WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Общая характеристика работы

В период социально-экономических преобразований в России задача совершенствования системы образования приобретает новую актуальность.

Прогресс в науке и технике заставляет педагогов пересматривать методику преподавания предметов с учетом современных достижений науки и техники.

Внедрение электронной вычислительной машин (ЭВМ) во все сферы человеческой деятельности позволяет сделать вывод о том, что дальнейшее раз­витие системы образования только традиционными путями невозможно, необ­ходимы новые подходы использования электронно-вычислительной техники, которая позволит развить и усилить потенциальные возможности образования.

Необходимость использовать в учебном процессе компьютеры вызвано необходимостью повышения качества учебно - воспитательного процесса, определяется логикой развития педагогической науки, оптимизацией управления в системе образования, совершенствованием научно-педагогических исследований, усилением их влияния на педагогическую прак­тику.

Вопросы использования компьютерной техники в учебном процессе раскрываются в работах Б. С. Гершунского, А. П. Ершова, А. А. Кузнецова, В. М. Монахова, Н. Ф. Талызиной, В.Г. Болтнянского. Проблемы и пути развития информатизации образования активно обсуждаются в печати на самых различных уровнях (А. К. Айломазян, В. И. Гриценко, Ю. С. Завальский, Б. Г. Киселев, С. С. Ландо, И. В. Роберт, В.В.Рубцов).

Практический опыт разработки педагогических программных средств раз­личной ориентации, а также методики использования этих программных про­дуктов в учебном процессе накоплен в работах: Н. Алипова, В. В. Буркина, А. В. Зимарева, М. Д. Карпова, В. В. Кима, Г. В. Рубиной, В. В. Рубцова, А. Я. Савелева, Г. В. Фроловой, К. М. Шоломий и других авторов.

Психологические основы применения в учебном процессе компьютеров и структурированию учебного матерала представлены в работах В. В. Богуславского, П. Я. Гальперина, В. В. Давыдова, Л. С. Рубинштейна, Н. Ф. Талызиной и др.

Приемы и средства отбора учебного материала в дидактике, являющиеся основой для пополнения ее конкретным предметным содержанием изучены еще недостаточно. Не изучены также и возможности использования структурированного учебного материала, напри­мер, в учебных программах для компьютера, нацеленных на самостоятельность и индивидуализацию подготовки школьников. Под термином "дидактические условия" в педагогической науке многие дидакты понимают те факторы, которые обеспечивают успешное обучение. Дидактические условия обучения - обстановка, при которой компоненты учеб­ного процесса (учебный предмет, преподавание и учение) представлены в наи­лучшем взаимоотношении и которая дает возможность учителю плодотворно преподавать, руководить учебным процессом, а учащимся - успешно учиться. Мы будем понимать под дидактическими условиями эффективного использования знаний и умений, полученных на уроках информатики, - совокупность содержания, форм, средств и методов обучения, обеспечиваю­щих должное решение поставленной задачи.

Внедрение электронно-вычислительной техники в обучение позволит более успешно решить задачу развития личности, а также оценивать развиваю­щий и воспитывающий эффект, соответствующий методике обучения. Компь­ютер отличается точностью, объективностью, беспристрастностью, терпением, готовностью к общению. Только используя ЭВМ в обучении геометрии, преподаватель может заняться своим прямым делом - принятием конкретных решений по ин­тенсификации процесса обучения индивидуальных для каждого школьника.

Внедрение ЭВМ в обучение позволит также автоматизировать рутинный, утомительный труд преподавателя. Реализация програм­мы информатизации образования предполагает качественное преобразование методов учебной работы, изменение содержания обучения в соответствии с новыми целями, качественно иначе формируя процесс обучения геометрии.

Отечественный и зару­бежный опыт по внедрению компьютеров в процесс обучения естественно - научным дисциплинам показывает возможность комплексной автоматизации этого процесса. Следовательно, остается нереализованным целый ряд потенциальных возможностей использования ЭВМ для повышения эффектив­ности преподавания геометрии в школе.

Реально возникшие противоречия между резко возросшим в последние годы уровнем развития аппаратных средств вычислительной техники нового поколения и настоятельной потребностью педагогической практики в соответствующих разработках программно - педагогических средств, которые позволили бы изучать геометрию, реализовать самостоятельное обучение, закреплять умения и навыки по предмету и способствовали бы тем самым повышению общей эффективности обучения; требованиям общества к повышению качества полученных знаний в школе и сокращением затраченного на это времени; появление в школах предмета информатика и компьютеров и их однобокое использование вызвали необходи­мость их решения.

Проблема компьютерного обучения всегда находилась в центре внимания педагогов. Однако интерес к ней возрастает, поскольку изменение социальных условий жизни привело к пересмотру взглядов различных ученых на цели и содержание компьютера как средства развития личности. Для ус­пешного внедрения компьютерного обучения в преподавание геометрии важно не только (и не столько) обеспечение учебных заведений со­временной компьютерной техникой, но и решить ряд более важных проблем. Для этого необходимо ответить на ряд вопросов:

- какие информационные технологии способствуют повышению качества обучения геометрии;

- какие способы и методы информатизации обучения геометрии, способствуют интенсификации процесса обучения геометрии;

- использование, каких программ позволяет более наглядно и красочно изучать геометрию.

Все это побудило нас к проведению исследования по теме "Педагогические условия информатизации урока геометрии в средней школе".

Объект исследования, процесс обучения геометрии с использованием современных компьютерных технологий и знаний полученных на уроках информатики.

Предмет исследования: дидактические условия информатизации процесса обучения геометрии в школе.

Цель исследования: выявить дидактические условия эффективного примене­ния ЭВМ в преподавании геометрии.

Направления теоретической и экспериментальной работы по теме исследования определяет следующая гипотеза, осуществление обучения геометрии эффективно протекает при условии если:

  1. определена роль и место использования ЭВМ на уроках геометрии;
  2. определены эффективные дидактические условия применения ЭВМ в обучении школьников геометрии;
  3. установлены требования, условия и критерии отбора содержания программ для ЭВМ;
  4. верно разработаны и внедрены компьютерные ППС по обучению геометрии в средней школе.

Исследование предполагало решение следующих задач:

  1. Проанализировать состояние проблемы применения ЭВМ в процессе обучения геометрии в теории и практике.
  2. Определить дидактические требования к разработке и отбору обучающих программ для ЭВМ по геометрии.
  3. Разработать и экспериментально проверить компьютерные обучающие программно-педагогические средства (ППС).
  4. Выявить дидактические условия применения компьютерных программ в процессе обучения геометрии.

5. Выявить и экспериментально проверить эффективность применения ППС в обучении геометрии в средней школе.

Для решения поставленных задач исследования был использован ком­плекс соответствующих методов: теоретический анализ философской и психолого-педагогической литературы; группа методов экспериментального исследования (прямое и косвенное наблюдение, беседы, анкетный опрос, анализ продуктов деятельности студентов, собеседование, интервьюирование, хронометраж и др.); группа методов обработки информации (статистико-математический, графических построений).

Организация исследования.

Разработанная технология применения компьютеров в обучении геометрии в средней школе и программных средств использовались в учебном процессе средней школы №64 г. Липецка. Обобщенные материалы опубликованы в различных методических сборниках.

Исследование осуществлялось в три этапа.

1-й этап - теоретический анализ проблемы - 1999-2002 г. На данном этапе проводилось изучение проблемы в философской, социологической, психолого-педагогической литературе и практике работы школ, уточнялись ис­ходная гипотеза, цели и задачи исследования. Проводилось исследование состояния проблемы на данный момент, также выяснялось, насколько часто применяются компьютеры в школьной практике и как используются знания, полученные на уроках информатики, каковы предпосылки к их применению. Была разработана модель исследования, были намечены пути ее дальнейшего использования.

2-й этап - констатирующий эксперимент - 2001-2003 г. На этом этапе осуществлен анализ процесса преподавания геометрии; изучено и проанализировано влияние условий и средств обучения школьников на формирование знаний и умений по предмету; выявлены специфические особенности применения компьютерной техники в системе обучения, ее ведущие функции; сформулированы требования к программам для ЭВМ по геометрии; разрабо­тан комплекс программно-педагогических средств для ПК.

3-й этап - формирующий эксперимент - 2003-2005 г.г. - систематизиро­вались и обобщались данные опытно-экспериментальной работы, корректировались и проверялись ППС, уточнялись выводы и рекомендации, оформлялись результаты исследования.

Научная новизна исследования заключа­ется:

  1. в разработке теоретических основ применения ЭВМ в преподавании геометрии в средней школе;
  2. в выявлении дидактических условий применения возможностей компьютерной техники в повышении эффективности подготовки школьников по геометрии;
  3. в определении рационального содержания обучающих компьютерных программ для преподавания геометрии;
  4. в разработке педагогических требований, условий и критериев отбора содержания программ обучения школьников с применением ЭВМ.

Теоретическая значимость диссертационного исследования состоит в том, что в работе выделены предпосылки к использованию компьютера в процессе обучения геометрии (социальные, психолого-педагогические и дидактические), сформулированы основные требования к обучающим программам и используемым компьютерных средствам, даны рекомендации по применению ЭВМ в процессе обучения.

Полученные резуль­таты дополняют и расширяют теорию и методику подготовки школьников по геометрии.

Практическая ценность работы.

  1. создан и экспериментально проверен комплект программ для ЭВМ, включающий обучающую программу «Равенство треугольников».
  2. разработаны и внедрены рекомендации по методике применения ЭВМ в процессе обучения математики в средней школе.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивает­ся теоретико-методологическими основами; использованием комплекса мето­дов, адекватных целям и задачам исследования; успешными результатами экспериментальной работы, подтвердившими выдвинутую гипотезу, а также дан­ными статистической обработки.

На защиту выносятся:

  1. дидактические условия применения ЭВМ в преподавании геометрии в средней школе; содержание обучающих и контролирующих программ для ЭВМ, соответствующих учебной дисциплине и учитывающих перспективы ее развития; применение ЭВМ в комплексе с другими методами обучения;
  2. критерии отбора содержания программ подготовки школьников по геометрии на ЭВМ;
  3. рекомендации по применению ЭВМ в процессе обучения геометрии в школе.

Апробация и внедрение результатов исследования. Материалы и результаты исследования на различных этапах обсуждались на заседаниях кафедры теории и истории педагогики, использовались при проведении уроков геометрии в средних школах города Липецка.

Структура диссертации включает: введение, две главы, за­ключение, список использованной литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В первой главе "Теоретические основы совершенствования изучения геометрии с использованием знаний информатики" посвящена теоретическому анализу исследуемой проблемы.

В первом параграфе отражена необходимость использования знаний информатики на уроках геометрии. Еще в 1971 году в книге «Человек и вычислительная техника» отмечалось что компьютеры (в ту пору еще ЭВМ), используемые в обучении, могут обеспечить:

- Высокую степень индивидуализации обучения каждого обучаемого;

- Обучение умению решать задачи, приближенное к обучению с опытным педагогом-репетитором;

- Консультирование и воспитание обучаемого.

Основными целями курса информатики в средней школе, опираясь на мнение доктора педагогических наук А.А. Кузнецова, можно назвать:

1) овладение школьниками компьютерной грамотностью, которая включает не только навыки работы на компьютере и умения алгоритмизации, но и умение решать задачи с помощью компьютера, используя при этом информационное моделирование;

2) формирование у школьников основ информационной культуры, куда включено изучение фундаментальных основ информатики.

Анализируя данные последних исследований по применению компьютеров в обучении можно сделать выводы о том, что необходимость применения компьютеров при обучении предметам школьной программы диктуется следующим:

- при современной наполняемости классов преподаватель физически не в состоянии осуществлять принцип индивидуального обучения, между тем каждый учащийся, как показывает практика, нуждается в постоянном и непрерывном внимании для формирования у него полноценных интеллектуальных и профессиональных навыков;

- объем необходимых знаний достигает таких размеров, что обычные методы организации их подачи ведут к перегрузке учащихся малообоснованными сведениями, поверхностному усвоению фактов и, как следствие, потере интереса к обучению и резкому снижению его качества;

- с ростом объемов информации изменяется и ее структура и качество, значительный вес приобретают аналитические описания и выводы, в тоже время педагог может опираться на методические средства и приемы, которые рассчитаны на более низкий уровень развития знания, оставшегося на относительно примитивном уровне описания знаний и явлений;

- несмотря на достигнутые успехи в области психологии обучения, их реализация имеющимися у педагога дидактическими средствами не представляется возможной.

При обучении геометрии могут найти применения прежде всего следующие возможности современных компьютеров:

1. Быстрота и надежность обработки информации любого вида. Отметим, что для обработки числовой информации можно использовать не только ЭВМ, но и калькулятор.

2. Представление информации в графической форме. По своим графическим (демонстрационным) возможностям ЭВМ практически не уступают даже цветному телевидению, но позволяют активно влиять на ход демонстраций, что значительно повышает их методическую ценность.

3. Хранение и быстрая выдача больших объемов информации. Например, все используемые в курсе математики таблицы могут храниться в памяти компьютера. Требуемая информация выдается на экран после одного - двух нажатий клавиш.

Вычислительная техника, проникая в школьную геометрию, может оказать большое влияние на ее содержание и структуру и, кроме того, привести к нетрадиционным формам обучения.

Во втором параграфе рассматриваются дидактические условия информатизации урока геометрии и используемые компьютерные средства.

Понятие "урок" имеет характерные черты (основные характеристики): цель, содержание, средства и методы обучения, организация учебной деятельности.

Главную роль среди основных характеристик играют цели урока: образовательные, воспитательные и развивающие. К образовательным целям относится формирование математических знаний, умений и навыков. Но формировать надо не только математические, но и общеучебные знания, умения и навыки, позволяющие более рационально организовать обучение геометрии. В единстве с обучением осуществляются цели воспитания и развития личности школьника.

В соответствии с целью урока отбирается содержание обучения, и прежде всего содержание урока. Поставить цель урока, рационально отобрать учебный материал учителю помогают учебные программы, учебники, методические пособия, дидактические материалы и др. Специфика учебного предмета "геометрия" такова, что изложение математического материала на уроке строится с сохранением логики раскрытия этой темы в школьном учебнике.

Еще одной из важных проблем в компьютеризации обучения является разработка педагогических требований к компьютерным обучающим программам.

За последние годы уже накоплен немалый опыт разработки и применения компьютерных средств обучения. Этой проблеме посвящены исследования Н. Алипова, В. В. Бурмина, А. А. Данилина, А. В. Зимарева, М. Д. Карпова и многих других. На основании работ И. В. Роберта можно сделать вывод о том, что обучающие программы следует составлять таким образом, чтобы достигались следующие цели:

  1. Индивидуализация и дифференциация процесса обучения за счет воз­можности поэтапного продвижения по линии различной степени сложности.
  2. Осуществление контроля с обратной связью, с диагностикой и оценкой результатов учебной деятельности.
  3. Осуществление самоконтроля и самокоррекции.
  4. Обеспечение возможности тренажа и осуществления его с помощью са­моподготовки учащихся.
  5. Высвобождение учебного времени без ущерба качеству усвоения за счет выполнения работ на ЭВМ.
  6. Визуализация изучаемых процессов, наглядности демонстрации динами­ки изучаемых процессов.
  7. Усиление мотивации обучения через наглядность новых моделей.
  8. Вооружение обучаемого системой учебного материала на базе обеспечения режима активного взаимодействия его с ЭВМ.

9. Формирование логического мышления (например, за счет системного выполнения логической последовательности всех операций, заложенных в про­грамме).

10. Формирование умения принимать оптимальные решения.

Из вышеперечисленного можно изложить основные требования к использованию компьютеров при подготовке школьников по геометрии:

- оснащенность учебного процесса достаточным количеством персональных компьютеров, что обеспечивает индивидуализацию обучения. Если возле одного компьютера занимается 2-3 школьника, эффективность их подготовки значительно снижается;

- учет уровня подготовленности школьников к работе на компьютере в процессе их обучения геометрии;

- программное обеспечение ЭВМ. Программы должны соответствовать учебной программе и учитывать перспективы развития предмета;

- комплексное применение ЭВМ в сочетании с другими методами (словесными, наглядными, практическими и др.).

Таким образом, мы видим что, разрабатывая прикладные программные средства и методику применения ЭВМ, следует руководствоваться определенными требованиями. Контрольные задания служат традиционным средством изучения состояния знаний обучае­мых. Учет этого и других требований позволяет нам разработать обучающие программы в соответствии с программой курса и с учетом перспектив развития данной науки.

В третьем параграфе изложены аспекты изучения геометрии с применения компьютера в старших классах средней школы. Для эффективного применения компьютера в обучении геометрии учитель должен:

- выявить темы, разделы и типы заданий, в которых применение компьютера было бы наиболее эффективным;

- оценить целесообразность использования компьютера при изучении данной темы;

- определить методику применения компьютера на уроке;

- выявить средства, необходимые в процессе использования ЭВМ (ПО, учебные и справочные пособия) в учебном процессе. Содержание обучения геометрии с использованием компьютера целесообразно составлять таким образом, чтобы последовательно обучать детей различным темам, начиная от самых простых и переходя к более сложным. Получать задания для изучения мы будем из упражнений в учебниках, путем переработки их в более усложненные, решение которых обычным путем, вызвало бы у большинства учащихся затруднения. Изучение геометрии с помощью компьютера необходимо так организовать, чтобы учениками наиболее полно усваивалось содержание, на котором оно осуществляется.

Во второй главе изложены дидактические условия информатизации урока геометрии; представлены результаты опытно-экспериментальной работы по пред­ложенной технологии; дано описание структур и содержания компьютерных программ по обучению геометрии; разработана технология подготовки школьников по геометрии; приведена оценка эффективности применения ЭВМ в учебном процессе.

В первом параграфе изложены дидактические условия использования современных компьютерных технологий на уроке геометрии.

Ведущие специалисты у нас в стране и за рубежом пришли к выводу, что развитие средств обучения предполагает учет таких важных переменных, как содержание обучения, форма предъявления информации, коммуникативные свойства информационных средств, особенности восприятия учащихся, материальная база. При этом все средства обучения, рассматриваю­щиеся как элементы целостной системы, должны выполнять свойс­твенные им функции, обусловленные ролью и местом во взаимодейс­твии учащихся и учителя.

Результаты отечественных и зарубежных исследований (Центр семьи и телевидения Йельского университета, А.А.Брудный, И.В.Сандлер и др.) приводят к выводу о необходимости обучения восприятию информации, прежде всего, в связи с бурным развитием средств массовой коммуникации.

Компьютеры могут использоваться как дидактическое средство на уроке, с помощью которого решаются многие задачи процесса обучения. С внедрением в учебный процесс компьютерной техники появилась возможность экономить время преподавателя, повышать объективность контроля, обеспечивать инди­видуальный контроль, обеспечивать индивидуальный подход к процессу обу­чения в целом и к процедуре контроля в частности. Роль перспективных компьютеров на уроке геометрии возрастает в связи со значительно возросшими теоретическими сведениями для процесса обучения, с увеличением доли интел­лектуальных трудовых функций. Компьютеры мо­гут использоваться в процессе изучения нового материала, а также в процессе выполнения практических заданий.

Специфика самого предмета "геометрия" такова, что основным в обучении являются наглядно-вербальные средства в различных сочетаниях. Урок геометрии характеризуется комплексным применением наглядных и технических средств обучения.

Абстрактный характер математических понятий затрудняет восприятие их учащимися. Одним из средств преодоления затруднений такого рода является моделирование. В школьном курсе геометрии для раскрытия сущности понятий и отношений между ними используются модели различного вида: предметные, графические, знаковые и др.

Все многообразие типов урока геометрии можно сгруппировать в четыре основных типа:

1. Урок по ознакомлению с новым материалом;

2. Урок по закреплению изученного;

3. Урок проверки знаний, умений и навыков;

4. Урок по систематизации и обобщению изученного материала.

Заметим сразу, что рассматриваемая классификация исключает уроки комбинированного типа.

На практике, кроме выше рассмотренной, получила распространение еще классификация уроков по способам их проведения. Здесь выделяются, например, урок-лекция, урок повторения, урок-беседа, урок - контрольная работа, комбинированный урок и т. д.

Чаще всего, характеризуя какой-либо конкретный урок, исходят из двух классификаций - по основной его дидактической цели и по способам проведения. Например, в самом названии "урок-лекция" усматривается и его основная цель, и способ его проведения.

Во втором параграфе изложена технология проведения опытно-экспериментальной работы по проведению урока геометрии при использовании информационных технологий.

Для проведения эксперимента был выбран урок геометрии, т.к. именно в геометрии можно максимально использовать такое средство компьютерного обучении как наглядность. За тему урока была взято «Равенство треугольников». Эксперимент проводился в 2001-2002 годах в школе № 64 г. Липецка. Количество человек участвовавших в эксперименте равно 68.

Понятие равенства треугольников является одним из фундаментальных понятий синтетической евклидовой геометрии. Можно утверждать, что этот метод используется в школьном курсе очень часто, поэтому от того как учащиеся усвоят данный материал во многом зависит их дальнейшая учеба.

Программа составлялась таким образом, чтобы каждый кадр имел свою смысловую нагрузку. Причем каждый кадр может быть в дальнейшем использован как отдельный файл. Смена кадров происходит при нажатии определенной клавиши, поэтому изображение на экране может держаться столько, сколько необходимо ученику.

Преимущество обучающей программы состоит в том, что она индивидуально работает с каждым учеником и следит за результатом этого занятия. А учитель в это время следит за работой и получает информацию о результате деятельности каждого ученика и о процессе обучения в целом. В этом случае информация носит педагогический характер, поскольку позволяет выявить индивидуальность приобщения каждого ученика к получению знаний и позволяет фиксировать особенности этой индивидуальности. Это позволяет сформировать индивидуальный портрет ученика. Преимущество заключается в том, что освобождая преподавателя от изложения материала оно освобождает время для более тесного общения с учениками. Также свободное время дает возможность подумать о дальнейшей интенсификации процесса обучения, индивидуально для каждого ученика. Обучение с помощью ЭВМ превращается, таким образом, в мощный воспитательный, методический и дидактический стимул.

Перечислим состав учебной информации (учебные элементы) по теме равенство треугольников:

- определение равенства двух треугольников;

- аксиома равных треугольников (первый признак равенства);

- второй признак равенства треугольников;

- доказательство второго признака равенства треугольников;

- третий признак равенства треугольников;

- доказательство третьего признака равенства треугольников;

- понятие о методе равных треугольников;

- применение метода равных треугольников к решению геометрических задач.

Приведем содержание учебного материала из учебника Н. М. Рогановского.

Треугольник АВС называется равным, треугольнику A1B1C1, если выполняются следующие шесть равенств (рис. 1):

AB = A1B1, BC = B1C1, CA = C1A1 и A = A1, B = B1, C = C1

 (Первый признак равенства треугольников). Если две стороны и угол-0

Рис. 1.

(Первый признак равенства треугольников). Если две стороны и угол между ними одного треугольника соответственно равны двум сторонам и углу между ними другого, то такие треугольники равны (рис. 2).

Рис. 2.

Далее рассматриваются следующие две теоремы. Приводится замысел доказательства, доказательство излагается в структурированном виде.

Теорема (Второй признак равенства треугольни­ков). Если сторона и два прилежащих к ней угла одного треугольника соответственно равны стороне и двум при­лежащим к ней углам другого, то такие треугольники равны.

Замысел доказательства. Достаточно доказать, что в треугольниках АВС и A1B1C1 (рис. 6) AB = A1B1. (Поче­му достаточно?)

Доказательство. Выполним следующие рассуж­дения.

1. Может ли ABA1B1? Если допустить, что ABA1B1, то к каким выводам можно прийти?

2. Отложим отрезок A1B2 = AB. Получим A1B2C1. (Рис. 3)

Рис.3.

3. На основании первого признака равенства двух треугольников (основного свойства 5) ABC = A1B2C1.

4. Отсюда на основании предыдущего следствия C = A1C1B2.

5. A1C1B2 = A1C1B1.

6. Углы A1C1B2 и A1C1B1 не равны между собой и не совпадают (!), что противоречит основному свойству от­кладывания угла.

7. Следовательно, допущение неверно, и поэтому AB = A1B1.

8. Тогда по первому признаку равенства треугольни­ков ABC = A1B1C1.

Замечания: 1. Второй признак равенства треуголь­ников имеет и другое название — «признак равенства треугольников по стороне и двум прилежащим к ней углам».

2. Примененный выше метод доказательства называ­ется методом от противного. Этот метод каждый раз начинается с отрицания того, что нужно доказать.

При изучении равенства может быть широко использована компьютерная графика, при этом возможны иллюстрации двух типов:

а) статичная иллюстрация равенства двух треугольников (изображение двух равных треугольников общего вида, отмечается черточками и дугами равные стороны и углы, приводится краткая символическая запись определения; активизация познавательной деятельности осуществляется с помощью заданий, связанных с приводимым рисунком);

б) динамическая иллюстрация, показывающая совмещение равных треугольников с помощью движения, процесс движения при этом показывается на экране.

Аксиома (первый признак) равенства треугольников также допускает демонстрации в указанных выше двух режимах: статичном и динамическом. Аналогичные демонстрации предложены для введения второго и третьего признака равенства треугольников.

Демонстрация 1 (рис. 4).

На синей полосе надпись “ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАВНЫХ ТРЕУГОЛЬНИКОВ”. Это тема данного кадра. На экране нарисованы два равных треугольника ABC и A1B1C1. Отмечены равные стороны и углы, причем равные стороны выделены одинаковым цветом.

Ниже, слева, дана символьная запись определения равенства треугольников, а, справа словесная.

 Нажав кнопку “Демонстрация 2” переходим к второй демонстрации. -3

Рис. 4.

Нажав кнопку “Демонстрация 2” переходим к второй демонстрации.

Демонстрация 2 (рис. 5).

 Это динамическая демонстрация. Контур треугольника ABC движется и-4

Рис. 5.

Это динамическая демонстрация. Контур треугольника ABC движется и совмещается с треугольником A1B1C1. Этот процесс продолжается 3 раза. Ниже рисунка дано определение равенства треугольников. Кнопка “Тест” включается после первого совмещения треугольников. Нажав на ее перейдем к третьей демонстрации.

Демонстрация 3 (рис. 6).

Это тест. Ученику предложен вопрос и ответы на него.  Выбрав правильные, ученик переходит к “Демонстрации 4” (Рис. 7). -5

Рис. 6.

Выбрав правильные, ученик переходит к “Демонстрации 4” (Рис. 7).

 Демонстрация 4 это кадр, с которого начинается цикл кадров-6

Рис. 7.

Демонстрация 4 это кадр, с которого начинается цикл кадров посвященных первому признаку равенства треугольников. Приведены два равных треугольника. Отмечены равные углы и две равные стороны треугольников, причем они выделены цветами. Приведена символьная и словесная запись первого признака равенства треугольников.

Демонстрация 5 (рис. 8).

Это динамическая демонстрация. Контур треугольника ABC движется и совмещается с треугольником A1B1C1. Этот процесс продолжается 3 раза. Ниже рисунка первый признак равенства треугольников. Кнопка “Тест” включается после первого совмещения треугольников. Нажав на ее перейдем к шестой демонстрации.

 Демонстрация 6 (рис. 9). Это тест к первому признаку равенства-7

Рис. 8.

Демонстрация 6 (рис. 9).

Это тест к первому признаку равенства треугольников. Ученику необходимо выбрать правильные утверждения.

Выбрав, ученик переходит к следующей демонстрации и так далее по теме.

Урок с помощью компьютера проводится следующим образом. В начале учеников знакомят с тем, что им предстоит сделать. То есть, изучить с помощью компьютера определение и признаки равенства треугольников, ответить на тесты программы.

Первый этап.

Дети самостоятельно работают за компьютерами, смотрят предложенные демонстрации и отвечают на вопросы тестов.

Второй этап.

На втором этапе проводится совместная работа учителя и класса. Разбирается каждая демонстрация, например, ученик читает вслух какой-то признак или определение. В тесте отмечаются правильные ответы и ответы учеников. Разбирается каждое утверждение из теста.

В третьем параграфе приведены результаты исследования.

Эффективность применения информационных технологий при изучении геометрии в средней школе оценивается системой критериев. Для оценки были отобраны следующие критерии:

- мотивация учащихся;

- уровень усвоения знаний;

- затраты времени на изучение материала и контроль его усвоения;

- наглядность и доступность учебного материала.

Экспериментальная оценка эффективности разработанной технологии проходила в несколько этапов и включала в себя констатирующий, поисковый, обучающий и контрольный эксперимент. На каждом из этапов использовались соответствующие методы (педагогическое наблюдение, беседы, анкетирование, тестирование и анализ результатов).

По сравнению с констатирующим этапом в классах произошли видимые изменения: учащиеся стремились прийти на урок, не хотели уходить, активно интересовались, будут ли еще проводиться занятия подобного рода.

Произошло смещение акцентов с мотива получения отметки на мотив получения знаний и на мотив общения Сравнение данных по показателям констатирующего и итогового экспериментов можно предстаешь в виде диаграммы 1.

Диаграмма 1

Из нее видно, что заинтересованность в получении знаний выросла на 15%, в общении - на 13%, интерес к оценке немного уменьшился 20%; такие мотивы, как мнение друзей и мнение родителей потеряли около 19% и 5% соответственно. Это означает, что внешние мотивы перестают играть ведущую роль в изучении математики, а более весомыми становятся мотивы внутренние.

Диаграмма 2

Таким образом, применение разработанной технологии вносит существенные качественные изменения в уровень знаний, умений и навыков школьников (Диаграмма 2). В экспериментальных группах наблюдается явная положительная динамика в повышении мотивации школьников, возрос интерес к изучаемому предмету, что в конечном итоге сказалось на повышении успеваемости.

В результате использования современных информационных технологий время, затрачиваемое на изложение нового материала, существенно сократилось (диаграмма 3). Во время проведения эксперимента во всех классах было зафиксировано экономия времени в среднем на 5 минут. Это только один из показателей. Также было зафиксирована общая экономия времени урока, за счет уменьшения времени затрачиваемого на усвоение нового материала и контроль усвоения знаний.

Диаграмма 3

Основные результаты и выводы

Использование средств компьютерной техники в учебно-воспитательном процессе помогает современному преподавателю геометрии привить школьникам элементы творческого подхода.

Приучая школьников работать на ПК, мы тем самым включаем их в самостоятельную творческую работу, в основе которой лежит понимание как результат столкновения и разрешения привычного и непривычного. Приведенный в работе анализ литературных источников, а также полученные исследователем экспериментальные данные, позволили утверждать, что используемое в настоящее время обучение геометрии не учитывает знаний полученных школьниками по информатике, не используются современные достижения науки и техники, преобладает групповой метод обучения.

Главное назначение учебных компьютерных средств мы видим в побуждении обучаемого к активному, осмысленному и самодеятельному применению компьютера в своей познавательной деятельности, к творчески продуктивным ее видам, которые бы способствовали развитию созидательного и критического мышления, стимулировали воображение и интуицию.

Работая с программами, мы выяснили требования к обучающим программам. В нашем случае ЭВМ является средством осуществления деятельности обучения, логика функционирования которого определяется теми же дидактическими задачами, которые ставятся и при безмашинном обучении. Безусловно, речь идет не о замене традиционных форм обучения, а о конкретизации их указанием на возможность применения обучения с использованием компьютеров.

Опытно-экспериментальная работа подтвердила правомерность следующих выводов:

1. Предложенная организация индивидуального обучения с использованием ЭВМ поднимает технологию обучения на качественно новый уровень. Обучающие программы развивают инициативу школьников, полученные знания более полные, системные, осмысленные, прочные и действенные.

2. В результате работы с программами у школьников возрастает
активизация мыслительной деятельности.

3. Установлено, что основными педагогическими требованиями при обучении геометрии является овладение школьниками знаниями, умениями и навыками, в рамках общеобразовательной программы по предмету, а также качественное освоение содержания программно-педагогических средств;

4. Результаты эксперимента по обучению геометрии с использование знаний информатики и информационных технологий позволили установить:

- 90% школьников успешно осваивают обучающие программы за отведенное учебное время;

- 10% школьников осваивают программы с некоторым уточнением в процессе работы с программами.

Установлено влияние ПК в процессе обучения на развитие следующих профессионально важных качеств личности; развитие пространственных представлений; логического мышления; внимания; кратковременной наглядно-образной памяти, способности принятия нестандартных решений.

5. Подготовка школьников по геометрии с применением ПК оценивалась по следующим критериям:

а) увеличение объема знаний;

б) повышение интереса к обучению;

в) контроль качества знаний после изучения программ;

г) снижение времени репродуктивно-вербальной деятельности преподавателя и увеличение времени для самостоятельной работы;

д) возможность самостоятельного обучения в зависимости от успешности учения;

е) повышение пространственного воображения;

6. Обучающие программы по геометрии позволили активизировать работу по обучению данного предмета. Их апробация в школе подтвердила высокую эффективность применения ЭВМ в обучении геометрии.

7. Обучающие программы можно успешно применять как в школах, так
и в вузах. Только необходимо уточнить, экспериментально оптимальное время изучения программ, с учетом контингента обучаемых.

Основные положения и выводы диссертационного исследования отражены в следующих публикациях объемом 2,1 п.л.

  1. Свиридов В.С. Инновационный подход к использованию знаний информатики на уроках математики // Свиридов В.С. / Инновационный подход к непрерывному образованию: материалы IX региональной научно-практической конференции. – Липецк: ЛГПУ, 2004. – с. 143 – 150 (0,5 п.л.).
  2. Свиридов В.С. Отражение необходимости использования знаний информатики на уроках математики в психолого-педагогической и методической литературе // Свиридов В.С. / Теория и практика образования: история и современность, выпуск 13. – Липецк: ЛГПУ, 2004. – с. 82 – 95 (0,9 п.л.).
  3. Свиридов В.С. Современные требования к уроку математики при использовании современных компьютерных технологий // Свиридов В.С. / Теория и практика образования: история и современность, выпуск 13. – Липецк: ЛГПУ, 2004. – с. 103 – 107 (0,3 п.л.).
  4. Свиридов В.С. Компьютерные средства обучения и методика их использования // Свиридов В.С. / Теория и практика образования: история и современность, выпуск 14. – Липецк: ЛГПУ, 2005. – с. 220 – 226 (0,4 п.л.).


 




<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.