Использование интерактивной доски в геометрических преобразованиях

Федеральное Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Мордовский государственный педагогический институт имени М.Е. Евсевьева»

Физико-математический факультет

Реферат

по теме:

«Использование возможностей интерактивной доски для формирования геометрических представлений учащихся»

Выполнила: студентка

группы МДМ-109

Добрынкина О.А.

Проверила: Кормилицына Т.В.

Саранск 2014

Содержание

Введение…………………………………………………………………………. 3

1. Теоретические аспекты использования средств информационно-коммуникационных технологий в образовании ………………………………..6

1. Научно-методические основы использования средств информационно-коммуникационных технологий в образовании ……………………………….6

2. Методико-технологические основы создания средств ИКТ ………….10

3. Система требований, предъявляемых к качеству средств ИКТ для формирования геометрической компетентности…… ……………………….14

4. Понятие и классификация интерактивных досок…………………......18

2. Методические особенности разработки и использования средств ИКТ для формирования геометрической компетентности ……………………….19

1. Этапы разработки средств ИКТ для обучения геометрии (методические подходы к разработке средств ИКТ для формирования геометрической грамотности в условиях информатизации образования) …………………37

2. Организация деятельности учащихся по формированию геометрической грамотности …………………………………………………...40

Заключение……. ………………………………………………………………...50

Список использованных источников……………………………………….......52

Введение

Общество, государство ставят перед школой цель обеспечить каждого выпускника целостной системой универсальных знаний, умений, навыков, отвечающих уровню международных стандартов, с обязательным условием самостоятельной деятельности и личной ответственности учащихся.

В период информатизации системы среднего образования возрастает потребность в разработке методических основ использования информационных технологий в учебном процессе для формирования образовательных компетенций. Целью совершенствования математического образования в первую очередь ставится воспитание у школьника качественно нового типа мышления, который можно охарактеризовать, как способность мыслить не только образами, речью, посредством печатного слова и письма, но и с применением компьютера. Мышления, обладающего свойством усиливаться за счет включения в процессы мыследеятельности современных информационных средств.

Задачей деятельности учителя становится использовать информационно-коммуникационные технологии не только для формирования знаний, умений и навыков учащихся, но и для формирования образовательных компетенций ученика - качеств, развиваемых в ходе реализации комплекса элементов образовательной деятельности.

За последние десятилетия по проблеме информатизации образования появились ряд научных исследований, которые внесли свой вклад в развитие науки. Это работы Г.К.Нургалиевой, Ж.А.Караева, С.В.Раха, С.К.Калдыбаева, А.Б.Жолдасбекова, А.И.Тажигуловой, В.В.Гриншкуна, Е.К.Балафанова, Е.Г.Гаевской, К.Ж.Аганиной, Л.В.Нефедовой, Ш.Ж. Курманалиной, Е.В. Артыкбаевой и др.

Значительное количество работ посвящено вопросам организации учебного процесса с использованием средств информационных и коммуникационных технологий. Анализ педагогических исследований показывает, что существует множество идей и достаточный опыт использования программных средств учебного назначения в процессе обучения геометрии.

Цель исследования - обоснование методики разработки и использования средств информационно-коммуникационных технологий методически для формирования образовательных компетенций(геометрической грамотности) учащихся.

Объект исследования - процесс обучения учащихся в общеобразовательной школе.

Предмет исследования - создание и применение (использование) ИКТ при обучении геометрии учащихся основной школы.

Гипотеза исследования: Если:

• разработать и внедрить средства информационно-коммуникационных технологий в процесс обучения геометрии;

• разработать модель предметной (геометрической) компетентности учащихся основной школы в системе многоуровневого образования;

• применять для решения задач по геометрии программные средства, дающих рациональное решение и способствующих развитию нового мышления учащихся,

«Методические особенности разработки и использования средств ИКТ для формирования геометрической компетентности» обобщены материалы констатирующего эксперимента, где была исследована деятельность учителя математики по использованию ИКТ в современных педагогических условиях. Разработаны средства ИКТ учебного назначения и методические рекомендации для проведения уроков геометрии с их использованием, представлены результаты формирующего эксперимента. Обосновывается эффективность использования мультимедийных программ для формирования геометрической грамотности учащихся.

Глава 1. Теоретические аспекты использования средств информационно-коммуникационных технологий в образовании

1.1 Научно-методические основы использования средств ИКТ в образовании

Глубокие социальные перемены, происходящие в современном обществе, требуют новых подходов к развитию образования, изменения методологии и парадигмы педагогической науки. Материалистическая теория познания перестали служить методологической основой педагогической науки и других наук в целом. Методологической основой советской педагогики служила система концептуальных взглядов, известных философов, дидактиков и педагогов, построенных на этом базисе. К ним относятся труды следующих ученых: С.И.Гессен, В.И.Гинецинский, Б.С.Гершунский, В.М.Грищенко, Н.Д.Хмель, Л.А.Ивахнова, Б.Г.Ананьева, Г.Г.Воробьев, Б.Т.Лихачев и др.

Научно-теоретические, общепедагогические основы развития школьного образования исследовались в работах: С.И.Архангельского, Ю.К.Бабанского, П.И.Пидкасистого, Б.С.Гершунского, В.И.Загвязинского, И.К.Журавлева, М.Н.Скаткина и др.

Средствами информатизации образования называются компьютерное аппаратное и программное обеспечение, а также их содержательное наполнение, используемые для достижения целей информатизации образования.

Использование только средств информатизации образования недостаточно для полноценного применения информационных и телекоммуникационных технологий в образовании. На практике такие средства обязательно должны быть дополнены идеологической базой информатизации образования, а также деятельностью специалистов в различных областях знаний, чье участие необходимо для достижения целей информатизации.

Информатизация образования, независимо от направления ее реализации, является широкой, многоаспектной областью деятельности человека, влияющей на функционирование всей системы образования, и, без преувеличения, на жизнь всего общества в целом.

Информатизация образования заставляет пересматривать традиционные учебные курсы информатики, методы, технологии и средства информатизации, применяемые в обучении другим дисциплинам. С помощью методов и средств информатики будущий специалист должен научиться получать ответы на вопросы о том, какие имеются информационные ресурсы, где они находятся, как можно получить к ним доступ и как их можно использовать в целях повышения эффективности своей профессиональной деятельности.

Информатизация образования включает в себя научные основы создания, экспертизы и применения образовательных электронных изданий и ресурсов. В этой области еще много нерешенных задач. К ним можно отнести задачи адекватности таких средств реалиям учебного процесса, повышения уровня научности, смысловой и стилистической культуры содержания средств информатизации, необходимость интерфейсной, технологической и информационной связи между отдельными образовательными изданиями и ресурсами, задействованными в разных областях деятельности школ и вузов.

Мы согласны с Бидайбековым Е.Ы., что изучение основ создания и использования образовательных электронных изданий и ресурсов необходимо как каждому начинающему, так и каждому опытному педагогу.

Из многих целей обучения с использованием информационных ресурсов и электронных изданий мы акцентировали внимание на следующих:

1. Ознакомление педагогов с положительными и отрицательными аспектами использования электронных изданий и ресурсов в образовании.

2. Формирование представления о видовом составе и областях эффективного применения образовательных электронных изданий и ресурсов.

3. Формирование знаний о требованиях, предъявляемых к средствам информатизации образования, основных принципах и методах оценки их качества.

4.Обучение педагогов стратегии практического использования образовательных электронных изданий и ресурсов.

5.Обучение формирующемуся языку информатизации образования.

Кроме этого, изучение особенностей разработки и использования образовательных электронных изданий и ресурсов предоставит педагогам дополнительные возможности для пояснения обучаемым роли и места информационных технологий в современной мире, будет способствовать выравниванию возможностей разных педагогов в области использования средств информатизации в своей профессиональной деятельности.

Проводимые нами исследования в первую очередь связаны с целью Программы информатизации РК - повышение качества казахстанского образования посредством внедрения информационно-коммуникационных технологий в обучение на всех уровнях образования, а также интеграция в мировое образовательное пространство.

Актуальность темы исследования приводит к рассмотрению задач Программы:

1. Создание информационно-коммуникационной сети системы образования.

2. Создание нормативной правовой базы формирования и развития информационной инфраструктуры системы образования.

3. Создание и внедрение современных электронных учебных изданий на государственном и русском языках.

4. Подготовка административных, инженерно-технических и научно-педагогических кадров организаций образования для эффективного использования информационно-коммуникационных технологий.

5. Создание базы данных информационных образовательных ресурсов и их программного обеспечения.

6. Обеспечение организаций образования современной компьютерной техникой, информационными системами управления и средствами доступа к глобальным информационным ресурсам.

7. Развитие информационной системы управления образованием.

8. Создание программных систем для организации дистанционного обучения.

9. Создание методов и средств защиты информационных ресурсов образования.

Во введении подчеркивается, что стратегией развития Казахстана до 2030 года перед системой образования поставлена цель - обеспечить создание национальной модели образования и ее интеграцию в мировое образовательное пространство.

В современном мире, в период перехода от индустриальной к информационной цивилизации, системообразующим фактором развития является наличие информационно-коммуникационной сферы, которая активно влияет на политическую, экономическую и социальную составляющие деятельности государств, определяет процессы глобализации экономики и общественных отношений. Следовательно, необходимо построение национальной инфраструктуры, обеспечивающей быстрое внедрение новых информационных технологий во все сферы экономики и управления.

1.2 Методико-технологические основы создания средств ИКТ

Создание качественных образовательных электронных изданий и ресурсов

С каждым днем все большее количество педагогов сталкивается не только с использованием образовательных электронных изданий, но и с их разработкой. Это вовсе не означает, что в обязанности или повседневную работу учителя должна войти систематическая разработка средств информатизации промышленного качества. Безусловно, созданием профессиональных, востребованных многими педагогами образовательных электронных изданий и ресурсов должны заниматься целые коллективы разработчиков - педагогов, психологов, программистов, художников и специалистов многих других направлений. В то же время рядовой учитель в любой момент может оказаться членом такого авторского коллектива или, во многих случаях, заниматься самостоятельной разработкой небольших, не всегда профессионально выполненных, но необходимых для учебного процесса компьютерных средств обучения. К ним можно отнести и популярные на сегодняшний день повсеместно создаваемые презентации, и даже простые тексты, изображения или звуки, созданные в одном из компьютерных редакторов, и используемые педагогами для повышения наглядности обучения. В такой ситуации любым педагогам целесообразно ознакомиться с некоторыми рекомендациями, учет которых при разработке образовательных электронных изданий и ресурсов может положительно сказаться на качестве таких средств информатизации образования.

Аналогично системе требований, множество рекомендаций может быть классифицировано по уровням образования, на которые рассчитано создаваемое средство информатизации. Однако, можно выделить и группу рекомендаций, инвариантных относительно уровня образования. Такие рекомендации целесообразны к учету при проектировании и разработке всех без исключения образовательных электронных изданий и ресурсов.

Многие рекомендации по созданию таких изданий и ресурсов вытекают из современных психологических теорий (теории алгоритмизации или поэтапного формирования умственных действий, ассоциативно-рефлекторная теория и др.) и касаются так называемого сценария электронного издания - детального плана взаимодействия электронного издания с пользователем, содержащего точную разбивку на отдельные структурные компоненты, включающего описание содержательного, логического и временного взаимодействия структурных компонент.

При проектировании глобального сценария образовательного электронного издания или ресурса рекомендуется планировать в начале учебной работы создание у обучаемых мотивации, знакомство с общей структурой учебного материала (теории алгоритмизации или поэтапного формирования умственных действий), напоминание, если это необходимо, ранее изученного материала (ассоциативно-рефлекторная теория).

При разработке локальных сценариев (последовательности выполнения упражнений в ходе изучения отдельных учебных элементов) рекомендуется первоначальное планирование к выполнению упражнений со схемами, чертежами и другими графическими иллюстрациями (материализованная форма деятельности), а следом за ними - более абстрактных упражнений. Учитывая дробный, порционный характер процесса обучения, необходимо также предусматривать в глобальном сценарии образовательных электронных изданий и ресурсов промежуточные и завершающий обобщающие этапы.

Сценарии создаваемых средств информатизации также должны быть унифицированы и предполагать единообразный порядок взаимодействия пользователей с различными образовательными электронными изданиями и ресурсами, применяемыми в образовании.

Учет достижений психологии, а также приведенных ранее требований позволяет сформулировать ряд общих рекомендаций эргономического характера, которые следует учитывать при разработке способа визуализации информации на экране компьютера во время функционирования образовательных электронных изданий и ресурсов:

• информация на экране должна быть четко структурирована;

• визуальная информация периодически должна меняться на аудиоинформацию;

• темп работы должен варьироваться;

• периодически должны варьироваться яркость цвета и громкость звука;

• содержание визуализируемого учебного материала не должно быть слишком простым или слишком сложным.

При создании образовательных электронных изданий и ресурсов существенную роль играет учет рекомендаций по формированию цветовых характеристик зрительной информации, визуализируемой на экране компьютера.

Визуальная среда на экране монитора, являясь искусственной, по многим параметрам отличается от визуальной среды естественной для человека. Так, естественным для человека является восприятие изображений в отраженном свете, а на экране монитора информация передается с помощью излучающего света.

При разработке средств информатизации необходимо учитывать, что объекты, изображенные разными цветами и на разном фоне, по-разному воспринимаются человеком. Если яркость цвета объектов и яркость фона подобраны неправильно, то при поверхностном рассмотрении изображения может возникнуть эффект "пятна", когда некоторые объекты как бы выпадают из поля зрения. При более внимательном рассмотрении изображения восприятие этих объектов требует дополнительных зрительных усилий.

Важную роль в организации зрительной информации играет контраст предметов по отношению к фону. Существует две разновидности контраста: прямой и обратный. При прямом контрасте предметы и их изображения темнее, а при обратном - светлее фона. В образовательных электронных изданиях и ресурсах обычно используются оба вида, как порознь в разных кадрах, так и вместе в рамках одной картинки.

При разработке образовательных электронных изданий и ресурсов все же следует учитывать, что более предпочтительной является работа в прямом контрасте. В этих условиях увеличение яркости ведет к улучшению видимости. Но цифры, буквы и знаки, предъявляемые в обратном контрасте, опознаются точнее и быстрее, чем в прямом контрасте даже при меньших размерах. Чем больше относительные размеры частей изображения и выше его яркость, тем меньший должен быть контраст, тем лучше видимость. Максимальная эффективность восприятия информации с экрана монитора достигается при равномерном распределении яркости в поле зрения.

При создании интерфейса образовательных электронных изданий и ресурсов значения цветов для визуализации информации рекомендуется выбирать в соответствии с психологической реакцией человека (например, красный цвет

• прерывание, экстренная информация, опасность, желтый

• внимание и слежение, зеленый - разрешающий и т.д.).

Для смыслового противопоставления объектов рекомендуется использование контрастных цветов (красный - зеленый, синий - желтый, белый - черный).

1.3 Система требований, предъявляемых к качеству средств ИКТ для формирования геометрической компетентности

Эффективный инструмент оценки качества компьютерных учебных материалов необходим как разработчикам, так и конечным пользователям программных продуктов. На сегодняшний день необходима отработка механизма экспертной оценки (подготовка экспертов, организация экспертных советов и др.), позволяющая создавать и использовать в учебном процессе электронные учебные материалы, отвечающие современным стандартам образовательного качества.

Наряду с общепризнанными лидерами, осуществляющими массовый выпуск программных средств по разным учебным дисциплинам ("1С", "NMG", "Кирилл и Мефодий", "Интеллект-Сервис", "Физикон", "Новый диск"), многие учебные заведения самостоятельно занимаются разработкой программных средств образовательного назначения, среди которых еще часто встречается недостаточно качественный информационный и программный продукт. До сих пор это связано с отсутствием целостной и достаточно эффективной системы оценки качества учебных пособий вообще и электронных, в частности. Международные стандарты, такие как ISO 900, не учитывают специфику современного программного обеспечения для системы образования и мало пригодны для практического использования.

В процессе исследований на основе информационно-кибернетической модели учебного процесса с использованием средств информационных и коммуникационных технологий, модели экспертных суждений и принятия решения и модели экспертизы были разработаны основные положения теории оценки качества ПС ОН, оптимальная технология проведения экспертизы, организационно-нормативные документы экспертизы и сертификации ПС ОН, методики оценки качества ПС ОН для учителей-предметников, использующих ПС ОН в учебном процессе. Среди документов следует отметить проекты стандартов требований к составу и значениям психолого-педагогических и эргономических характеристик качества и методам их оценки, методические руководства и технологические инструкции к их экспертизе. Разработанная теория была успешно применена на практике.

Однако добровольный характер экспертизы сдерживает развитие этого процесса. В развитых странах давно является нормой прохождение процедуры сертификации. Для успешного вхождения в мировое информационное сообщество необходимо иметь не только соответствующие органы, но и организовать их работу по принятым международным стандартам. Многочисленные разработчики программного обеспечения, а также администрации образовательных учреждений уже сегодня должны заботиться о подтверждении качества своей программной продукции и уметь пользоваться реально существующими механизмами сертификации. Важнейшей проблемой на этапе реализации программ создания единой информационной среды становится эффективная реализация задач по созданию порталов, содержащих информацию об образовательных ресурсах. Задача крупных центральных порталов - интеграция ресурсов, в частности, ресурсов, созданных в регионах. Возникла необходимо по-новому переосмыслить классификацию ресурсов, сделать ее однородной, удобной для систематизации.

По мере накопления электронных учебных материалов, по своему содержанию соответствующих задачам модернизации и информатизации образования (методические разработки, ресурсы с предметным содержанием и т.д.), появляются ресурсы, которые не могут быть отнесены к какой-либо категории образовательных, но являются совокупностью разных элементов, решающих определенные образовательные задачи. На базе образовательных Интернет-ресурсов появляются новые виды педагогической деятельности, а на базе новой деятельности появляются новые ресурсы. Проектная деятельность образовательных учреждений ставит вопрос о необходимости серьезного подхода к классификации и упорядочению всех ресурсов, о выработке определенного идеологического подхода к формированию общего стандарта, который стал бы показателем формирования образовательных ресурсов как в регионе, так и в центре.

Прежде всего, образовательные электронные издания и ресурсы должны отвечать стандартным дидактическим требованиям, предъявляемым к традиционным учебным изданиям, таким как учебники, учебные и методические пособия. Дидактические требования соответствуют специфическим закономерностям обучения и, соответственно, дидактическим принципам обучения. Далее рассмотрены традиционные дидактические требования к образовательным электронным изданиям и ресурсам, относимые к числу требований первой группы.

Требование обеспечения научности обучения с использованием цифровых образовательных ресурсов означает достаточную глубину, корректность и научную достоверность изложения содержания учебного материала, предоставляемого ОЭИ с учетом последних научных достижений. В соответствии с потребностями системы образования процесс усвоения учебного материала с помощью ОЭИ должен строиться с учетом основных методов научного познания: эксперимент, сравнение, наблюдение, абстрагирование, обобщение, конкретизация, аналогия, индукция и дедукция, анализ и синтез, моделирование и системный анализ.

Таблица Перечень типов и классов геометрических задач школьного курса геометрии, подлежащих алгоритмизации

Типы задач

Классы задач, для решения которых используются предписания (продукционные модели)

I - задачи на геометрические построения

Задачи на построение плоских фигур

- методом геометрических мест точек

- методом подобия

Задачи на построение на проекционном чертеже:

- построение сечений многогранников

- построение изображений пирамид, призм, круглых тел

- построение изображений перпендикуляров и связанных с ними - изображений элементов фигур

II - задачи на векторный метод

Задачи:

- на выполнение операций над векторами

- на доказательство равенства векторов

- на доказательство коллинеарности векторов

- на доказательство перпендикулярности векторов

III - задачи на координатный метод

Задачи:

- на применение координат двух точек и, сводящиеся к ним

- связанные с окружностью

- связанные с прямой

- на вычисление координат вектора

- на разложение вектора по двум неколлинеарным векторам

- на доказательство равенства векторов

- на доказательство коллинеарности векторов

- на доказательство перпендикулярности векторов

На этапе применения нужная учебная информация (знания) воспроизводится из памяти, и продолжается её запоминание на новом уровне. Этап применения - многогранен, он предполагает разноуровневость использования полученных знаний. Сами по себе математические знания и умения еще не определяют уровень умственного развития человека, без умения использовать их в новых нестандартных ситуациях, без готовности к самостоятельному решению новых учебных проблем, не обязательно из области математики (А. Д. Александров). Поэтому выполнение учебно-познавательной деятельности на этом этапе предполагает обязательное наличие различных способов переноса (Е.Н. Кабанова-Меллер), являющегося показателем сформированности умения.

Процесс переработки учебной информации тесно связан с умениями, развивающими способности понимания, моделирования, к индуктивному и дедуктивному рассуждениям. Так, установлено, что для того, чтобы понимание стало средством усвоения знаний, его необходимо сделать целью обучения. То есть в умственном опыте ученика должны быть знания о том, какие ориентиры свидетельствуют о понимании текста. К таким ориентирам относятся умения, тесно связаны с грамотностью математического чтения, с коммуникативной компетентностью. Анализ процесса понимания, использование уровней и условий понимания, типов моделей представления учебной информации позволили разработать структуру процесса активизации понимания учебного текста школьного курса геометрии (таблица 3).

Таблица Структура процесса активизации понимания учебного текста школьного курса геометрии

Уровни понимания учебных текстов школьного курса геометрии

Процедура понимания учебных текстов школьного курса геометрии

Конструирование ситуаций, посредством которых реализуется понимание текстов

предпонимание

понимание -

гипотеза

1) выдвижение предварительной гипотезы о смысле всего текста (предугадывание);

2) выявление значений непонятных слов (предположение);

1) конструирование отдельной ситуации, совместимой с учебной информацией, имеющейся в распоряжении;

понимание -

гипотеза

3) возникновение общей гипотезы о содержании текста (о знаниях);

2) конструирование отдельных утверждений по аналогии с существующей структурой

понимание -

гипотеза

понимание -

объединение

4) формирование смысловой структуры текста за счет установления внутренних связей между ключевыми фрагментами, за счет образования абстрактных понятий, обобщающих конкретные фрагменты знаний

3) конструирование различных моделей единиц учебной информации: определений понятий, формулировок теорем, процедур поиска и оформления доказательств теорем.

понимание - узнавание, понимание - гипотеза,

понимание - объединение

5) восприятие и извлечение учебной информации;

6) корректировка общей гипотезы, относительно обнаруженной в тексте информации

4) уточнение набора полученных схем;

5) конструирование новых информационных схем учебного содержания;

6) воспроизведение воспринятого

1.4 Понятие и классификация интерактивных досок

Интерактивная доска - это сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор.

Интерактивная доска работает одновременно как монитор компьютера и как обычная доска. Достаточно прикоснуться к поверхности доски, чтобы управлять приложениями, запущенными на компьютере.

Используя доску, вы можете открывать файлы, работать с Интернетом, писать поверх любых приложений, вебсайтов и видеоизображений с помощью специальных маркеров. Окончив работу, вы можете сохранить все ваши записи для последующего использования.

Первая в мире интерактивная доска была представлена в 1991 г.

Задача интерактивных досок - повышение эффективности подачи материала. Чтобы объяснить механизм этого процесса, сделаем небольшое отступление. В художественной фотографии, театре, кинематографе, мультипликации, живописи и других сферах искусства традиционно различают сцену и героя (объект) - говоря языком психологии, фоновое и когнитивное, фон и фигуру. Фон и фигура подчиняются своим законам, они настолько различны, что их оформлением часто занимаются разные люди. В театре это художник сцены и костюмер, в мультипликации - также художник фона и художник-аниматор.

Интерактивные доски делятся на два класса в зависимости от расположения проектора: с фронтальной и обратной проекцией. Доски с фронтальной проекцией распространены наиболее широко, хотя и обладают очевидным недостатком: докладчик может загораживать собой часть изображения. Чтобы этого не было, проектор подвешивают под потолком как можно ближе к доске, объектив наклоняют вниз, а возникающие трапециевидные искажения компенсируют с помощью системы цифровой коррекции. Доски с обратной проекцией, где проектор находится позади экрана, существенно дороже и занимают в аудитории больше места, чем доски с прямой проекцией. Поскольку экран работает на просвет, возможны проблемы с видимостью изображения под большими углами.

В последнее время на рынке появились специальные модели проекторов с короткофокусным объективом, предназначаемые для работы с интерактивными досками. Изготовители досок все чаще предлагают готовые комплексы, в состав которых входят доски и прикрепленные к ним сверху на штанге короткофокусные проекторы.

Используемые в интерактивных досках технологии подразделяются на четыре основных типа.

1) Сенсорная аналого-резистивная технология.

Аналогово-резистивная доска - многослойный «пирог», покрытый износостойким полиэфирным пластиком с матовой поверхностью и широким углом рассеяния света. Поверхность достаточно мягкая, чтобы немного прогибаться при нажатии. Внутри пирога размещены два листа из гибкого резистивного материала, разделенные воздушной прослойкой. Эта прослойка образуется благодаря тому, что поверхность одного резистивного листа покрыта большим количеством миниатюрных изолирующих выступов. В случае досок обратной проекции резистивные слои выполняются из прозрачного материала - оксида индия и олова.

По сторонам к резистивным листам подключены полосные электроды: у одного листа по бокам, у другого - снизу и сверху. При нажатии поверхность доски прогибается, резистивные листы соприкасаются в точке нажатия. Встроенные электронные коммутаторы подключают электроды A и B к источнику постоянного напряжения, замыкают электроды C и D между собой и подключают их к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП). На его выходе появляется код, определяющий вертикальную координату. Затем схемы перекоммутируются так, чтобы напряжение подавалось на электроды C и D, а снималось с электродов A и B. В этот момент АЦП регистрирует код, соответствующий горизонтальной координате.

Описанная технология получила название четырехпроводной. Помимо нее существуют пяти- и восьмипроводная аналого-резистивные технологии, позволяющие устранить зависимость точности измерения координат от состояния верхних гибких слоев структуры и увеличивать долговечность сенсорной системы.

Разрешение аналого-резистивной интерактивной доски измеряется тысячами точек по горизонтали и вертикали. Например, разрешение широко распространенных интерактивных досок SMARTboard канадской компании SMART Technologies 4000Ч4000, а Webster американской фирмы PolyVision - 8000Ч8000. Учитывая разрешение типового проектора (1024Ч768) этого вполне достаточно.

Электронные схемы аналого-резистивной доски обычно выдают около 80 пар координат в секунду. Правда, скорость реакции интерактивной системы в целом ограничена не только этим показателем, но и механическими свойствами (вязкостью) используемого в доске гибкого пластика, быстродействием ее электронных схем и производительностью компьютера. Практика показывает, что в целом реакция системы достаточно оперативная для большинства образовательных задач.

Для работы с сенсорной аналого-резистивной доской не обязательно иметь специальные маркеры и, хотя в комплекте поставки могут быть разноцветные маркеры и ластик, можно пользоваться пальцем или указкой. Именно это обусловило самое важное преимущество досок данного типа для сферы образования - невозможность сорвать занятие, спрятав маркер или питающую его батарейку. При использовании сухих маркеров аналого-резистивная доска позволяет переводить в электронную форму материал урока, проводимого традиционным образом.

Несмотря на применение мягкой многослойной структуры, аналого-резистивные доски работают в течение многих лет, не теряя качества и надежности. Основная угроза для поверхности - случайное применение фломастеров, после которого пластик бывает трудно отмыть. Кроме того, преподаватель и ученики у доски должны быть внимательными, чтобы не прислоняться и не нажимать на поверхность плечом, локтем, запястьем и т. д.

Интерактивные доски, использующие аналого-резистивную технологию, выпускают компании Egan TeamBoard, Interactive Technologies, PolyVision, SMART Technologies.

2) Электромагнитная технология.

При использовании электромагнитной технологии интерактивная доска имеет твердую поверхность. Внутри слоистой структуры находятся регулярные решетки из часто расположенных вертикальных и горизонтальных координатных проводников. Электронное перо (маркер) с катушкой индуктивности на кончике, которое может быть активным или пассивным, наводит электромагнитные сигналы на координатных проводниках, номера которых определяют местоположение кончика пера.

Активное перо питается от батарей или получает энергию по проводу, которым привязано к доске, пассивное работает от наводимого в катушке напряжения. Перо в некоторых моделях способно различать градации силы нажатия, что удобно для применения в программах рисования. Кончик пера может располагаться на некотором удалении от поверхности (не более 10 мм), благодаря чему на доски можно навешивать плакаты и работать поверх них. Помимо маркеров изготовитель может предлагать электронный ластик.

Электромагнитные доски обычно откликаются на действия пользователя несколько быстрее, чем аналого-резистивные. Скорость выдачи информации у них 100-120 пар координат в секунду, а следовательно, время реакции системы ограничивается только производительностью компьютера. Технология изначально разрабатывалась для дигитайзеров, а потому внутренняя разрешающая способность системы (1000-2000 линий на дюйм и выше) избыточна для решаемых доской задач. В рекламных целях производители указывают в проспектах именно внутреннюю разрешающую способность, хотя в компьютер доска передает «загрубленную» информацию с разрешением не более 200 линий на дюйм. Электромагнитные доски не чувствительны к нажатию рукой и другими предметами, а маркеры для них обычно имеют клавиши мыши.

Электромагнитные интерактивные доски выпускают компании GTCO CalComp, Promethean, ReturnStar, Sahara Interactive.

Принцип работы безбатареечного беспроводного пера

Сетка проводов, расположенная внутри электромагнитной интерактивной доски, служит то излучателем, то приемником слабого высокочастотного электромагнитного поля (режим работы меняется порядка 100 раз в секунду). При излучении поля электрические импульсы поочередно пробегают по проводам сетки. Внутри кончика пера размещен резонансный контур, настроенный на частоту этого поля. В контуре наводятся электрические колебания, фаза которых зависит от местоположения контура относительно координатной сетки. Энергия колебаний (после выпрямления и стабилизации напряжения) питает встроенный в перо микропроцессор.

Последний анализирует показания датчика нажатия на кончик пера и состояние кнопок, после чего формирует сигнал для модулятора, который меняет форму колебаний в контуре в момент, когда перо работает на излучение, а проводная сетка принимает сигнал. Полученный ответный сигнал анализируется микропроцессором доски, который с большой точностью определяет положение пера на поверхности и получает информацию о нажатии на его кнопки и кончик.

3) Лазерная технология.

Лазерная технология интерактивных досок потребовала для своей разработки немалого искусства. В систему входят два инфракрасных лазерных угломера, обычно располагаемых сверху по углам доски. Угломер работает довольно просто: вращающееся с постоянной угловой скоростью зеркало направляет ИК-луч так, чтобы он, подобно антенне радара, из одной точки сканировал всю поверхность доски. Лучи ИК-лазеров отражаются от «воротничка» маркера и регистрируются фотодатчиками. Система запоминает угол поворота зеркала в момент фиксации отраженного блика. Затем на основании расстояния между угломерами и значений углов (рис. 4) встроенный микропроцессор вычисляет координаты кончика пера.

Работать пальцем или обычным маркером с лазерной интерактивной доской не получится - нужен специальный маркер, который для уменьшения ошибок позиционирования желательно держать перпендикулярно поверхности доски. Информация о нажатии на кнопки посылается в систему посредством ультразвука (для этого электронный маркер оснащается батарейкой) или сигнала какого-либо другого вида. Маркеры разного цвета и электронный ластик система различает по оптическим свойствам отражающего «воротничка».

Основное достоинство технологии в том, что сама доска может быть сделана из любого материала, хоть толстого стального листа. Принципиальный недостаток лазерной технологии - докладчик может случайно перекрыть луч лазера, в результате чего процесс измерения координат нарушается. На лазерную доску можно вешать плакаты и работать поверх них.

Лазерные интерактивные доски наиболее дороги в производстве. Их выпускает, насколько нам известно, только одна компания - PolyVision.

4) Ультразвуковая инфракрасная технология.

Система, запатентованная под названием eBeam, использует различие в скорости распространения световых и звуковых волн. Электронный маркер испускает одновременно и ИК-свет, и ультразвук. Размещенные по углам доски ИК-датчик и ультразвуковые микрофоны принимают сигналы, и встроенная электронная система по разности времени их прихода вычисляет координаты маркера. Скорость выдачи информации - около 80 пар координат в секунду.

Электронный маркер работает от батарейки, как и электронный ластик. Основной недостаток ультразвуковой/инфракрасной технологии тот же, что у электромагнитной и лазерной - необходимо использовать специальный электронный маркер. На случай, когда нужно «оцифровать» традиционную презентацию или лекцию, проводимую с использованием маркерной доски, предлагаются специальные насадки для обычных маркеров.

Интерактивные доски с использованием ультразвуковой/инфракрасной технологии выпускают компании Hitachi, Panasonic и ReturnStar.

Поскольку набор ультразвуковых микрофонов и ИК-датчиков с блоком преобразователя не зависит от вида, материала и размеров доски, он может быть исполнен в виде отдельного изделия, которое крепится к любой маркерной доске и настраивается под любые размеры рабочего поля. Подобные решения предлагают компании Emkotech, Luidia, mimio и Quartet.библиотека

Интерактивные доски, произведенные на базе новейших технологий, имеют конкурентоспособную цену. Их использование раскрывает ряд преимуществ при визуализации и коллективном обсуждении документов:

- можно выделять элементы из разных документов и программ, вставлять комментарии и делать заметки;

- электронные заметки (в цвете) можно сохранять, печатать или отправлять по электронной почте в различных векторных и растровых форматах (ESB, JPEG, TIFF HTML, PDF, BMP, WBD, EMF), а также в форматах PowerPoint® (PPT и PPS) можно импортировать документы, созданные в других программах (PPT, BMP, GIF, JPEG, ICO, EMF, WMF, Microsoft® Word и Excel®), использовать фрагменты из буфера обмена можно использовать галерею изображений и фонов или вставлять изображения из других программ в Scrapbook;

- можно дистанционно выделять, подчеркивать или редактировать тексты;

- система помогает успешно визуализировать "сложные решения"

питание осуществляется за счет подключения к USB порту.

Обмен идеями на презентациях, семинарах, лекциях представляет новую тенденцию в общении. Интерактивная доска привлекает внимание слушателей и вовлекает их в обсуждение, а изменения или дополнения, возникающие в процессе работы, могут быть моментально внесены в презентацию и распечатаны в случае необходимости.

Компания SMART Technologies Inc первой придумала и выпустила электронную интерактивную доску. С тех пор продукция компании SMART пользуется неизменным успехом во всем мире: как в учебных заведениях, так и в различных государственных и частных организациях.

Интерактивная доска SMART Board - это сенсорный интерактивный экран, который подключается к компьютеру. Картинку с компьютера на интерактивную доску передает мультимедийный проектор, подключенный к этому компьютеру. Достаточно прикосновения к поверхности доски, чтобы начать работу в интерактивной среде.

Специальное программное обеспечение, которым комплектуется интерактивная доска, позволяет готовить авторские уроки и учебные задания, в т.ч. работать с текстами и объектами, аудио- и видеоматериалами, ресурсами интернет, делать пометки и записи электронным маркером прямо поверх открытых документов любых компьютерных приложений, сохранять информацию и многое другое.

Работа с интерактивной доской SMART Board не требует специальных знаний и подготовки. Учебные комплексы "ИНТЕРСМАРТ" (на базе интерактивных досок SMART Board) и "ИНТЕРСИМП" (на базе интерактивных дисплеев SMART Sympodium), разработанные компанией «ЛИТЕР», а так же интерактивные доски SMART Board получили Свидетельства о признании соответствия педагогическим требованиям Министерства образования и науки Казахстана.

Интерактивная доска прямой проекции выглядит как обычная маркерная доска. Проектор помещается перед ней на подставке либо подвешивается под потолок. Доска позволяет контролировать все приложения одним прикосновением, писать и рисовать на ней электронными маркерами и сохранять все записи в одном файле или в приложениях Microsoft Office.

Интерактивная доска Smart 600 c сентября 2005 г. компания SMART Technologies начала выпуск интерактивных досок прямой проекции нового поколения. Модели SMART Board 600 пришли на смену моделям 500-ой серии.

У новой линейки интерактивных досок SMART Board появились новые возможности, улучшились технические характеристики, а так же обновилось программное обеспечение (в т.ч. количество элементов библиотеки увеличилось до 10 000 шт., появилось казахстанское меню).

Компания SMART разрешает бесплатно использовать программное обеспечение Notebook дома: количество загрузок программного обеспечения не ограничена. Несколько человек могут совместно работать с файлами.

Принцип действия интерактивной доски. Интерактивную доску, как и мышь, можно назвать устройством ввода данных в компьютер. Когда вы прикасаетесь к рабочей поверхности интерактивной доски, она определяет координаты прикосновения по горизонтали и вертикали (x, y). Получив эти координаты, драйвер мыши компьютера перемещает указатель мыши в соответствующую точку на экране компьютера.

Пока все перья и ластик лежат в лотке на своих местах, программное обеспечение доски SMART Board интерпретирует прикосновения к доске как щелчки мышью и перемещения её указателя. Когда вы берёте из лотка перо или ластик, датчики обнаруживают это, в результате чего программному обеспечению становится известно, какой инструмент вы выбрали. Затем программное обеспечение SMART Board взаимодействует с драйвером мыши компьютера, драйвер превращает указатель мыши в цветное перо или в ластик позволяет рисовать на экране компьютера цветные линии и удалять их.

Проекционный режим. Чтобы использовать интерактивную доску в проекционном режиме (который также называется режимом мыши), требуются два компонента: компьютер и цифровой проектор. Эти компоненты взаимодействуют следующим образом:

- на компьютере запускается приложение, затем изображение из этого приложения передаётся в проектор;

- проектор проецирует это изображение на интерактивную доску;

- интерактивная доска служит одновременно экраном и устройством ввода (мышью и клавиатурой), позволяя управлять приложением простым прикосновением к её рабочей поверхности.

Если программное обеспечение доски SMART работает в проекционном режиме, то прикосновение пальцем к рабочей поверхности доски интерпретируется как щелчок мыши.

Можно также взять из лотка любое перо и писать на доске. Эти записи будут видны также в работающем на компьютере приложении.

Непроекционный режим. Если интерактивная доска работает в непроекционном режиме (который также называется режимом интерактивной доски), то управлять компьютером, прикасаясь к доске, невозможно. Но остаётся возможность использовать приложение Notebook с целью получать и сохранять записи с доски в файл. Эти записи можно также печатать на принтере.

Главная методическая роль интерактивной доски состоит в том, чтобы сконцентрировать внимание аудитории на центральном объекте объяснения, т.е. непосредственно доске. Дело в том, что при объяснении материала, имея проектор, экран и компьютер, тяжело воспринимается и синхронизируется устный и графический материал, когда представляющий материала находится не в непосредственной близости от экрана, т.е. он говорит и что-то делает в одном месте, а картинки появляются в другом! Интерактивная же доска позволяет перейти к традиционной форме представления, но при этом добавляются новые возможности, которые предоставляет компьютер. Минимизируются затраты по времени (не надо бегать от экрана к компьютеру).

Интерактивность средств информатизации образования означает, что пользователям предоставляется возможность активного взаимодействия с этими средствами. Интерактивность означает наличие условий для диалога, одним из участников которого является средство информатизации.

Предоставление интерактивности является одним из наиболее значимых преимуществ мультимедиа-средств.

Технологии мультимедиа позволяют осмысленно и гармонично интегрировать многие виды информации. Это позволяет с помощью компьютера представлять информацию в различных формах, таких как:- изображения, включая отсканированные фотографии, чертежи, карты и слайды;

- звукозаписи голоса, звуковые эффекты и музыка;

- видео, сложные видеоэффекты;

- анимации и анимационное имитирование.

Как правило, большинство так или иначе знакомых с компьютерной техникой, к числу аппаратных мультимедиа-средств безошибочно относит акустические системы (колонки), звуковую карту (плату) компьютера, микрофон, специальную компьютерную видеокамеру и, возможно, джойстик. Все эти приборы, действительно, являются распространенными компонентами мультимедиа аппаратуры, достаточно просты в использовании, имеют достаточно понятное предназначение и не требуют какого-либо детального описания в настоящем Интернет-издании. Гораздо больший интерес могут представлять специализированные мультимедиа-средства, основное предназначение которых - повышение эффективности обучения. К числу таких современных средств, в первую очередь, необходимо отнести интерактивные мультимедиа доски.

Интерактивная доска позволяет проецировать изображение с экрана монитора на проекционную доску, а также управлять компьютером с помощью специальных фломастеров, находясь постоянно около доски, как это было бы с помощью клавиатуры или манипулятора "мышь".

Используемое программное обеспечение для интерактивной доски (SMART Board Software) включает следующие инструменты:

- записную книжку (SMART Notebook);

- средство видеозаписи (SMART Recorder);

- видеоплеер (SMART Video Player);

- дополнительные (маркерные) инструменты (Floating Tools);

- виртуальную клавиатуру (SMART Keyboard).

Все эти инструменты могут быть использованы как отдельно, так и в совокупности в зависимости от решаемых учебных задач.

Записная книжка представляет из себя графический редактор, позволяющий создавать документы собственного формата и включать в себя текст, графические объекты, как созданные в других Windows программах, так и с помощью соответствующих инструментов.

Средство видеозаписи позволяет записать в видеофайл (формат AVI) все манипуляции, производимые в данный момент на доске, а затем воспроизвести его с помощью видеоплеера (SMART Player) или любого другого подобного программного средства. Например, используя записную книжку, можно нарисовать график какой-либо функции или сделать чертеж, а затем продемонстрировать повторно процесс создания рисунка, запустив видеофайл.

Дополнительные (маркерные) инструменты используются для создания разного рода пометок на всей площади экрана монитора независимо от используемого текущего приложения. Все пометки, делаемые преподавателем, например, в презентации Power Point, могут быть сохранены.

Интерактивная доска - это сенсорный дисплей, работающий, как часть системы, в которую также входит компьютер и проектор:

1. Компьютер посылает изображение проектору

2. Проектор передает изображение на интерактивную доску

Интерактивная доска работает одновременно как монитор и устройство ввода данных: управлять компьютером можно, прикасаясь к поверхности доски. На интерактивной доске можно работать так же, как с дисплеем компьютера: это устройство ввода данных, которое позволяет контролировать приложения на компьютере.

Телеконференции - это обмен мнениями с помощью электронных писем по поводу тех или иных тем, проводимый с привлечением одного или нескольких средств телекоммуникации (телефона, телевидения, видеотелефона, компьютерной телекоммуникации и т. п.).

Каждый пользователь может подписаться на интересующие его телеконференции (всего их несколько десятков тысяч). При этом он будет получать все письма, посылаемые в соответствующие телеконференции, и имеет возможность высказать свое мнение или ответить на чей-то вопрос.

Существует два вида электронных конференций, проводимых в Интернете:

- «реальные» конференции, когда пользователи общаются друг с другом непосредственно;

- отсроченные во времени дискуссии, которые чаще всего и называются электронными конференциями, или телеконференциями.

2.2 Использование телеконференций в работе библиотек

Телеконференция (ТКФ) являются одной из наиболее используемых и эффективных телекоммуникационных технологий. Они позволяют участникам самостоятельно формировать свой взгляд на происходящие события, осознавать многие явления и исследовать их с различных точек зрения, решать поставленные проблемы совместными усилиями, задавать друг другу самые разные вопросы, делиться своими идеями.

Основным элементом любой конференции является процесс обсуждения определенного вопроса (и выработка определенного суждения на этот счет). отличительной чертой телеконференции является использование телекоммуникационных технологий для организации связи удаленных друг от друга участников обсуждения.

Отсутствие жестких временных и пространственных рамок позволяет выступить всем желающим без ограничения в любой момент времени проведения ТКФ; у участников появляется возможность подготовить более взвешенное, продуманное сообщение по конкретному вопросу, аргументировано обосновать свое мнение и оформить его в наиболее лаконичном виде. В результате чего происходит развитие рефлексивной культуры человека, его критического мышления. Участники начинают критически-конструктивно оценивать свои успехи и затруднения. Происходит развитие самосознания и творчества.

Выделим основные дидактические функции телеконференции. Любой участник учебной телеконференции может:

- послать свое сообщение, высказав в нем свое мнение по поводу обсуждаемого предмета. После размещения его на сайте, где транслируется конференция (или в специальной области сообщений), оно сразу же попадает в поле зрения всех участников и возможно вызовет их ответные сообщения;

- задать свои вопросы участникам телеконференции.

- ответить на вопросы других участников и модератора, высказывая свое мнение или делясь информацией с другими.

- читать сообщения других. Каждый участник телеконференции может читать все подряд пришедшие и размещенные к данному моменту сообщения, или выборочно по одному из тематических направлений;

- участвовать в дискуссии. При этом важно, не упуская предмет спора из виду, лаконично, понятно и достаточно аргументировано выразить свою мысль. Сообщение должно быть корректным и предполагать возможность дальнейшего обсуждения;

- развивать свои познавательные возможности, приобретать новые знания.

- отсылать свои сообщения в адрес телеконференции в любое время. Это позволяет предварительно хорошо продумать содержание своего сообщения и написать его в спокойной обстановке;

- одновременно участвовать в обсуждении сразу нескольких тематических направлений, наиболее заинтересовавших;

- заявить о себе, о своих идеях, и не только узкому кругу лиц. Телеконференции, размещенные на сайтах сети Интернет или в специальных областях сообщений других телекоммуникационных сетей, может посещать большое количество заинтересованных пользователей, не являющихся непосредственными участниками.

Интересным, обладающим большими методическими возможностями является взаимодействие участников в виртуальной среде, где каждая подгруппа скрыта под своим виртуальным именем (login). В процессе проведения телеконференции на базе телекоммуникационной сети в ней создается специфическая учебно-познавательная среда, основными характеристиками которой являются:

а) интерактивность, определяемая как активное взаимодействие всех участников обучения друг с другом и с сетевыми информационными ресурсами, поддерживаемое как на техническом, так и на методическом уровне;

б) информативность - насыщенность среды информацией, организованность и удобство пользования данной информационной средой посредством специальных технологических приемов;

в) открытость - данная учебно-познавательная среда является открытой с точки зрения доступа к информационным сообщениям и общения с другими участниками конференции;

г) оперативность, обеспеченная высокой скоростью обмена информацией, поддерживать обратную связь со слушателями, регулярно обновлять информацию о ходе конференции, быстро корректировать ее при необходимости и осуществлять к ней доступ пользователей в любое удобное для них время;

Во время работы в учебной телеконференции студенты приобретают знания, умения и навыки, которые пригодятся им потом в их профессиональной деятельности.

Работа в телеконференции позволяет участникам повысить свой уровень познавательной активности. Участники читают пришедшие сообщения, пишут и отсылают свои сообщения, используя средства новых информационных и телекоммуникационных технологий. (Репродуктивно-подражательная активность.) Участники исследуют поставленную модератором конференции задачу, составляют свое суждение по данному вопросу и предлагают варианты решения. На этом уровне степень самостоятельности выше, чем на первом, так как приходиться самостоятельно отыскивать пути решения задачи. (Поисково-исполнительная активность.) На этом уровне активности участники могут сами ставить задачу, отыскивать пути и средства ее решения. При этом пути решения задачи избираются новые, нешаблонные, оригинальные. Это выражается, например, в организации участниками новых тем обсуждения, постановке ими новых вопросов, предложении оригинальных способов их исследования, обсуждения и решения. (Творческая активность.)

Для достижения наибольшей эффективности необходимо соблюдение ряда требований к ее использованию:

1. Наличие значимой в исследовательском, творческом плане и определенной задачи (проблемы), которая может обладать следующими свойствами:

- не имеет определенного решения, и поэтому, требует коллективного обсуждения для его выработки;

- требует анализа и сравнения существующих на данном этапе точек зрения, концепций и выработки определенного суждения на этот счет;

- требует совместного решения или создания какого-либо продукта деятельности

2. Обязательное получение в завершение конференции практически, теоретически, познавательно значимого результата.

3. Самостоятельная (индивидуальная, парная, групповая) деятельность участников.

4. Структурирование содержательной части телеконференции (с указанием поэтапных результатов).

5. Использование участниками методов сравнения, анализа, исследования, моделирования, навыков коммуникативного общения и творческого мышления.

Интерактивная доска дает возможность использовать более широкий диапазон визуальных средств при изучении материала, поэтому преподносимый материал становится более понятным.

Глава 2. Методические особенности разработки и использования средств ИКТ для формирования геометрической компетентности

2.1 Этапы разработки средств ИКТ для обучения геометрии (методические подходы к разработке средств ИКТ для формирования геометрической грамотности в условиях информатизации образования)

В этом разделе рассмотрим Основные процедуры разработки учебного материала, перечислим пять основных этапов создания учебных материалов, изобразим диаграмму их взаимосвязи; опишем результаты каждого из этапов разработки; аргументируем важность системного следования процедурам каждого из пяти этапов в процессе разработки электронных учебных материалов.

Разработка учебных материалов - процесс творческий. Сделать его прогнозируемым и управляемым помогает система процедур (правил, рекомендаций) по созданию учебных материалов. Эти процедуры - результат многолетних исследований в области педагогической технологии (общей и частной методики), теории разработки учебных материалов или "педагогического дизайна". Этим же термином - "педагогический дизайн" - часто называют как саму систему процедур разработки учебных материалов, так и выполняемую по этим процедурам работу. Процедуры педагогического дизайна учитывают выводы многочисленных теорий обучения, положения современного менеджмента, а главное - многолетний опыт создания различных учебных материалов (в том числе для обучения с использованием ИКТ).

Создание мультимедийных учебных материалов часто сравнивают с созданием кинофильма. Это коллективный труд. Программисты отвечают за подготовку компьютерных моделей, компоновку, сборку и техническое тестирование материалов; художники - за подготовку иллюстраций, графический дизайн; звукооператоры - за подготовку звуковых файлов; операторы - за подготовку видеофайлов; специалисты-консультанты - за качество содержания, оценку корректности материалов; редакторы - за подготовку качественного текстового, аудио- и видеоматериала. Команду разработчиков объединяет общий замысел разработки, ее практическая полезность, ориентация на конечный результат, на потребителя учебных материалов. При создании кинофильма эту позицию воплощает в себе режиссер. При создании электронного учебника эту функцию берет на себя дизайнер учебного материала, ведущий разработчик или методист.

В начале каждого урока рекомендуется напоминать логическую структуру материала. Содержание организационного момента урока обычно отвечает на такие вопросы:

• Что изучалось до этого?

• Что будет изучаться в данном уроке?

• Как изученный материал связан с новым материалом и каково место того и другого в целом курсе?

При решении геометрических задач формируются и развиваются общеобразовательные и профильные умения и навыки:

• соотносить плоские геометрические фигуры и трехмерные объекты с их описаниями, чертежами, изображениями;

• анализировать взаимное расположение геометрических фигур;

• изображать фигуры, выполняя чертеж по условию задачи;

• распознавать корректно и некорректно сформулированные условия задач и уметь правильно сориентироваться в конкретной ситуации;

• применять координатно-векторный метод для вычисления отношений, расстояний и величин углов;

• строить сечение многогранников и изображать сечение тел вращения;

• моделировать несложные практические ситуации на основе изучения свойств геометрических фигур и отношений между ними;

• исследовать решения задач с параметрическими данными.

В процессе решения стереометрических задач используется образное «правополушарное» мышление, которое является основой развития пространственных представлений. Чтобы добиться хороших геометрических знаний,

Компьютерная модель. Реализуем геометрическое построение в соответствие с разработанным алгоритмом с использованием системы КОМПАС-3D.

Построение биссектрисы неразвернутого угла.

1

Построить неразвернутый угол и окружность с центром в точке А (вершине угла). На панели Геометрические построения щелкнуть по кнопке Ввод отрезка и построить два отрезка, выходящих из точки А. Щелкнуть по кнопке Ввод окружности и в автоматическом режиме построить окружность произвольного радиуса с центром в точке А.

2

Ввести обозначения точек пересечения окружности. Активизировать панель Размеры и технологические обозначения, щелкнуть по кнопке Ввод текста и ввести обозначения вершины угла А и точек пересечения окружности со сторонами угла В и С.

3

Построить две окружности одинакового радиуса с центрами в точках В и С. Задать радиусы окружностей в ручном режиме. Точку пересечения окружностей обозначить E.

4

Через вершину угла А и точку пересечения окружностей Е провести прямую. Щелкнуть по кнопке Ввод отрезка и в автоматическом режиме последовательно указать точки А и Е.

7

Алгоритм построения биссектрисы неразвернутого угла выполнен.

8

Сохранить чертеж.

2.2 Организация деятельности учащихся по формированию геометрической грамотности

Каждый педагог, использующий мультимедиа, неминуемо столкнется с проблемой модификации методов преподавания, направленной на органичное включение компьютера в структуру урока. В простейшем варианте класс должен быть подготовлен к наиболее эффективному усвоению демонстрируемого материала. Так же, как и в любой педагогической стратегии, компьютерное обучение требует специальной подготовки к занятиям, организации процессов взаимодействия и логического завершения предпринимаемой работы. Поскольку не существует какого-то одного способа построения такой модели обучения, важно, чтобы учитель заранее планировал типы учебных ситуаций, в которых будет использоваться компьютер.

В первую очередь в состав геометрической компетентности включаем такие геометрические умения, как владение приемами работы, связанными с наглядным геометрическим материалом (чертежами, схемами, рисунками, графиками, моделями).

Поэтому выполнение следующих заданий с использованием графических средств компьютера будет способствовать формированию умения учащихся строить чертежи.

Для решения задач по геометрии большая часть успеха зависит от правильного чертежа. Рассмотрим, задание - выполнить построение по образцу (например, рис.1), используя графические средства Microsoft Word. Для работы с графическими объектами необходимо использовать инструменты панели Рисование

Для изображения основной фигуры чертежа можно воспользоваться библиотекой геометрических фигур меню Автофигуры.

Затем проводим линию одной из сторон, не отпуская левой кнопки мыши. Захватив один из концов отрезка, можем изменить его направление. Для того, чтобы сделать линию пунктирной, необходимо выделить её и выбрать инструмент . В раскрывшемся меню выбрать необходимую штриховку и линия станет пунктирной.

Для выполнения надписей необходимо взять на панели рисование (рис.2) инструмент

Появившийся в прямоугольнике курсор позволяет ввести текст надписи, причем выделив его можно изменить и размер, и шрифт, и цвет надписи. После ввода текста надписи необходимо ее отредактировать. В контекстном меню (вызывается нажатием правой кнопки мыши на рамочке надписи), выбираем команду Формат надписи… Появляется следующее диалоговое окно, где мы убираем заливку и линию вокруг надписи.

Желательно после построения объединить все объекты и детали чертежа в одно целое. Для этого используется инструмент . Щелкнув левой кнопкой мыши, выбираем его. Указатель мыши меняет принимает форму стрелки. Теперь необходимо, нажав левую кнопку мыши тянуть пунктирный прямоугольник, чтобы в него вошли все объекты чертежа, которые окажутся выделенными, как только отпустить кнопку.

Затем в меню необходимо выбрать команду Группировать Теперь все элементы чертежа будут перемещаться, изменять размеры как одно целое, то есть группа.

При перемещении выделенного объекта необходимо удерживать нажатой правую кнопку мыши, при этом указатель принимает форму стрелок четырех направлений.

Для изменения размера выделенного объекта необходимо захватить указателем мыши при нажатой правой кнопке маркер выделения. Указатель принимает форму двойной стрелки. Остается переместить указатель в нужное положение

Изменить цвет объекта позволяет команда Формат автофигуры (объекта).

Решение многих планиметрических задач требует дополнительных построений. Во многом успех в выполнении построения зависит от того, насколько развит у школьников визуально-оперативный опыт.

Дополнительная информация в обозначениях на рисунке материализуют закодированное в тексте или в символах условие задачи. Благодаря такой материализации отпадает необходимость постоянно удерживать условие в памяти - к нему можно вернуться в любое время. Чем больше материализовано фактов на рисунке, тем быстрее и легче может быть проведен анализ задачи и ее решение.

Для закрепления навыков выполнения чертежей предлагаем рассмотреть построения следующих чертежей:

Для построения стрелок выбираем инструмент , направление, вид и толщина которой может быть изменена с помощью кнопок Меню «Стрелки» и Тип линии .

П

ри изучении векторов очень часто необходимо изобразить коллинеарные векторы, то есть два ненулевых вектора, лежащие на одной прямой или на параллельных прямых.

Достаточно легко с помощью программных средств выполняется построение двух коллинеарных векторов.

При этом копия любого объекта (линия, фигура, стрелка и др.) вставляется рядом с оригиналом, и его направление как правило сохраняется. Если повторить команду «Вставить», можно поместить множество одинаковых объектов и добавляться они будут через определенное расстояние. По необходимости, клавишами со стрелками или захватом мыши, можно их переместить, поменять толщину, направление и т.п. (рис.) Например, необходимо построить векторы противоположно направленные:

В дальнейшем навыки построения чертежей очень помогают при изучении элементов стереометрии. К примеру, можно выполнить следующие чертежи:

Н

екоторые объемные фигуры можно найти среди автофигур, а например, призму можно изобразить используя инструмент

Для этого необходимо выбрать фигуру для основания призмы, например, шестиугольник. Затем выбираем стиль объема, например, стиль 3.

Получили призму, вид которой можно изменить, выбрав команду Настройка объема.

С помощью панели кнопок «Настройка объема», можно отрегулировать и цвет объема, и глубину, и освещение, и разворот получившейся объемной фигуры.

Следующее задание, построить проект офисного здания, способствует формированию немаловажного геометрического умения, входящего в состав геометрической компетентности - анализ взаимного расположения геометрических фигур.

При необходимости можно изменить цвет и размер готовых автофигур.

Для построения необходимо использовать копирование фигурок, а также команду Порядок кнопки для размещения фигур в определенном порядке.

В завершении проект можно сохранить в виде отдельного файла или вывести на бумагу, что позволяют средства ИКТ.

Образец выполнения проекта офисного здания, выполненного с применением графических возможностей программ.

Выполняя многие задания на персональном компьютере, используя его графические возможности средства, учащиеся способны расширить и углубить свои знания по геометрии. Кроме построения к задачам по геометрии, немаловажную роль играют преобразования фигур на плоскости, изучению которых посвящен целый раздел школьного курса геометрии. Компьютерные средства позволяют выполнять любой вид движения фигур без затруднений.

Следующие задания с использованием ИКТ формируют следующий компонент геометрической компетентности - преобразование фигур на плоскости.

Знакомство учащихся с понятием движения можно провести при выполнении следующего задания: выполнив преобразование елочки с помощью копирования и перемещения, рассадите множество елочек в парке.

Задание 2: Выполнить поворот треугольника АВС вокруг т М на угол 40⁰

Задание 3. Начертить окружность с центром в т О и радиусом 2 см. Выполнить поворот на угол -50⁰ вокруг точки А, не принадлежащей окружности.

Задание 4. Выполнить поворот четырехугольника MNPQ на заданный угол вокруг т М.

Задание 5. Повернуть отрезок ВС на угол 180⁰ вокруг т А, не принадлежащей прямой ВС.

В «Живой геометрии»на готовом чертеже учащиеся выполняют поворот шестиугольника на 60⁰, на 120⁰ вокруг точки О.

Затем можно предложить практическую работу по определению видов четырехугольников, имеющих осевую симметрию.

Задание 6. На чертеже изображен параллелограмм.

Заключение

Обобщая основные результаты теоретической и эмпирической частей исследования, можно сделать следующие выводы:

Актуальность проблемы использования образовательных средств ИКТ для формирования геометрической грамотности обусловлена компетентностным подходом к преподаванию геометрии, информатизацией и оптимизацией способов организации образовательного процесса, а также переходом современного общества к качеству математического образования.

На основе проведенного аналитического обзора научно-педагогических исследований по проблемам формирования геометрической грамотности нами было:

• сформулировано понятие «геометрическая грамотность» как уровень образованности, который характеризует овладением элементарными геометрическими умениями (способность выделять характерные свойства геометрических фигур; выполнять изображение фигуры по указанным свойствам и т.д.);

• выделены и обоснованы возможности ИКТ, которые в значительной степени способствуют формированию геометрической грамотности учащихся, а также служат для реализации информатизации образования.

В результате проведенного исследования были получены следующие основные результаты:

1. Обоснованы способы организации методической системы обучения геометрии на основе использования ИКТ.

2. Даны методические рекомендации к выполнению системы заданий по геометрии с применением ИКТ.

3. Исследована взаимосвязь применения средств ИКТ в процессе преподавания геометрии и уровнем сформированности геометрической грамотности учащихся.

4. Исходя из цели, задач и объекта исследования, была сконструирована модель формирования геометрической грамотности учащихся на основе использования ИКТ: задания по темам модулей, дидактические цели использования ИКТ (обобщение ранее изученного материала, эффективное предъявление большого по объему теоретического материала, повышение учебной мотивации, эффективное создание реального объекта творческого продукта, моделирование учебной или профессиональной деятельности учащихся), виды ИКТ (презентации, пакеты прикладных программ, электронные учебники, мультимедийные обучающие программы, коммуникационные сети и др.), обоснование выбора средств ИКТ (визуализация знаний, проведение виртуальных лабораторных работ, закрепление изложенного материала, система контроля и проверки и др.), уровни (наглядный, прикладной, углубленный) и компоненты геометрической грамотности (умение выполнять построения, логическое мышление, навыки черчения и измерения, определение свойств геометрических фигур, преобразование фигур).

Настоящее исследование не могло, естественно, охватить все стороны поставленной проблемы. Дальнейшего изучения требуют такие вопросы как: исследование возможностей внедрения ИКТ в учебный процесс для других дисциплин.

Список использованной литературы

1. Говорухин, В. Компьютер в математическом исследовании: Maple, MATLAB, LaTeX / В. Говорухин, В. Цибулин. - СПб.:Питер, 2001.

2. Дьяконов В. Компьютерная математика. Теория и практика / В. Дьяконов. - Нолидж, 2000.

3. Матросов, А. Решение задач высшей математики и механики / А. Матросов. - БХВ-Петербург, 2001.

4. Плис, А. И. MATHCAD 2000. Математический практикум для экономистов и инженеров / А. И. Плис, Н. А. Сливина. - М.: Финансы и статистика, 2000. - 656 с.

5. Половко, А. М. Mathcad для студента / А. М. Половко, И. В. Ганичев. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 336 с.

6. Сдвижков, О. А. Математика на компьютере: Maple 8 / О. А. Сдвижков. - М.: СОЛОН-Пресс, 2003. - 176 с.

7. Кормилицына Т.В. Информационные технологии в математике / Т.В.Кормилицына. - Саранск: МГПИ им.Евсевьева, 2009. - 170 с.

8. Дьяконов, В.П. Системы символьной математики Mathematica 2 и Mathematica 3. / Справочное издание. М.: СК ПРЕСС.- 1998.- 328 c.

9. Справочное руководство по системе Scilab Режим доступа

books.altlinux.ru/altlibrary/scilab