Развитие общего математического образования на базе информационных и коммуникационных технологий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Развитие общего математического образования на базе информационных и коммуникационных технологий

Современный период массовой глобальной информатизации и коммуникации характеризуется необходимостью развития системы образования и, в частности, общего математического образования в условиях реализации возможностей средств информационных и коммуникационных технологий.

Педагогическая целесообразность использования средств информационных и коммуникационных технологий в процессе обучения математике обосновывается реализацией следующих возможностей: незамедлительной обратной связи между пользователем и средствами информатизации и коммуникации; компьютерной визуализации учебной информации об объектах или закономерностях процессов, явлений; автоматизации процессов вычислительной, информационно-поисковой деятельности, операций по сбору, обработке, передаче, тиражированию информации, а также архивного хранения достаточно больших объемов информации с возможностью легкого доступа и обращения пользователя к распределенному информационному ресурсу; автоматизации процессов обработки результатов учебного эксперимента (как реально протекающего, так и виртуально, его экранного представления) с возможностью многократного повторения любого фрагмента или самого эксперимента; автоматизации процессов информационно-методического обеспечения, организационного управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения и продвижения в учении.

И.В. Роберт, характеризуя уникальные возможности информационных и коммуникационных технологий, выделяет следующие педагогические цели их использования: развитие личности обучаемого в условиях информационного общества; выполнение социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества; интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса.

Рассмотрим вышеперечисленные цели в аспекте развития общего математического образования с использованием средств информационных и коммуникационных технологий.

Современные подходы к процессу обучения математике с использованием средств информационных и коммуникационных технологий трактуют интересы личности, отношение к человеку, его творческое развитие как приоритетные. Это обусловлено тем, что, во-первых, цель образования заключается в развитии личности на всех уровнях; во-вторых, основной ценностью обучения считается усиление мотивационных моментов, что наиболее реализуемо при использовании информационных и коммуникационных технологий. При этом формирование знаний и умений осуществляется при активной заинтересованности обучаемого и с опорой на позитивно значимые качества его личности. Названные особенности обучения позволяют рассмотреть личностный подход, который реализует идеи гуманизма, уважения к личности и базируется на развитии ее индивидуальности, социальных икоммуникативных способностей. В основе личностного подхода лежит признание индивидуальности каждого обучаемого и его развитие как основной ценности при обучении индивида с использованием средств информационных и коммуникационных технологий.

В исследованиях А.К. Марковой, Н.Г. Морозовой, Г.И. Щукиной и других авторов показана значимость формирования познавательного интереса к учению для успешного овладения знаниями. По мнению этих авторов, если мотивом деятельности является познавательный интерес, то включаются непроизвольное внимание и память, активизируется мышление, деятельность становится продуктивной и успешной, а знания глубокими и прочными. Поэтому формирование познавательного интереса является важнейшим условием развития личности учащегося, что особенно ярко проявляется в условиях личностно ориентированного обучения с использованием информационных и коммуникационных технологий.

Раскрывая особенности реализации возможностей средств информационных и коммуникационных технологий в процессе преподавания математики, необходимо отметить, что сами средства активно развиваются. Это позволяет ставить перед школьным образованием задачу подготовки учащихся к их систематическому применению в процессе каждодневной учебной деятельности, что готовит их к будущей профессиональной деятельности в условиях информатизации и глобальной массовой коммуникации современного общества. Таким образом, для выполнения социального заказа общества необходимо целенаправленное использование средств информационных и коммуникационных технологий в процессе изучения основ наук, в том числе и математики, в период получения общего среднего образования. В области математики это, прежде всего, формирование обобщенных подходов к реализации возможностей информационных и коммуникационных технологий в целях обработки информации об изучаемых в математике объектах и их отношениях, об их моделировании, исследовательской деятельности при изучении математических закономерностей. Важно подчеркнуть при этом, что ученикам должна быть предоставлена возможность (там, где это целесообразно) развивать и применять навыки использования информационных технологий при изучении математики. Все это позволяет констатировать определенную значимость и необходимость выявления прикладных аспектов использования информационных и коммуникационных технологий в процессе обучения математике.

Повышение эффективности и качества процесса обучения математике обеспечивается, прежде всего, за счет реализации уникальных возможностей средств информационных и коммуникационных технологий. В традиционной методике обучения математике восприятие неподвижных изображений геометрических фигур в виде рисунков и чертежей, графиков функций, геометрических интерпретаций различных математических закономерностей, а также их моделей не обеспечивает в должной мере понимания сути изучаемого объекта или процесса, формирования пространственных представлений. Возможность компьютерной визуализации изучаемого материала является одним из способов повышения эффективности обучения школьников и развития их учебных способностей. Учебный материал, опирающийся на визуализацию процессов, явлений, математических зависимостей изучаемых объектов, на моделирование планиметрических и стереометрических объектов и задач, на создание иллюстраций по геометрии и алгебре (динамические графики, сечения стереометрических объектов, комбинированные геометрические конструкции) формирует у ученика запоминающийся визуальный образ. Методически грамотно организованный процесс визуализации способствует осознанности восприятия, повышению познавательного интереса, активизирует мышление. Б.Ф. Ломов в своих работах проводит мысль о том, что использование средств информационных технологий развивает у учащихся умение оперирования образами, их трансформации и комбинирования, рекомбинирования, акцентирования определенных образов. Создавая некоторый «внутренний» образ, ученик как бы переносит его на экран и работает с ним как с внешним объектом. При этом ученик может экспериментировать с моделями изучаемых объектов, процессов. Таким образом, работа с экранным изображением расширяет сам процесс воображения. При этом развивается традиционное понимание «наглядности» обучения (иллюстративная компонента, обеспечение потребности учащегося увидеть в какой-либо форме предмет или явление, произвести с ним минимальные манипуляции). Компьютерная визуализация позволяет увидеть то, что методист считает необходимым представить ученику. Таким образом, использование средств информационных технологий позволяет визуализировать учебный материал, что способствует пониманию изучаемых процессов и явлений, а также повышает мотивацию обучения, позволяя изобразить даже реально несуществующие объекты и неосуществимые процессы. При этом зрительная работа ученика становится все более определяющей. Используя возможности визуализации при объяснении учебного материала по математике (математические закономерности, свойства объектов, их отношения и так далее) можно значительно сокращать объём текстовой информации, различные выкладки заменять образами и их имитациями.

Визуализация изучаемых закономерностей, объектов, их отношений в сочетании с интерактивным диалогом (взаимодействие пользователя с информационной системой, характеризующееся, в отличие от диалогового, реализацией более развитых средств ведения диалога и обеспечением возможности выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы активизирует процесс восприятия и понимания.

Таким образом, визуализация учебной информации, в том числе и больших объемов, в условиях быстрого доступа к ней и в сочетании с интерактивными возможностями работы с нею, определяет качественно новые возможности повышения эффективности обучения.

Отмечая повышение эффективности и качества процесса обучения математике с использованием средств информационных и коммуникационных технологий по сравнению с традиционной формой преподавания математики, рассмотрим особенности информационного взаимодействия образовательного назначения между учеником, учителем и средством обучения, функционирующим на базе информационных технологий. При этом активность проявляют все три субъекта информационного взаимодействия, в том числе и средство обучения, функционирующее на базе информационных технологий и обеспечивающее контроль и самоконтроль результатов обучения, тренировку на формирование определенных знаний, умений и навыков и так далее. В этих условиях учитель больше времени тратит на решение творческих и управленческих задач, а ученик, осуществляя самостоятельный поиск, выбор информации, ее обработку и передачу, превращается в активного участника процесса обучения.

Следует отметить, что возможность использования распределенного информационного ресурса Интернет оказывает значительное влияние на качество процесса обучения математике. Процесс учебнометодической, научно-педагогической и научно-организационной деятельности осуществляется на современном уровне, предполагающем пользование информационным ресурсом Интернет и информационными базами научно-педагогических, исследовательских разработок, нормативно-правовых документов в области образования с возможностью обеспечения к этой информации прямого доступа не только каждому сотруднику школы, но и родителям учеников.

Таким образом, педагогическими целями использования средств информационных и коммуникационных технологий в процессе получения общего математического образования являются развитие личности обучаемого через формирование познавательного интереса в условиях личностно ориентированного обучения математике; выполнение социального заказа в условиях реализации прикладной информационно-технологической направленности обучения математике; повышение эффективности и качества процесса обучения математике.

Рассмотрим условия, необходимые для развития общего математического образования с использованием средств информационных и коммуникационных технологий.

Отечественные и зарубежные исследования, а также опыт использования учителями средств информационных технологий в изучении математики свидетельствуют о том, что применение специализированных математических пакетов (Mathcad, Matlab, Mapl, Matematica, Derive, Excel и другие) в учебном процессе методически обосновано за счет предоставления возможности исследования функциональной зависимости при динамическом представлении графика функции; формирования умения интерпретировать и использовать математические формулы и выражения, отображающие определенные закономерности; решения практических задач, исследования реальных учебных ситуаций, представленных в виде диаграмм, графиков функций; исследования математических моделей, описанных функциональной зависимостью; создания моделей и их исследования; автоматизации процесса поиска учебной информации; изучения геометрических преобразований в условиях динамического представления на экране геометрических объектов; формирования умений поэтапного построения на экране геометрического чертежа; построения двухмерных стереометрических изображений по данным трехмерных объектов и так далее.

Одним из наиболее востребованных современных учебных средств являются электронные средства учебного назначения, использование которых при изучении математики способствует совершенствованию мотивации обучения за счет наглядного представления динамических графиков, диаграмм, геометрических фигур на экране, вкрапления игровых ситуаций; осуществлению различных форм самостоятельной работы учащихся за счет автоматизации поисковой деятельности, предоставления комментариев и подсказок; автоматизации вычислительной деятельности; осуществлению экспериментально-исследовательской деятельности за счет возможности моделирования различных математических объектов.

Потенциал распределенного информационного ресурса Интернет оказывает влияние на содержание, методы, организационные формы и качество обучения математике. В этой связи целесообразным становится пользование ресурсом, предназначенным для изучения математики.

В современных условиях наличия большого разнообразия прикладных и инструментальных программных средств возникает возможность их использования учителем математики, не имеющим специальную подготовку, для разработки авторских приложений.

Таким образом, для развития общего математического образования необходимо создание методических систем обучения математике с использованием специализированных математических пакетов, электронных средств учебного назначения, распределенного информационного ресурса Интернет, авторских приложений по математике.

Говоря о педагогической целесообразности использования средств вычислительной техники и информационных и коммуникационных технологий в процессе обучения математике, отметим необходимость создания педагогико-эргономических условий эффективного и безопасного их применения. При организации рабочих мест учителя и ученика и их оснащении комплектом учебной вычислительной техники должны быть соблюдены физиолого-гигиенические требования и учтены факторы, оказывающие вредное воздействие на здоровье. Эффективное использование средств информационных и коммуникационных технологий в обучении математике возможно в условиях работы специализированного кабинета, оснащенного комплектом учебной вычислительной техники, который соответствует определенным психолого-педагогическим, технико-эргономическим и физиолого-гигиеническим требованиям. Кроме того, такой кабинет должен быть оснащен и соответствующим периферийным оборудованием, а также учебным, демонстрационным оборудованием, учебно-наглядными пособиями, специализированной мебелью.

При выборе программного обеспечения следует ориентироваться на базовое, инструментальное и прикладное программное обеспечение, относящееся только к программам общего назначения (например, базы данных, электронные таблицы, программы регистрации данных, инструментальные программные средства / системы компьютерного моделирования, инструментарий, реализующий возможности технологии Мультимедиа, текстовый редактор, графический редактор, музыкальный редактор). Следовательно, для получения общего среднего математического образования в комфортной среде преподавания и развития учащихся необходимо создание педагогико-эргономических условий эффективного и безопасного применения средств вычислительной техники, информационных и коммуникационных технологий в кабинете математики.

Таким образом, следующее условие развития общего математического образования стандартизация применения средств информационных и коммуникационных технологий в процессе изучения математики.

Таким образом, важным условием развития общего математического образования является подготовка учителя в области использования средств информационных и коммуникационных технологий в процессе профессиональной деятельности.

создание методических систем обучения математике с использованием специализированных математических пакетов, электронных средств учебного назначения, распределенного информационного ресурса Интернета, авторских приложений по математике;

• создание педагогико-эргономических условий эффективного и безопасного применения средств вычислительной техники, информационных и коммуникационных технологий, используемых для получения общего среднего математического образования;

• стандартизация применения средств информационных и коммуникационных технологий в процессе изучения математики;

• подготовка учителя математики в области использования средств информационных и коммуникационных технологий в процессе профессиональной деятельности.

Литература

педагогический математический информационный образование

1. Ломов Б.Ф. Научно-технический прогресс и средства умственного развития человека // Психологический журнал. 1985. №6. С. 86 94.

2. Маркова А.К. Формирование интереса к учению у школьников. М., 1986.

3. Морозова Н.Г. Учителю о познавательном интересе. М., 1979.

4. Панюкова С.В. Концепция реализации личностно ориентированного обучения при использовании информационных и коммуникационных технологий. М., 1998.

5. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования. М., 1994.

6. Роберт И.В. Распределенное изучение информационных и коммуникационных технологий в общеобразовательных предметах // Информатика и образование. 2001. №5. С. 12 16.

7. Щукина Г.И. Педагогические проблемы формирования познавательных интересов учащихся. М., 1988.

8. Якиманская И.С. Личностно ориентированное обучение в современной школе. М., 1996.

Размещено на Allbest.ru