Теоретические основы обучения алгебре в педвузе с использованием информационных технологий

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 378.147

Теоретические основы обучения алгебре в педвузе с использованием информационных технологий

И.В.Кузнецова

В современном обществе основой развития цивилизации выступают информационные процессы, в которых широкое применение находят информационно-коммуникационные технологии. Их внедрение в сферы деятельности человека способствовало возникновению и развитию глобального процесса информатизации. В свою очередь, этот процесс дал толчок развитию информатизации образования. Понятие "информатизация образования" в педагогическом словаре определено как "процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения, воспитания»[3, с.109]. Внедрение информационных технологий в высшее профессиональное образование направлено на изменение всей образовательной системы с ее ориентацией на подготовку и воспитание специалиста с качествами, адаптированными к потребностям общества, способного к решению нестандартных проблем в условиях информационного общества. информационный профессиональный образование

В рамках математических специальностей в педвузах одной из базовых дисциплин предметной подготовки студентов является курс алгебры, определяющий содержание и качество профессиональной подготовки учителя-математика.

В данной статье рассматриваются теоретические основы обучения алгебре в педвузе с использованием информационных технологий. Проблема использования информационных технологий при преподавании курса алгебры в педвузе влечет за собой внесение изменений в структуру и содержание образования, появление новых форм и методик обучения. Традиционные методы обучения ориентированы на усвоение готовых знаний и репродуктивную учебную деятельность. Однако сегодня нужны такие методы обучения студентов, которые не только облегчали и ускоряли передачу знаний, обучали бы их приемам самостоятельной деятельности, но и подготовили бы специалистов, умеющих применять математические методы и владеющих технологиями использования информационных технологий в своей будущей профессиональной деятельности.

Большинство исследователей считают, что наиболее оптимальным является поиск практических способов интеграции «новых» и традиционных форм работы в единый учебный процесс. Дидактические, психологические и организационные соображения говорят, что «смешанное» обучение является настоятельной необходимостью [4].

Качество процесса обучения алгебре студентов педвузов может быть обеспечено, если разработка и внедрение информационных технологий обучения базируется на научно-методических основах, отражающих:

* требования принципа системной дифференциации математического образования;

* педагогические теории развивающего и личностно-ориентированного обучения;

* психолого-педагогические основы использования информационных технологий;

* специфику изучаемой дисциплины.

Использование информационных технологий в курсе алгебры должно обеспечивать методическую преемственность, под которой будем понимать сохранение всех достоинств базы существующих методических моделей обучения математическим дисциплинам и возможность повышения эффективности учебного процесса.

Традиционно учебный процесс по алгебре имеет следующую организационную структуру: объем обязательных аудиторных занятий определяемый высшим учебным заведением в соответствии с образовательными стандартами, в которых определены также требования к знаниям, умениям и навыкам по этой дисциплине и объем самостоятельной работы.

Учебный процесс по курсу алгебры в педвузах имеет ряд особенностей.

Во-первых, данная дисциплина должна быть освоена студентами настолько, чтобы в дальнейшем они были способны не только применить полученные знания на практике, но и уметь передать их ученикам.

Во-вторых, курс алгебры выделяет его среди других математических курсов местом и ролью в современной математике. Предметом изучения современной алгебры «являются множества с заданными на них алгебраическими операциями, а точнее - сами операции» [1, с.9]. Таким образом, в курсе алгебры изучаются основополагающие понятия и идеи математики, имеющие общенаучный характер: понятие алгебраической операции, структуры, отношения изоморфизма и т.д.

Таким образом, с одной стороны курс алгебры в педвузе характеризуются повышенным уровнем абстракции (темы: группы, кольца, поля), с другой стороны, его изучение предусматривается в начальный период обучения, когда обучаемые еще не вполне преодолели барьер между школьным и вузовским уровнями математической строгости. В связи с этим в процессе преподавания данного курса необходимо больше внимание уделять усвоению обучаемыми большого количества новых понятий и связей между этими понятиями. С большой долей вероятности можно предположить, что решению данной методической задачи будет способствовать использование информационных технологий.

При изучении курса алгебры использование преподавателем информационных технологий предполагается по трем направлениям.

Во-первых, это обеспечение аудиторных занятий компьютерным сопровождением.

Во-вторых, использование информационных технологий при организации самостоятельной работы студентов.

В-третьих, обеспечение контроля за усвоением учебного материала студентами.

На лекционных занятиях преподаватель может использовать демонстрационные материалы (презентации), созданные с помощью различных математических систем высокого уровня, что позволяет активизировать внимание студентов, иллюстрировать отдельные положения лекционного материала, освобождает время преподавателя на разбор учебного материала, позволяет наглядно структурировать материал в структурно-логических схемах. На практических занятиях студенты решают различные задачи с помощью этих систем.

Среди всех математических систем высокого уровня выделим универсальный математический пакет Mathematica производства американской компании Wolfram Research. Подобный программный продукт обеспечивает пользователю не только возможность выполнения сложных численных расчетов, но и быстро решать многие задачи математики. Такое использование компьютера позволяет обеспечить не только высокий уровень наглядности и вполне приемлемый уровень усвоения материала, но и обеспечит осознание студентами сущности математических понятий.

Все современные образовательные технологии направлены на то, чтобы приучить студентов работать самостоятельно, так как именно это качество дает возможность успешно адаптироваться в быстро меняющемся обществе. Ключевую роль при организации самостоятельной работы студентов играют современные информационные технологии, которые открывают студентам доступ к нетрадиционным источникам информации, дают совершенно новые возможности для творчества, обретения и закрепления различных профессиональных навыков, позволяют реализовать принципиально новые формы и методы обучения с применением средств концептуального и математического моделирования явлений и процессов.

Привитие студентам навыков самостоятельной работы, умения самостоятельно пополнять свои знания и свободно ориентироваться в поступающей информации - сложный и длительный процесс.

В дидактике установлено, что развитие самостоятельности в процессе обучения математике происходит непрерывно от низшего уровня самостоятельности, воспроизводящей самостоятельности, к творческой самостоятельности - высшему уровню.

Простейшая воспроизводящая самостоятельность проявляется в самостоятельной деятельности обучаемых при выполнении упражнений, требующих простого воспроизведения имеющихся знаний.

Под творческой самостоятельностью будем понимать такую деятельность обучаемых, в результате которой самостоятельно открывается что-то новое, оригинальное (например, оригинальное доказательство теоремы, решение задачи, проведение собственных исследований и др.)

Эффективность самостоятельной работы студентов (СРС) обусловлена таким важным фактором как организация самостоятельной работы студентов, которая в значительной степени определяет качество процесса обучения и предполагает четкое определение видов и форм СРС, отлаженную работу читальных залов, компьютерных классов и др.

В письме Министра образования РФ В.М. Филиппова "Об активизации самостоятельной работы студентов высших учебных заведений" были намечены основные пути и задачи дальнейшего совершенствования СРС. В частности, необходимо увеличить долю «…самостоятельной работы студента над изучаемым материалом», активнее использовать информационные технологии, позволяющие «…студенту в удобное для него время осваивать учебный материал» [2].

Самостоятельную работу студентов при изучении курса алгебры в вузе с использованием информационных технологий можно организовать посредством следующей системы:

1) работа с электронными изданиями в библиотеке, подготовка к практическим занятиям;

2) выполнение индивидуальных заданий по основным разделам курса;

3) промежуточная аттестация с помощью компьютерного тестирования;

4) тематические и индивидуальные консультации с преподавателями;

5) подготовка курсовых и квалификационных работ.

Электронные издания должны строго соответствовать логике изложения курса и базовым учебным пособиям. Значительную роль в определении уровня знаний и навыков обучаемого играют электронные тесты. Они лучше своих печатных аналогов не только по качеству тестовых заданий, но и по массовости применения.

Для информационного обеспечения любой учебной дисциплины целесообразно разработать электронный учебно-методический комплекс, включающий в себя программно-технические, организационные, дидактические и методические средства, обеспечивающие и поддерживающие учебный процесс. Возможности электронных учебно-методических комплексов значительно шире возможностей печатных, так как на основе мультимедиа они объединяют в единую интегрированную систему самые разнообразные по назначению, содержанию и форме материалы, учитывающие, кроме того, и уровни подготовки студентов.

Разработанный электронный учебно-методический комплекс учебной дисциплины, проектирующий и конструирующий учебный процесс, позволит преподавателю через информационную составляющую процесса обучения, представленную в педагогических программных продуктах, применять как целостную технологию обучения.

К преимуществам использования подобных электронных комплексов отнесем:

- целостность разработанной системы педагогических программных средств, интегрированных с целью сбора, хранения, обработки, передачи учебной информации их пользователям;

- взаимосвязь всех элементов комплекса, имеющих единую информационную среду между собой;

- возможность их использования как в локальных и распределенных компьютерных сетях вуза, так и при дистанционной форме обучения.

При проектировании технологии обучения с использованием информационных технологий, педагогом изначально, в соответствии с целями и содержанием обучения, решаемыми задачами и применяемыми методами, определяется структура и содержание комплекса, зависящая и от содержания предметной области, для которой он разрабатывается.

Так, например, в электронный учебно-методический комплекс учебной дисциплины “Алгебра” могут быть включены следующие составляющие: рабочая программа дисциплины (гипертекстовый вариант); электронный учебник и практикум, поисково-справочная система, электронные тесты для определения уровня знаний, умений обучаемого, базы данных «Дидактические материалы по алгебре».

В условиях информатизации высшей школы, предлагаемый вид информационного обеспечения учебной дисциплины алгебры, является весьма универсальным и может быть с успехом применен при изучении целого ряда других дисциплин.

Использование в вузе данного вида обеспечения позволяет:

* интенсифицировать и индивидуализировать учебный процесс;

* вести систематически автоматизированный контроль знаний как каждого студента в отдельности, так и всей группы в целом, что обес¬печивает информированность преподавателя;

* развить творческую познавательную самостоятельность студентов, их положительное отношение к познанию;

* повысить интеллектуальный потенциал студентов, их творческую инициативу;

* подготовить специалиста с качествами, адаптированными к потребностям общества.

Информационные технологии обучения, для достижения дидактических целей, дают возможность преподавателю применять как отдельные виды учебной работы, так и любой их набор, т.е. спроектировать обучающую среду. Кроме того, преподаватель получает дополнительные возможности для поддержания и направления развития личности обучаемого, творческого поиска, разработки и выбора наилучших учебных программ, открывается возможность освободиться от изложения обучаемому значительной части учебного материала и рутинных операций, связанных с отработкой умений и навыков.

Библиографический список

1. Ван дер Варден Б.Л. Алгебра. Определения, теоремы, формулы. - СПб.: Издательство «Лань», 2004. - 624 с.

2.Инструктивное письмо Министерства Образования РФ от 27.11.2002 №14-55-996 ин/15 "Об активизации самостоятельной работы студентов высших учебных заведений"

3.Педагогический энциклопедический словарь / Гл. ред. Б. М. Бим - Бад- М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. - 528 с.

4.Скаткин М.Н. Совершенствование процесса обучения - М.: Педагогика, 1971. - 208 с.

Размещено на Allbest.ru