Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние научно-методических подходов к обучению геометрии учащихся 10-11 классов общеобразовательной школы 20
1.1. Особенности и проблемы обучения геометрии в школе 20
1.2. Цели и содержание преподавания курса геометрии в 10 и 11 классах общеобразовательной школы 31
1.3. Методические аспекты преподавания стереометрии 39
1.4. Анализ использования компьютерных программных средств в курсе геометрии 48
Глава 2. Теоретические аспекты использования ин формационных технологий в практике обучения геометрии 57
2.1. Дидактические возможности использования информационных технологий в процессе обучения геометрии в 10-11 классах общеобразовательной школы 57
2.2. Психолого-педагогические особенности использования информационных технологий при обучении геометрии в общеобразовательной школе 64
2.3. Использование информационных технологий в учебной деятельности старшеклассников - одно из условий повышения их активности и самостоятельности
2.4. Методическая система организации обучения геометрии в общеобразовательной школе с использованием информационных технологий 90
Глава 3. Методика использования информационных технологий на уроках геометрии
3.1. Методика использования программно-педагогических средств при обучении геометрии старшеклассников 102
3.2. Организация учебного материала при использовании информационных технологий на уроках геометрии 106
3.3. Методы и приемы разработки компьютерных обучающих программ 117
3.4. Методика использования компьютерных обучающих программ к урокам по теме "Параллелепипед" 141
3.5. Методика использования компьютерной обучающей программы к урокам раздела "Поверхности и тела вращения" 158
Глава 4. Результаты проведенного педагогического эксперимента 238
Заключение
Литература 253
Приложение
- Особенности и проблемы обучения геометрии в школе
- Дидактические возможности использования информационных технологий в процессе обучения геометрии в 10-11 классах общеобразовательной школы
- Методика использования программно-педагогических средств при обучении геометрии старшеклассников
Введение к работе
Геометрия - одна из древнейших наук. Дошедшие до нас из глубины веков источники свидетельствуют о том, что геометрическими фактами человек пользовался еще 2000 лет до н. э. Как наука, геометрия сформировалась в VII-ІІІ веках до н. э. в древней Греции. Проблемы обучения геометрии, проблемы методики преподавания геометрии всегда были объектом внимания ученых и педагогов разных стран и народов, начиная с Евклида, Архимеда и др.
Каждый новый этап развития науки вообще, а геометрии в особенности, ставил перед человечеством задачу совершенствования обучения и преподавания. Проблемы методики преподавания геометрии в общеобразовательной школе стали особенно значимы в наши дни в связи с внедрением информационных технологий. Применение их в учебном процессе вносит определенные коррективы в методику преподавания всех школьных предметов и в частности - в методику обучения геометрии.
Проблеме методики геометрической подготовки старшеклассников общеобразовательной школы с использованием компьютерных обучающих программ и посвящена данная работа.
Исследование проблем компьютерной поддержки преподавания математических дисциплин в средней и высшей школах ведется в последнее время особенно интенсивно. Исследования ведутся в различных направлениях. Им по
священы публикации Е.В. Ашкинузе, Б.Б. Беседина, Ю.С. Брановского, Ю.Г. Гузуна, В.А. Далингера, Ю.А. Дробы-шева, И. В. Дробышевой, В. Л. Матросов, М.Н. Марюкова, И.В. Роберт, А.В. Якубова и других. Основное внимание в этих исследованиях уделяется не только вопросам создания программно-педагогических средств учебного назначения с методикой их применения, но и разработке соответствующих компьютерно-ориентированных методик изучения отдельных тем и разделов школьного и вузовского курсов математики. Анализ этих исследований позволяет сделать вывод о том, что использование информационных технологий в математических курсах имеет большие возможности. Многое, что сделано в этой области, заслуживает внимания, преобладает много положительного .
В силу ряда обстоятельств особое значение приобретает компьютерная поддержка учебной деятельности учащихся старших классов при обучении геометрии. Можно выделить основные мотивы использования информационных технологий в процессе геометрической подготовки старшеклассников общеобразовательных школ:
в последнее время школьный курс математики всё шире пользуется компьютерной поддержкой;
использование информационных технологий в курсе стереометрии существенно может повысить количество и качество усвоения учебного материала школьниками.
В последние годы усилиями отдельных специалистов и коллективами исследователей предпринимаются попытки использовать в традиционной системе геометрической
подготовки учащихся школ и студентов вузов компьютерные обучающие программы.
Коллектив исследователей Ярославского государственного педагогического университета (В.М. Майоров, Л.А. Сидоров, П.А. Корнилов, Е.Ю. Смирнова и другие) работает над созданием учебно-методических пособий по разделам курса геометрии, методических указаний к практическим и лабораторным занятиям с использованием программного обеспечения ЭВМ. Свои достижения они подтверждают большим числом публикаций и внедрением в учебный процесс педагогического вуза.
Проблемами использования информационных технологий при изучении базового и факультативных курсов геометрии в школе много внимания уделяют в Брянском государственном педагогическом университете. Научно-методические основы этого направления разрабатывает группа преподавателей вуза и учителей школ под руководством М.Н. Марюкова.
Проблемой использования компьютера в качестве инструмента познания в геометрии в процессе научной и педагогической деятельности длительное время занимается коллектив исследователей Красноярского государственного педагогического университета. В состав этой группы входят В. Р. Майер, СП. Царёв, В.ГО. Ровенский, С.А. Анищенко, А.В. Тимофеенко, О.П. Одинцова, Ю.В. Безгачева, Н. С. Оренчук и другие. Группа ведет свою деятельность по двум направлениям:
ориентация на графическое программирование и технологии компьютерного геометрического моделирования, используемые в учебном процессе;
ориентация на специальные пакеты, в частности математические пакеты и пакеты символьных вычислений, используемые в научных и учебных исследованиях.
Приоритетным направлением исследования компьютеризации математических дисциплин в Смоленском государственном педагогическом университете является использование в учебном процессе пакетов общего и специального назначения {В.П. Дьяконов и др.).
Через дисциплины специализации по элементарной математике в Нижневартовском государственном педагогическом институте группа исследователей под руководством П.И. Соверткова ведет большую методическую и организационную работу по использованию информационных технологий в геометрической подготовке учителей математики. В основе направления исследований лежит разработка информационной среды обучения на базе геометрического моделирования.
Интересные результаты по использованию информационных технологий в цикле дисциплин предметной подготовки учителя математики получены в Псковском государственном педагогическом университете коллективом исследователей под руководством Н.И. Зильбер-берга, Методика этого коллектива ориентирована на применение в обучении пакетов общего и специального назначения, т.е. на использование компьютера как средства познания.
Активная работа по методике разработки и использования компьютерных обучающих программ ведется в Дагестанском государственном университете под руководством автора данной работа.
Ведутся исследования по созданию и использованию компьютерных математических систем зарубежными коллегами (Ж.М. Лаборде, Ф. Беллемейн, Ж.Кинг, Д. Шер и другие). Ими разработанные компьютерные программы создают предпосылки для компьютерного геометрического эксперимента.
Проблеме использования компьютерных математических систем в процессе обучения математике учащихся и студентов в средней и высших школах посвящены публикации И.Н Антипова, Е.В, Ашкинузе, Г.А Бордовского, Ю.С. Врановского, Б. Б. Беседина, Г. Д. Глейзер, Ю. Г. Гу-зуна, В. А. Далингера, Ю. А. Дробышева, И. В. Дробыше-вой, А.П. Ершова, С.А. Жданова, В.А. Извозчикова, А.А Кузнецова, Э.И. Кузнецова, М.П Лапчик, В.М. Монахова, М.Н. Марюкова, И.В. Роберт, А.В. Якубова и других.
Анализируя наш опыт, опыт отечественных и зарубежных коллег по использованию информационных технологий можно сделать вывод о том, что в области компьютеризации математических дисциплин, в частности геометрии, накоплен определенный опыт, получены результаты, имеющие теоретическое и практическое значение.
В то же время предлагаемые информационные технологии не всегда органично вписываются в традиционную методическую систему геометрической подготовки старшеклассников общеобразовательных школ. Не всё, что
делается специалистами в области информатизации геометрии, достигает требуемых результатов. Отчетливо выделяются следующие причины, препятствующие эффективному использованию компьютерных технологий в преподавании курса геометрии.
Отсутствие в школе и личном пользовании учеников, учителей необходимого количества компьютерной техники. Учителя геометрии практически не имеют возможность проводить занятия по своему предмету в компьютерных классах.
Отсутствие подготовленных учителей математики в школах в области владения компьютерной техникой на достаточно высоком уровне.
Отсутствие методической системы компьютерной поддержки геометрической подготовки учащихся общеобразовательных школ.
Отсутствие компьютерных обучающих программ, отвечающих соответствующим требованиям геометрической подготовки старшеклассников средних школ.
Остановимся на научно-методических проблемах. Проведенный анализ показал, что в настоящее время имеется ряд противоречий, а именно:
-между возрастанием роли информационных технологий в развитии общества и в научных математических исследованиях в частности, их влиянием на математическое образование на различных уровнях обучения и отсутствием адекватного отражения этой роли в процессе подготовки учащихся общеобразовательных учреждений;
-между объективной потребностью компьютерной поддержки школьного курса геометрии и имеющимся в данный момент программным обеспечением ЭВМ учебного назначения;
- между существующей тенденцией создания программно-педагогических средств по геометрии с методикой их применения, учебных пособий, рекомендаций и практикумов по использованию информационных технологий в курсе геометрии, компьютерно-ориентированных методик изучения отдельных тем и разделов курса геометрии и отсутствием методической системы подготовки учителей математики на основе информационных технологий;
-между потенциально высокими возможностями информатизации как средства повышения эффективности обучения стереометрии и существующей практикой обучения геометрии в общеобразовательных учреждениях, не использующей эти возможности в полной мере.
Эти противоречия определяют актуальность исследования и позволяют сформулировать проблему: выявление теоретико-методических основ обучения геометрии старшеклассников общеобразовательных школ с использованием информационных технологий.
Целью настоящего исследования является разработка обобщенных схем работы компьютерных обучающих программ на различных уроках и отдельных этапах урока; на основе использования обобщенных схем обоснование методов и приёмов создания компьютерных обучающих программ и их использования (на примерах отдельных
тем учебной программы) в процессе изучения курса геометрии в общеобразовательной школе.
Объект исследования - процесс обучения геометрии учащихся старших классов общеобразовательной школы с использованием компьютерных обучающих программ.
Предметом исследования является процесс изучения курса геометрии в 10-11 классах средней школы с использованием компьютерных обучающих программ. При этом под использованием компьютерных обучающих программ мы рассматриваем такую организацию работы с учебным материалом, при которой обеспечиваются необходимые условия для продуктивной познавательной деятельности учащихся, учитываются их интересы, наклонности и потребности, формируются практически необходимые знания, умения, навыки, рациональные приемы мышления и деятельности.
Гипотеза исследования основывалась на предположении о том, что повышение эффективности обучения геометрии учащихся 10-11 классов общеобразовательной школы в условиях информатизации общества возможно, если:
- проблемы обучения геометрии учащихся в общеобразовательной школе решаются комплексно с учётом перспективы развития общества, на основе достижений психологии, дидактики и методики обучения геометрии и опираются на теорию и практику создания и использования компьютерных средств обучения;
Используются специально созданные методические условия при обучении геометрии в старших классах с использованием компьютера как средства обучения/
- использование информационных технологий в школьном курсе геометрии адекватно их использованию в геометрической науке;
созданные компьютерные обучающие программы отвечают соответствующим психолого-педагогическим и методическим требованиям подготовки старшеклассников общеобразовательной школы и способствуют повышению интереса учащихся к геометрии, развитию пространственного воображения учащихся/ выработке у учащихся внимательности;
- все основные разделы школьной геометрии имеют
компьютерную поддержку.
Исходя из цели исследования и выдвинутой
гипотезы, на основе анализа научной, методической
литерату-ры и практики обучения геометрии в 10-11
классах средней школы были определены задачи
исследования:
1. Выявить психолого-педагогические особенности при изучении геометрии в старших классах общеобразовательной школы с использованием компьютера как ере-ства обучения.
2. Разработать методику подбора учебного материала в курсе стереометрии, при изучении которого наиболее эффективна компьютерная поддержка.
3. Определить цели геометрической подготовки школьников на основе использования информационных технологий.
4. Разработать дидактические требования к использованию информационных технологий в процессе обучения геометрии в 10-11 классах общеобразовательной школы.
5. Разработать компьютерные обучающие программы на примерах отдельных тем учебной программы.
6. Разработать методику использования компьютерных обучающих программ при изучении курса геометрии в 10-11 классах средней школы.
7. Проверить эффективность предложенной методики и выработать рекомендации по ее практическому применению.
Теоретико-методологической основой работы являются исследования в области:
- философии и методологии математического познания и математического образования; (К.А. Абульханова- Славская, Т.К. Ахаян, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, Г .А. Бордовский, А. А. Вербицкий, П. Я. Гальперин, В .В Давыдов, М.А. Данилов, И. К. Журавлев, Л.В. Занков, В.В. Краевский, B.C. Леднев, А.Н. Леонтьев, И.Я. Лер- нер, С. Пейперт, Ж. Пиаже, П.И. Пидкасистый, М.Н. Скаткин, Ю.Ф. Фоминых, В.А. Якунин и другие);
создания и использования средств обучения и учебно-материальной базы {Л.С. Зазнобина, B.C. Леднев, А. А. Шкареня, Т.С. Назарова, Е. С. Полат, Л .П. Пресман, Н.А. Пугал, И.В. Роберт, Н.Н. Суртаева, С.Г. Шаповаленко и другие);
- теории методологии и практики информатизации образования (Н.В. Апатова, А. Борк, Ю.С. Барановский, Я. А. Ваграменко, А. П. Ершов, В. А. Извозчиков, К. К. Колин, А. А. Кузнецов, В. В. Лаптев, М.П. Лапчик, Н.И. Пак, В.Г. Разумовский, И.В. Роберт, И.А, Румянцев и другие);
- теории и методики обучения математике (И.К, Андронов, В.В Афанасьева, И.И. Баврин, Н.Я. Виленкин, Г.Д. Глейзер, В.А. Гусев, Г.В. Дорофеев, Ю,М. Коля-гин, Г. Л. Луканкин, В .Л- Матросов, А, Г. Мордкович, Е.С. Петрова, Г.И, Саранцев, И.М. Смирнова, А.А. Столяр, Л.М. Фридман, Г.Г. Хамов, Р.С. Черкасов, И.Ф. Шарыгин, СИ. Шварцбурд, Л. В. Шкерина, И. С. Якиманская и другие).
Для решения поставленных задач применялись различные методы исследования: изучение и анализ психолого-педагогической, математической и методической литературы, программ, учебников и учебных пособий по математике для средней школы; наблюдения за учебным процессом; беседы с учителями и учащимися, их анкетирование; проверка уровня математической подготовки старшеклассников путем проведения диагностических контрольных работ; изучение педагогического опыта; теоретическое обобщение результатов исследования; моделирование отдельных уроков; разработка сценариев программного обеспечения; педагогический эксперимент и математические методы его обработки.
Целями проведения эксперимента является анализ психолого-педагогических особенностей учащихся школы, причин низкого уровня усвоения знаний учащимися и поиск возможностей совершенствования процесса изучения курса геометрии в 10-11 классах общеобразовательной
школы с использованием информационных технологий. В результате был сделан вывод о целесообразности использования информационных технологий и сформулирована гипотеза исследования. Одновременно началась работа по созданию соответствующего программного обеспечения для ЭВМ. Необходимость его создания была продиктована результатами поискового, а затем, обучающего экспериментов в 1992-2002 гг. Для разработки компьютерных обучающих программ были использованы языки программирования высокого уровня.
Основные этапы исследования.
1981-85 гг. Установление исходных фактов исследования, осознание его замысла, разработка его методического аппарата, выявление отсутствия систематичности в изложении вопросов взаимосвязи геометрии и информатики .
1985-92 гг. Разработка структуры и содержания экспериментального материала, изучение литературы, накопление эмпирического материала, выявление новых подходов к изучению курса стереометрии с использованием новых информационных технологий.
1992-2002 гг. Проведение педагогического эксперимента, сравнительно-сопоставительный анализ итогов обучающего эксперимента, выявление повышения качества знаний при обучении геометрии с использованием разработанных компьютерных обучающих программ. Систематизация, теоретическое обоснование и оформление результатов исследования в виде докторской диссертации, издание монографии, книг и статей по теме исследования.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
- разработана методика компьютерной поддержки курса стереометрии в общеобразовательной школе, основанная на принципах: адекватности, визуализации, использования компьютерных средств в качестве инструмента познания, самостоятельности в использовании компьютерных обучающих программ, систематичности использования компьютерных технологий;
- созданы компьютерные обучающие программы на основе разработанных обобщенных схем работы компьютерных программ и использованы в старших классах общеобразовательных школ в процессе обучения стереометрии;
разработана методика использования компьютерных обучающих программ при изучении курса стереометрии в 10-11 классах общеобразовательной школы.
Теоретическая значимость исследования состоит в следующем: проведен педагогический анализ геометрической подготовки учащихся старших классов общеобразовательных школ в условиях информатизации общества, в результате которого выявлены причины, препятствующие эффективному использованию информационных технологий в процессе обучения геометрии школьников; разработаны дидактические требования к использованию информационных технологий в процессе обучения старшеклассников геометрии; разработана система организации учебного материала при составлении компьютерных обучающих про
грамм; выработана методика использования программно-педагогических средств при геометрической подготовки учащихся; разработаны обобщенные схемы работы компьютерных обучающих программ.
Практическая значимость исследования заключается в создании компьютерных обучающих программ для использования в геометрической подготовки учащихся старших классов общеобразовательной школы. Разработанная методика создания компьютерных обучающих программ и использования их при обучении геометрии учащихся 10-11 классов общеобразовательных школ может применяться в общеобразовательных учреждениях, в системе подготовки, переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров.
Апробация результатов исследования осуществлялась при обучении учащихся 10-11 классов по разработанной методике в Лицее Дагестанского госуниверситета при факультете международной и довузовской подготовки, в физико-техническом Лицее при школе №8 и в общеобразовательной школе №13 (все г. Махачкала). Основные результаты исследования были опубликованы в журнале "Математика в школе" (№2. - 1994), в журнале "Вестник Дагестанского государственного университета" (№6. - 2001}, в книгах "Компьютер на уроке математики" (Издательство НИИ педагогики, Махачкала. 2001), "Компьютер на уроке геометрии" (Издательство ДНЦ РАО, Махачкала. - 2002), обсуждались на научно-практических конференциях преподавателей математического факультета Дагестанского государственного уни
верситета (1994-2001 гг.), на методических секциях преподавателей математики школ №13, №8 и на заседаниях педагогических советов Лицея факультета международной и довузовской подготовки и на ежегодных научных конференциях преподавателей кафедры высшей алгебры и геометрии Дагестанского госуниверситета. В целях нахождения эффективных решений поставленных задач под руководством автора проводился педагогический эксперимент в выше перечисленных общеобразовательных учреждениях с 1992 по 2002 годы.
Материалы исследования использовались при чтении спецкурсов и проведении спецсеминаров, при написании студентами курсовых и дипломных работ. Автор неоднократно выступал перед учителями математики на курсах повышения квалификации, проводимых институтом повышения квалификации педагогических кадров Республики Дагестан .
Положения, выносимые на защиту:
1. Методическая система геометрической подготовки старшеклассников на основе использования информационных технологий включает систему целей геометрической подготовки школьников в связи с информатизацией образования и систему методов обучения на основе исполь зования информационных технологий.
2. Методика использования информационных технологий в практике обучения геометрии, реализующая дидактические требования к использованию информационных технологий Б процессе обучения геометрии учащихся lO-ll классов общеобразовательной школы, учитывающая
принципы организации обучения геометрии старшеклассников в общеобразовательной школе с использованием информационных технологий, психолого-педагогические особенности использования информационных технологий при обучении геометрии старшеклассников общеобразовательных школ обеспечивает повышение самостоятельности и активности учебной деятельности, повышает качество обучения.
3. Методика обучения геометрии учащихся 10-11 классов общеобразовательной школы на основе использования компьютерных обучающих программ, включающая систему методов использования программно- педагогических средств при обучении геометрии в 10-11 классах общеобразовательной школы, организацию учебного материала при составлении компьютерных обучающих программ для использования на уроках геометрии в старших классах общеобразовательной школы разрабатывается адекватно методам и приёмам разработки компьютерных обучающих программ для использования на уроках геометрии и методика их использования на уроках в старших классах
общеобразовательной школы (на примерах отдельных тем школьного курса геометрии).
Особенности и проблемы обучения геометрии в школе
В разное время высказывались различные суждения по поводу преподавания геометрии и ее места в системе школьного образования. По нашему мнению, геометрия в школе - это не только основная математическая дисциплина, но и один из важнейших компонентов общечеловеческой культуры. Недостатки в освоении геометрии ведут к серьезному ущербу всего миропонимания, как материального, так и духовного. Поэтому воспитание геометрического мышления должно выходить за временные рамки курса геометрии как школьного предмета и продолжаться после школы.
Геометрические образы сопровождают человека в течение всей его жизни, начиная с первых лет. Первичные геометрические сведения у человека появляются до того, как он способен их формально-логически осмыслить. Чем богаче и разностороннее мир ребенка, тем большее количество таких первоначальных знаний он получает до начала обучения в школе. По наблюдениям многих учителей и специалистов-психологов при неверном обучении ранняя способность оперировать геометрическими образами и синтезировать геометрические знания могут в дальнейшем не только не развиваться, но даже ослабевать. Поэтому, одной из главнейших задач преподавания геометрии является задача планомерного, систематического развития геометрического, образного мышления, восприятия геометрии не только как школьного предмета, но и как феномена человеческой культуры.
Геометрическое образование должно начинаться с первых шагов пребывания ученика в школе - на уроках труда, природоведения, рисования, а в средних классах - географии и черчения. Ранее, скажем в первой половине XX века, геометрические навыки могли воспитываться и дома, когда дети, особенно в сельской местности, ежедневно наблюдали за работой родителей и посильно участвовали в ней. Получая при этом обильный эмпирический геометрический материал. В настоящее время, в связи с постоянно растущей урбанизацией жизни и значительной формализацией процесса труда для многих детей, едва ли не единственным источником приобретения опыта в геометрических образах является школа. В связи с этим возрастает необходимость в разработке концепции пропедевтической, наглядной геометрии, которая могла бы ликвидировать дефицит геометрического опыта и методически правильно подготовить учащегося к усвоению стандартного курса геометрии.
Здесь можно провести следующую параллель. Уроки природоведения и труда в начальной школе уже много лет служат той первичной базой, на которой в средних классах основываются преподавание физики, химии и биологии. Разработка концепции геометрической пропедевтики и, возможно, отдельного предмета в IV-V классах по наглядной геометрии способствовало бы созданию подобной базы для изучения геометрии и, тем самым, для изучения математики в целом.
К сожалению, в современной школе эта начальная часть геометрического образования развита весьма недостаточно. Кроме того, все более актуальным становится многоуровневое, дифференцированное обучение геометрии в старших классах.
Систематическое изучение геометрии как отдельного школьного предмета начинается с VII класса. Одни учащиеся после IX класса продолжают обучение в обычной школе, другие поступают в различные училища, техникумы, ПТУ и т.д. В последние годы появились различные лицеи, колледжи, физико-математические школы, классы с углубленным изучением математики, гимназии. В зависимости от целей и задач обучения должны быть составлены и программы, т.е. программы должны быть разноуровневые. Безусловно, что для ПТУ, и для обычной школы, и для классов с углубленным изучением математики, и для физико-математических лицеев программы должны охватывать на 80-90% общий материал, но в то же время они должны отличаться. Даже одни и те же вопросы должны излагаться по-разному.
Дидактические возможности использования информационных технологий в процессе обучения геометрии в 10-11 классах общеобразовательной школы
Широкое использование электронно-вычислительной техники в сфере образования дает возможность совершенствовать и повышать эффективность учебно-воспитательной работы, обеспечивать результативность педагогического процесса. При этом неизбежны изменения в стиле мышления, формах и методах всех видов учебной деятельности, а поэтому появляются определенные преимущества и в то же время - определенные проблемы. Их можно условно определить как проблемы системы педагог - учащиеся - информационные технологии. Изучение этих проблем в настоящее время занимает одно из центральных мест в теории и практике обучения.
В этой связи процесс образования требует внесения определенных корректив в стратегию использования компьютерной техники в качестве средства обучения, а также в разработку соответствующих учебных программ и методику их использования.
Необходимо четко дифференцировать потребности и возможности использования информационных технологий как средств обучения (воспитания, развития) на каждой ступени целостной системы непрерывного образования. В системе дошкольного воспитания и в младших классах школы - это преимущественно компьютерные игры; далее информационные системы выступают в роли консультанта и тренажера; на последующих ступенях - это справочник и экзаменатор; на уровне профессионального обучения -партнер в решении конкретных учебных и производственных задач (в процессе курсового и дипломного проектирования) . Очевидно, при таком подходе существенно возрастает роль психолого-педагогических исследований, дифференцированных с учетом конкретных целевых установок компьютерного обучения, возрастных особенностей.
На современном этапе функционирование целостной системы непрерывного образования и управление этой системой немыслимо без использования информационных технологий. Вычислительная техника используется для достижения определенных целей (повышение производительности труда, облегчение условий труда, превращение труда в творческий процесс и т.д.). Использование информационных технологий в учебном процессе является настоятельной необходимостью современного общества. Компьютерная поддержка учебного процесса является продолжением и развитием многолетнего процесса внедрения технических средств в учебный процесс.
Информатизация образования является одним из основных и социально значимых направлений процесса информатизации современного общества. Под информатизацией образования понимается [196] процесс подготовки граждан к жизни в условиях современного информационного мирового сообщества и повышение качества образовательной и профессиональной подготовки специалистов на основе широкого использования компьютерной техники и информационных технологий.
Применение информационных технологий в процессе обучения позволяет уменьшить нагрузку на преподавателя, улучшить качество преподавания, делает учебный процесс более творческим и обоюдоинтересным.
Применение компьютера в учебном процессе осуществляется в трех формах: как тренажер, как репетитор, выполняющий определенные функции за преподавателя, как устройство, моделирующее определенную среду и действия специалистов в ней. Наибольшие перспективы открываются при использовании информационных технологий в обучении для целей имитационного моделирования, которое создает условия для развития мышления, для формирования способностей к принятию решения. Работа с компьютерными средствами более эффективна тогда, когда она проходит в диалоговом режиме, обеспечивающем индивидуализацию обучения. Особенно эффективно сказывается использование компьютерных обучающих программ на уроках стереометрии.
Методика использования программно-педагогических средств при обучении геометрии старшеклассников
Методика использования информационных технологий определяется связью между поставленными целями и конечным результатом и является средством для решения задач образования. Здесь необходимо учитывать объективную часть, обусловленную постоянством положений, присутствующих в любом методе, и субъективную часть, обусловленную личностью педагога, особенностями учащихся, конкретными условиями. Объективная часть отражает общие для всех дидактические положения, требования законов и закономерностей, принципов и правил, а также постоянные компоненты целей, содержания, форм учебной деятельности. Сочетание объективного и субъективного в методике использования информационных технологий позволяют добиться оптимальной эффективности учебной деятельности и получения высоких результатов .
Можно выделить следующие положения, где наиболее целесообразно использование информационных технологий: приобретения знаний; формирования умений и навыков; применения знаний; творческой деятельности; закрепления; проверки знаний, умений, навыков.
При этом важно учитывать тип познавательной деятельности учащихся, который включает в себя уровень самостоятельности познавательной деятельности и уровень мыслительной активности учащихся.
Одной из основных целей использования информационных технологий при обучении геометрии в 10-11 классах - улучшение управления учебным процессом. Использование информационных технологий связано с постоянным поиском создания такой технологии учебного процесса, которая позволила бы контролировать каждый шаг продвижения учащегося по пути познания и благодаря этому оказывать ему своевременную помощь, избавляя тем самым от многих затруднений, потери интереса и других негативных последствий, сопровождающих плохо управляемый процесс.
Уроки с применением информационных технологий отличаются большой вариативностью, в зависимости от конкретных условий и возможностей учителя, различаются по типу, структуре, длительности учебного занятия. Особенности организации таких уроков следующие:
- учебный материал дробиться на небольшие порции;
- учебный процесс строится из последовательных шагов, содержащих порцию знаний и мыслительных действий по их усвоению;
- каждый шаг завершается контролем (вопросом, заданием и т.д.);
- новую порцию учебного материала учащийся получает при правильном выполнении контрольных заданий и выполняет следующий шаг обучения;
- при неправильном ответе учащийся получает помощь и дополнительные разъяснения;
- каждый учащийся работает самостоятельно и овладевает учебным материалом в посильном для него темпе
(объем выполненной работы не должен быть меньше запланированного необходимого минимума);
- результаты выполнения контрольных заданий фикси руются, они становятся известными как самим учащимся (внутренняя обратная связь), так и педагогу (внешняя обратная связь);
- учитель выступает организатором обучения и по мощником при затруднениях, осуществляет индивидуаль ный подход.
Эффективность организации учебной деятельности по программе с использованием информационных технологий зависит от целей, задач и используемых методов и приемов.
Процесс формирования и отлаживания компьютерной программы не представляет сложности. Для этой цели существуют языки высокого уровня с обширными библиотеками подпрограмм. Основной трудностью, возникающей у разработчиков компьютерных обучающих программ для учащихся, является создание сценариев, обладающих дидактической ценностью и учитывающие особенности мышления этих учащихся. Компьютерная программа должна быть направлена на достижение конечной цели процесса обучения - формирование определенных умений и навыков, приобретение необходимой суммы знаний.
