В. В. Краевского [70], В. М. Монахова [94] и др.).
Значительный рост объема информации, начавшийся с середины XX века, породил информационный кризис, который заключается в том, что появились следующие противоречия; разнообразие информации возросло и удовлетворяет различные потребности, но при этом циркулирует много избыточной информации, бесполезной для потребителя; накоплен большой информационный потенциал, но люди не могут им воспользоваться в силу физических или технических ограничений. Поэтому внедрение автоматизированных средств обработки информации (особенно компьютеров) позволяет справиться с этими противоречиями. Указанные процессы положили начало новому этапу в развитии человечества, связанному с информатизацией общества, который направлен на разрешение данных противоречий.
Монахов В. М. [94] выделяет ряд частных проблем образования, к которым относит:
философию обобщения педагогического опыта,
философию смены парадигмы образования.
философию понимания того, что надо от информационных технологий образованию и надо ли,
философию осознания пророческих слов Яна Амоса Коменского о том, что видимо в будущем человечество придумает дидактическую машину, делающую обучение неизбежно успешным.
Информатизация общества способствует реализации прав граждан на основе использования информационных ресурсов и создания оптимальных условий для удовлетворения их информационных потребностей. Понятия информатизация и компьютеризации общества не тождественны друг другу, но они тесно связаны между собой. В рамках компьютеризации общества развивается и внедряется техническая база обработки и накопления информации, а информатизация общества связана с обеспечением заинтересованных субъектов достоверными, исчерпывающими и своевременными знаниями во всех видах человеческой деятельности [123].
А. П. Ершов понимает под информатизацией всеобщий и неизбежный период развития человеческой цивилизации, охватывающий примерно столетний период (с 50-х гг. XX в. до середины XXI в.) и направленный на обеспечение полного использования достоверного и своевременного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности [46].
Общество, возникающее в процессе информатизации, существенно отличается тем, что информация занимает в нем особое место. По мере усложнения человеческой деятельности объем знаний, требуемых для ее реализации, резко возрастает.
В связи с формированием информационного общества, где основная роль отводится информации, обеспечивающей интенсификацию основных видов человеческой деятельности, возникает потребность в создании условий, которые позволяют личности безболезненно адаптироваться в постоянно нарастающем объеме информации. Возрастающая информационная среда требует адекватной организации обучения подрастающего поколения. В связи с чем, в последние десятилетия, в педагогической науке создаются новые технологии, основной целью которых является обеспечение наиболее качественной подготовки ребенка к предстоящей жизни в информационном обществе. Основополагающими трудами в этой области можно считать работы выдающихся педагогов: В. П. Беспалько, Б. Скиннер, Е. С. Полат, Н. Ф. Талызина, В. Д. Шадриков и др.[8, 17, 121, 162 и др.].
Бурный процесс информатизации общества не мог не затронуть одну из важнейших областей общественной жизни - сферу образования. Если еще в начале девяностых годов прошлого века нередко встречались негативные взгляды на данное явление (вплоть до полного отказа от использования компьютеров в школе), то сегодня педагогическая общественность все больше склоняется к положительной оценке его влияния на процесс обучения.
В своих работах Б. С. Гершунский, Е. И. Машбиц, Е. С. Полат и др. [31, 87, 105] пытаются осмыслить процесс информатизации образования, выявить его основные направления и характерные черты, причем большинство исследований посвяшены наиболее актуальной стороне информатизации образования - компьютеризации.
Е. С. Полат и др. считают [42, 105], что в настоящее время все большее значение приобретает дистанционное обучение (возможность получения образования на расстоянии), общение учащихся и учителей не только в рамках одной школы, но и других регионов мира, что стало возможным с развитием компьютерных телекоммуникаций. Глобальная сеть Интернет открывает доступ к информации в различных библиотеках мира, что создает оптимальные условия для самообразования, расширения кругозора, повышения квалификации. Появляется возможность организации совместных проектов учащихся разных стран мира, обмена опытом учителями, студентами, учеными.
В статье В. Д. Шадрикова и И. С. Шемет [161] рассматриваются сильные и слабые стороны процесса информатизации образования с позиции психологии обучающегося и психологии образовательного процесса. Авторами раскрываются возможности реализации основных принципов дидактики с точки зрения новых информационных технологий, выявляются негативные последствия влияния информационных и коммуникационных технологий в образовании, подчеркивается необходимость тщательного изучения процесса информатизации в связи с тем, что он является неизбежным.
В ходе информатизации образования формируется определенная система, которая предполагает иное понимание сущности обучения, роли учителя и учащихся в этом процессе, взаимоотношений учителя и учащихся, оснащения рабочих мест. Учащиеся должны будут демонстрировать собственное понимание идей, фактов, концепций, теорий, а не только запоминать их, и следовательно, будут активно вовлекаться в поисковую, исследовательскую, творческую деятельность, развивать свои знания на основе использования всех возможных источников информации.
Многие ученые склонны считать информатизацию образования неотъемлемой частью современного педагогического процесса и оценивать его с точки зрения тех преимуществ, которые она дает. Хотя в высказываниях педагогов иногда звучит тревога по поводу будущего, которое ожидает школьное образование. Уже сегодня, средства массовой информации уменьшили учебно-воспитательную роль школы.
Имеющаяся в электронных сетях информация оставляет свой след в познавательной и эмоциональной сферах ученика. Поэтому нельзя с уверенностью сказать, является ли этот след безвредным для детей или же оказывает на них негативное воздействие [85].
В статье В. А. Тестова [150] отмечается, что «становление нового типа общества требует и новой системы образования, радикального обновления его целей и содержания, внедрение в обучение новых информационных технологий». Понятиям «информационные» и «коммуникационные» технологии обучения различные авторы дают неоднозначную интерпретацию. Во многих работах рассматривается использование данных технологий в педагогическом процессе, которые опираются лишь на интуитивные представления об этом понятии, не давая ему определения [42, 105, 127, 155, 159].
Некоторые авторы отождествляют компьютерные и информационные технологии обучения. Например, Б. Е. Стариченко дает следующее определение: «Компьютерные (или информационные) технологии обучения -это совокупность средств, приемов и методов, основанных на применении компьютерной техники в качестве средства обучения» [142].
Другие же дают самые различные трактовки данного понятия. Так, например, Э. А. Манушиным информационно-коммуникационные технологии понимаются как совокупность методов, реализующих механизмы передачи информации о необходимых средствах, способах, возможностях, условиях решения профессиональных задач, позволяющих осуществлять продуктивные действия в профессиональной сфере [82].
По мнению И. Г. Захаровой [51], под информационной технологией следует понимать конкретный способ работы с информацией: это -совокупность знаний о способах и средствах работы с информационными ресурсами, способ и средства сбора, обработки и передачи информации для получения новых сведений об изучаемом объекте.
В толковом словаре русского языка С. И. Ожегова и Н. Ю. Шведова под информационными технологиями понимается совокупность методов и процессов получения, обработки, хранения и передачи различной информации, а также научное описание способов действий с ней [109].
Применение информационно-коммуникационных технологий на внеурочных занятиях по математике
Сегодня нет сомнения в том, что XXI век - это век информации и научных знаний. Перед системой образования это ставит принципиально новую проблему подготовки молодых граждан к жизни и деятельности в новых условиях информационного общества.
В мире существует множество программных средств для обучения математике; Cabri, Cinderella, GeoGebra, Geometra, Geometrix, iGeom, Sketchpad и др.
The Geometer s Sketchpad (GSP) - электронный альбом для геометрических чертежей; коммерческое программное обеспечение, являющееся одной из первых мировых разработок в области визуализации геометрических рисунков и обучения геометрии, а также для создания математических иллюстраций.
Cabri - коммерческое программное обеспечение, являющееся расширенным аналогом GSP, а также прародителем большинства программных средств для визуального обучения математике. Обеспечивает более полную поддержку геометрических фигур, включая нахождение точки их пересечения, а также совместимость с графическими калькуляторами. возможность подсказок в решении геометрических задач, используя встроенного помощника.
GeoGebra - свободно-распространяемая динамическая геометрическая среда, которая даёт возможность создавать чертежи в планиметрии, в частности, для построений с помощью циркуля и линейки. Кроме того, у программы богатые возможности работы с функциями: построение графиков, вычисление корней, экстремумов, интегралов и т.д. за счёт команд встроенного языка, который позволяет управлять и геометрическими построениями. Полностью поддерживает русский язык.
Cinderella - коммерческое мультиплатформенное программное обеспечение, имеющее значительные отличия от GSP. Переключение между эллиптической, гиперболической и Евклидовой геометриями происходит одним действием, включает имитацию физики и встроенный язык программирования. Также, поддерживает макросы, отрезки, вычисления, неточные функции, графики функций и т. д.
Geometra - свободно-распространяемое мультиплатформенное программное обеспечение, основанное на двуролевой модели ученик-учитель. Учитель создает задачу, предоставляет ответ и сохраняет задачу в файле. Ученик открывает файл и решает задачу. Действия ученика записываются. Учитель может воспроизводить действия ученика и оценивать решение. Доступные объекты ограничены многогранниками, которые могут быть измерены, трансформированы, обрезаны и объединены.
Geometrix - бесплатное программное обеспечение, позволяющее учителю давать ученику конкретную геометрическую задачу с последующей проверкой системой решения ученика. Имеется возможность программировать специфические предложения, подсказки и т. д. в письменной, устной или визуальной форме — в виде схем и короткометражной анимации разного сорта, которую учитель может хранить и встраивать в уроки в нужное время. Поддерживаются динамические названия объектов, анимации, вычисления, проверки построений, подсказки на каждом шагу решения.
iGeom - web-аналог GSP и Cabri, мультиплатформенное многоязычное бесплатное ПО для изучения и преподавания геометрии. Поддерживаются макросы (в т.ч. рекурсивные), предусмотрено проведение контрольных работ, вычисления, проверка решений, сохранение геометрических фигур.
Используемые в нашей работе программные средства для обучения математике являются отечественными аналогами (или локализованными зарубежными разработками) мировых программных продуктов в данной области, адаптированными к российским условиям.
Современное представление о качественном образовании обязательно включает в себя элемент свободного владения информационными технологиями, и, как следствие, компьютер воспринимается как предмет если не первой, то второй необходимости. Все большее число обучающихся имеют компьютеры дома, и все чаще именно обучающиеся выступают инициаторами использования информационных технологий в учебном процессе, ими движет не «игровой» интерес, а желание приобрести полезные для будущей карьеры профессиональные навыки.
Применение информационных технологий помогает повысить уровень преподавания, обеспечивает наглядность, аудио- поддержку, контроль; содержит больщой объем информации, является стимулом в обучении. Компьютер является мощным инструментом получения и обработки информации, возможности компьютерных и сетевых технологий бесконечны.
Актуальность применения информационных технологий продиктована, прежде всего, педагогическими потребностями в повышении эффективности развивающегося обучения, в частности, потребностью формирования навыков самостоятельной учебной деятельности, исследовательского, креативного подхода в обучении, формирования критического мышления [105]. На занятиях по математике имеется достаточно много возможностей заинтересовать учащихся содержанием данной науки. При этом основная цель занятий состоит в обучении учащихся процедурам математического характера. Этой цели подчинена занимательность изложения, причем в рамках изучения обязательного материала происходит развитие способностей учащихся.
Урочными занятиями считаются занятия, осуществляемые педагогами и учащимися в рамках отведенного времени и определенного контингента школьников. Эти занятия включены в школьное, классное расписание [59].
Под внеурочными занятиями по математике будем понимать необязательные систематические занятия с учащимися во внеурочное время.
Развитие интереса учащихся к математике, привлечение их к занятиям на факультативных курсах является одной из основных целей проведения внеурочных занятий по математике. У школьников есть большое желание проверить свои математические способности, умения решать нестандартные задачи. Также учащихся привлекает возможность добровольного участия.
Проведение внеурочных занятий по математике является хорошим средством повышения квалификации учителя. К одной из целей внеурочных занятий относится расширение изучаемого в курсе математики материала, иногда это расширение может выходить за рамки обязательной программы, что приводит учителя к необходимости более подробного знакомства с данным учебным материалом и с методикой его изложения; так же это помогает выявить учащихся, имеющих интерес и склонности к занятиям математикой.
Существуют три вида внеурочных занятий по математике:
1. Работа с учащимися, отстающими от других в изучении программного материала.
2. Работа с учащимися, проявляющцми интерес к математике.
3. Работа с учащимися по развитию интереса в изучении математики. Основной целью первого вида внеурочных занятий является предупреждение неуспеваемости и ликвидация пробелов в знаниях учащихся. Эта работа требует от учителя особого такта и внимания и должна носить ярко выраженный индивидуальный характер.
На наш взгляд, для этих целей целесообразно использовать программную среду «1С; Математический конструктор», которая предназначена для создания интерактивных моделей по математике, сочетающих в себе конструирование, динамическое варьирование, эксперимент и предоставляет школьникам возможность творческой манипуляции с объектами, конструирования и решения задач.
Например, очень полезны динамические чертежи с визуальными подсказками. На этих чертежах часть информации, играющая роль подсказки, поначалу спрятана. Доступ к подсказке может быть как прямым (вызов ссылкой-кнопкой), так и требовать от пользователя предварительного выполнения каких-либо действий (например, введения ответа). Подсказкой может быть дополнительное построение, значение какой-то величины, анимированное преобразование фигуры и т.д. Важно, что подсказки носят невербальный характер и тем самым развивают геометрическое воображение, интуицию, умению воспринимать по-разному представленную информацию.
В качестве примера можно рассмотреть задачу о построении треугольника по медиане и двум сторонам.
Система учебной работы по развитию самостоятельности и творческой активности учащихся на внеурочных занятиях
Широкое внедрение информационных технологий, основу которых составляет компьютерная техника, влечет за собой значительные изменения методов и средств обучения различным предметам в общеобразовательной школе. Современная школа призвана создавать условия, при которых у учащихся формируется опыт самостоятельной деятельности, в результате чего наиболее полно раскрываются индивидуальные способности и создаются предпосылки для творческого развития ученика. Как отмечено выше, существенно расширить возможности развития школьника позволяет внедрение в образовательный процесс современных компьютерных технологий.
Значимость творческой деятельности в математике и при обучении математике подчеркивали выдающиеся ученые-математики В. И. Арнольд, В. В. Афанасьев, Б. В. Гнеденко, А.Пуанкаре, В.М.Тихомиров, A.Я.Хинчин и другие [5, 33, 159 и др.]. Необходимость формирования творческой деятельности при обучении математике в средней школе и школьном дополнительном математическом образовании отмечали математики-методисты В.А.Гусев, Ю. М. Колягин, В. И. Крупич, Е.И.Лященко, Д.Пойа, Г.И.Саранцев, И.М.Смирнова, А. А. Столяр, B. А. Тестов, С. И. Шварцбурд, П. М. Эрдниев и другие [39, 73, 142, 146 и др. ].
Анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы, опыта работы учителей математики показывает, что формирование творческой деятельности учащихся при обучении математике имеет огромное значение. Развитие творческой деятельности как одного из видов учебной математической деятельности школьников способствует формированию мышления учащихся, умений находить новые пути решения разнообразных задач, способности быстро ориентироваться в меняющейся учебной ситуации, мыслить и действовать продуктивно и нестандартно, проявлять активность, сознательность и инициативу в учебном труде [33].
Под творчеством учащегося будем понимать вид его деятельности, направленной на создание новых для него ценностей, создание нового продукта, не известного для него ранее. При этом факт новизны является субъективным, новыми могут быть признаны постановка или решение задачи, проблемы; оригинальный путь к уже известному результату и т. п.
Роль творческого потенциала человека в ходе становления личности и в процессе ее самореализации трудно переоценить, от развития творческого потенциала во многом зависит жизненная успешность человека. Анализ научных исследований В.И.Андреева [3], Д.Б.Богоявленской, М. Е. Богоявленской [19], Г. И. Щукиной [164], И. С. Якиманской [166] и др. показал, что сегодня востребована концепция образовательного процесса на основе максимального развития творческой активности учащихся; это предполагает использование на практике системы педагогического стимулирования активной творческой деятельности учащихся.
Проблема стимулирования творческой активности имеет особую актуальность в математическом образовании, все составляющие познания развиваются при наличии творческой активности личности.
Анализ современных психолого-педагогических исследований позволяет заключить, что творческая активность старшеклассников характеризуется созидательной, продуктивной направленностью деятельности, отношением к учебному заданию как к творческой задаче, выдвижением оригинального мнения, суждения, решения, в отличие от простого повторения уже известного, предпочтением творческих (или с элементами творчества заданий), видением в учебной проблеме новых сторон и вопросов.
В нашем исследовании мы придерживаемся определения данного В. В. Афанасьевым: «творческая активность — это деятельность личности, обеспечивающая ее включение в процесс созидания нового, предполагающая внутрисистемный и межсистемный перенос знаний и умений в новые ситуации, изменения способа действия при решении учебных задач». [5]
Основной элемент творческой активности - мотивационное ядро личности учащегося. Важнейшие условия формирования творческой активности учащихся - содержание изучаемого материала, характер деятельности. Формирование творческой активности взаимосвязано с развитием самостоятельности.
Творческая активность предполагает максимальное проявление индивидуальности. К основным компонентам творческой активности учащихся относятся:
потребности, интересы, склонности к творческой деятельности;
преобразующие отношения к изучаемым предметам, объектам;
готовность к преобразующей деятельности;
эвристический потенциал;
сама преобразующая деятельность.
Развитие творческой активности обеспечивает накопление системы знаний, фонда умственных приемов и операций: операции мышления (наблюдение, сравнение, анализ, синтез, абстракция, обобщение и конкретизация); приемов осмысленного запоминания (смысловая группировка, составление плана, тезисов и т.д.); общих способов учебной работы (умение работать с книгой, умение слушать, наблюдать, планировать, контролировать); перенос усвоенных знаний, умений и навыков на решение новых задач. Необходимо формировать интуитивные механизмы, эвристический потенциал. При развитии творческой активности у школьников необходимо уделять внимание не какой-либо отдельной составляющей творчества, а комплексу взаимодействующих составляющих, которые изображены на рис.2.1.
Современные педагогические технологии, направленные на развитие и проявление различных сторон творческого потенциала учащихся способствуют стимулированию их учебно-познавательной мотивации и познавательного интереса, выбору вариативных творческих заданий, использованию субъектного опыта, расширению сферы проявления творческой активности. Успешность стимулирования творческой активности старшеклассников достигается, если рассматриваемые возможности осуществляются на уроках и внеурочных занятиях по математике в системном единстве [19].
Стимулирование творческой активности учащихся предстает как особая стратегия деятельности учителя, направленная на использование многообразных педагогических средств и условий, инициирующих проявление творческого потенциала личности. Стратегия стимулирования включает: индивидуальную ориентированность образовательного процесса; проектирование нестандартных форм организации обучения; нестандартную (проблемную) интерпретацию учебного материала; особые педагогические технологии; уникальные приемы преподавания и общения (постановка необычного вопроса, неожиданная учебная ситуация и др.).
В психолого-педагогической литературе под самостоятельностью понимается способность личности к деятельности, совершаемой без вмешательства со стороны. Самостоятельность не является изолированной чертой личности, она тесно связана с такими качествами как независимость, активность, инициативность, самокритичность, настойчивость, самоконтроль и уверенность в себе. Одной из важных составных частей самостоятельности как качества личности учащегося является познавательная самостоятельность, которая определяется как готовность школьника своими силами вести познавательную поисковую деятельность для достижения поставленной цели.
Познавательная самостоятельность школьников может проявляться как в виде простого воспроизведения, так и носить преобразовательный, творческий характер. По отношению к учащимся творческая деятельность понимается как деятельность, результатом которой является самостоятельное открытие нечто нового, оригинального, отражающего индивидуальные способности и опыт школьника. Отметим, что с философской точки зрения творческая деятельность трактуется как деятельность, в результате которой открывается новый оригинальный продукт, имеющий общественную ценность, но по отношению к учащемуся данное определение неприемлемо. Хотя имеют место случаи, когда деятельность школьников выходит за рамки решения стандартных учебных заданий и носит творческий характер, а ее результатом является общественно значимый продукт. Примером этого факта могут служить оригинальные доказательства новых или уже известных теорем, составление новой обучающей программы и т.п.
Результаты опытно-экспериментальной работы по развитию творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике с использованием ИКТ
При проведении исследования было сделано предположение, что использование учителем информационно-коммуникационных технологий на внеурочных занятиях по математике позволит повысить уровень творческой активности, учебной мотивации и качество знаний учащихся.
Для проверки достоверности выдвинутой гипотезы в течение 2008-2011 гг. осуществлялся педагогический эксперимент, который состоял из трех этапов: констатирующего (2008 - 2009 гг.), формирующего (2009 - 2010 гг.), обобщающего (2010-2011 гг.); исследованием было охвачено 148 учащихся 9-11 классов МОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 8» г. Вологды.
Целью констатирующего этапа было определение реального состояния использования информационно-коммуникационных технологий в обучении математике, а также уровня математической подготовки старшеклассников с последующим их отбором для участия в эксперименте.
Для этого были проведены:
- анализ успеваемости по математике за курс основной школы;
- анализ результатов внеурочной деятельности учащихся;
- анализ достижений учащихся в олимпиадном движении;
- диагностика уровня творческой активности учащихся.
Анализ успеваемости по математике показал, что уровень математической подготовки учащихся за основную школу был высоким, все сдали ЕМЭ на отлично (приложение Б, с. 163-164). Результаты успеваемости представлены в таблице 2.4.1.
Участие в олимпиадном движении представлено в таблице 2.4.3. Как видим, учащиеся принимали участие в олимпиадах городского, областного и российского уровней.
Диагностика уровня творческой активности учащихся осуществлялись на основе анкеты, разработанной М. И. Рожковым [27, с. 40] по 4 критериям: чувство новизны, критичность мышления, способность преобразовать структуру объекта, креативность (приложение В, с. 167-172).
Оценивание критерия производилось по средней оценке, получаемой учащимися по трехбальной шкале (0,1,2) и дало следующие результаты.
Формирующий этап педагогического эксперимента заключался в осуществлении преподавания факультативного курса «Информационно коммуникационные технологии при изучении математики» с учащимися экспериментальной группы, в контрольной группе факультативный курс проводился без использования ИКТ. Учащиеся обеих групп, принявших участие в эксперименте, обучались по четырехлетней программе углубленного изучения математики (автор учебника Виленкин Н.Я., учитель математики - Шумская Галина Витальевна).
Поскольку и остальные условия обучения в обеих группах в основном были одинаковыми, то можно сделать предположение, что если появятся существенные различия в мотивационной и операционной сферах учащихся экспериментальной и контрольной групп, то их можно будет считать результатом экспериментального исследования. На начальном этапе были проведены:
- анализ уровня сформированности учебной мотивации учащихся;
- лабораторная работа №1, содержащая задания с использованием информационно-коммуникационных технологий.
Для того, чтобы определить уровень сформированности мотивации учебной деятельности учащихся экспериментальной группы, мы предложили ответить на вопросы анкеты № 2 (методика Т. И. Шамовой [163], приложение Г, с. 173), по результатам которой определялся ситуативный интерес (I), учение по необходимости (II), интерес к предмету (III), повышенный познавательный интерес (IV). Данные анкетирования представлены в таблице 2.4.6.
Для выявления динамики умения учащихся использовать информационно-коммуникационные технологии в учебном процессе, в начале эксперимента нам необходимо было установить, что не существует различий в умении выполнять задания с использованием ИКТ. Поэтому нами была проведена лабораторная работа №1, состоящая из 5 заданий (приложение Д, с. 175-176). Первые три задания составлены на проверку умений работать с текстовым редактором «Microsoft Word», четвертое и пятое задания содержали формирование умений работать в сети Интернет и с прикладными программами пакета «Microsoft Office».
Учащимся предлагалось выполнить все пять заданий или хотя бы приступить к выполнению 4 и 5 задания. Результаты выполнения заданий представлены в таблице 2.4.7, верное выполнение каждого задания оценивалось в 1 балл.
Отметим, что отказались выполнять 4-5 задание 78% учащихся контрольной группы и 72% учащихся экспериментальной группы, причем приступили к этим заданиям 28% учащихся экспериментальной группы и 22% учащихся контрольной группы, а справились только 2 человека (8%) и 1 человек (4%) соответственно.
На заключительном этапе формирующего эксперимента были проведены:
- повторная диагностика уровня творческой активности учащихся;
- анализ качества знаний учащихся по математике;
- анализ участия учащихся во внеурочной деятельности (олимпиады, конкурсы и пр.);
- повторный анализ уровня сформированности учебной мотивации учащихся;
- лабораторная работа №2, содержащая задания с использованием информационно-коммуникационных технологий.
При повторном анализе уровня сформированности мотивации учебной деятельности также определялся ситуативный интерес (I), учение по необходимости (II), интерес к предмету (III), повышенный познавательный интерес (IV). Результаты двухкратной диагностики представлены в таблице 2.4.8.
Похожие диссертации на Информационно-коммуникационные технологии как средство развития творческой активности учащихся на внеурочных занятиях по математике
