Активизация познавательной деятельности через использование ИКТ на уроках математики

Применение новых информационных и телекоммуникационных технологий в школьном образовании обсуждается на страницах всех методических журналов и газет. При этом каждому учителю, безусловно, очевидна целесообразность применения компьютеров для обучения в среднем и старшем звеньях школы. Богатейшие возможности представления информации на компьютере позволяют изменять и неограниченно обогащать содержание образования; выполнение любого задания, упражнения с помощью компьютера создает возможность для повышения интенсивности урока; использование вариативного материала и различных режимов работы способствует индивидуализации обучения. Т.о. информационные технологии, в совокупности с правильно подобранными технологиями обучения, создают необходимый уровень качества, вариативности, дифференциации и индивидуализации обучения.

Применение ИКТ на уроках математики дает возможность учителю сократить время на изучение материала за счет наглядности и быстроты выполнения работы (отсутствие письменных заданий), проверить знания учащихся в интерактивном режиме, что повышает эффективность обучения, помогает реализовать весь потенциал личности - познавательный, морально-нравственный, творческий, коммуникативный и эстетический, способствует развитию интеллекта, информационной культуры учащихся.

Под термином «информационные технологии» понимаются процессы накопления, обработки, представления и использования информации с помощью электронных средств. Информационные технологии характеризуются средой, в которой осуществляются, и компонентами, которые они содержат: техническая среда (вид используемой техники для решения основных задач); программная среда (набор программных средств); предметная среда (содержание конкретной предметной области науки, техники, знания); методическая среда (инструкции, порядок пользования, оценка эффективности и др.). Работая в такой среде, ученик получает как стандартные навыки работы с компьютером (основные манипуляции мышью, работа с клавиатурой, использование интерактивных областей, изучение основных элементов интерфейса), так и содержательные знания из математики и смежных дисциплин.

Главное методическое достоинство такой среды состоит в том, что на смену пассивному усвоению знаний приходит их активный поиск. Психологи утверждают, что мы усваиваем в потоке информации

• 30% того, что увидели;

• 50% того, что услышали;

• 70% того, что обсудили с другими;

• 80%того, что испытали на собственном опыте;

• 90%того, чему научили кого-нибудь.

Что же нужно, чтобы урок прошел с использованием ИКТ?

Во-первых, оборудование, как минимум один компьютер, в идеале - автоматизированное рабочее место преподавателя, несколько рабочих мест ученика, видеопроектор, интерактивная доска.

Во-вторых, учитель, который владеет навыками работы на компьютере, знаком с правилами работы с мультимедийным проектором, интерактивной доской.

В-третьих, компакт-диски с цифровыми образовательными продуктами.

Как показывает опыт, уроки с применением компьютерных систем не заменяют учителя, а наоборот, делают общение ученика с учителем более содержательным, индивидуальным и деятельным. Использование ЭВМ на уроках математики экономит время, повышает мотивацию учащихся и эффективность учебно-познавательного процесса.

Учитель - основное действующее лицо на уроке. Поэтому компьютер и мультимедийные средства надо рассматривать как инструмент обучения. Помощь от этого инструмента существенна.

Опираясь на исследования ученых, можно выделить три основных формы использования компьютерных программ:

• уроки с компьютерной поддержкой;

• самостоятельная работа учащихся с программой;

• дистанционное обучение (взаимодействие учителя и ученика через компьютерные сети).

На уроках с использованием ИКТ, также как и на других уроках, учителю приходится решать следующие задачи: дидактическая (подготовка учебного материала урока, подбор компьютерной программы); методическая (определить методы использования ИКТ в преподавании темы, анализ результатов урока, постановка следующей учебной цели); организационная (организовать работу, избегая перегрузки учащихся и нерациональной траты времени); учебная (выработать и закрепить у учащихся знания по рассматриваемой теме, умения и навыки работы с предложенной программой).

Методика подготовки уроков с использованием компьютерных программ включает в себя следующие этапы: постановка задачи учителем (анализ данных по конкретному классу, определение методов и форм работы с классом в целом и отдельными учениками); самостоятельная работа учителя по разработке компьютерной программы или использованию готового цифрового образовательного ресурса; использование подготовленной программы на различных этапах урока; проведение тестового контроля (тематического, промежуточного, по итогам урока) с помощью тестовой оболочки; внедрение программы для самостоятельной работы учащихся во внеурочное время; анализ урока с целью корректировки содержания следующего урока в этом классе, например, определить, что было не усвоено, и вернуться к этому позднее.

При условии систематического использования электронных обучающих программ в учебном процессе в сочетании с традиционными методами обучения и педагогическими инновациями значительно повышается эффективность обучения детей с разноуровневой подготовкой.

Для подготовки и проведения уроков алгебры, геометрии, математики возможны следующие методы по использованию цифрового образовательного ресурса на уроке.

Изучение нового материала

А. Фронтальная работа с классом

Учитель объясняет материал, используя интерактивную доску или мультимедийную презентацию для демонстрации графиков, иллюстраций, алгоритмов. Такие презентации незаменимы на уроках геометрии особенно при решении стереометрических задачах, можно любую геометрическую фигуру с помощью интерактивной доски повернуть, выполнить дополнительные построения, задать ее в объеме, сделать чертеж на плоскости, показать решение задачи на построение. В алгебре при объяснении темы «Графики функции» можно наглядно показать движение графиков по оси абсцисс и оси ординат. В младших классах с помощью анимации можно наглядно смоделировать ситуацию, описанную в задаче и т.д.

Б. Самостоятельная работа учащихся с электронным изданием. Ученик получает от учителя:

1) план изучения нового материала;

2) промежуточные контрольные вопросы;

3) шаблон изучения темы для заполнения.

Ученик самостоятельно работает с электронным изданием

Отработка учебных навыков по теме

А. Фронтальный опрос. Учитель использует проектор с презентацией учебных материалов без звукового сопровождения, ученики их озвучивают.

Б. Самостоятельная работа учащихся с математическими тренажерами и обучающими программами по алгебре, геометрии, математике. Обучающие программы обеспечивают восприятие материала каждым учеником, так как каждый в своем темпе (что немаловажно), самостоятельно продвигается по учебному материалу. Не усвоив текущего материала, не перейдешь к следующему - компьютер не позволит. Учитель имеет возможность скорректировать работу ученика, помочь более слабым учащимся. Действия ученика при этом следующие:

1) самостоятельно или в паре решает задачу на компьютере;

2) повторяет решение, отключив подсказки;

3) решает аналогичную задачу в тетради и проверяет решение, вызвав «шпаргалку» на компьютере;

4) решает аналогичную задачу, предложенную учителем на оценку, или составляет сам аналогичную задачу и решет ее на оценку.

В. Занятия практикумы

1) ученики получают задания или вопросы по изучаемой теме, сформированные в виде 3-х блоков (по 4-5 вопроса в каждом) с разным уровнем сложности (на оценку «3», «4», «5»);

2) ученики выбирают уровень сложности и 30 минут готовятся по данным задачам, могут использовать электронные средства как помощь, при этом можно объединить в пары, группы для совместного решения;

3) в оставшееся время учитель выборочно дает каждому ученику 1-2 задания на выбранную оценку;

4) ученик предоставляет решение и получает оценку.

Самостоятельная работа учащихся

А. Работа с цифровыми образовательными ресурсами по устранению пробелов в знаниях(после пропуска уроков по болезни). В данном случае от учителя требуется составление плана работы ученика с электронным ресурсом и обычным учебником.

Б. Самостоятельная домашняя работа учащихся по подготовке к контролирующим мероприятиямс использованием цифровых образовательных ресурсов.

В. Подготовка учащимися проектов.

Контроль знаний

Контроль знаний с использованием компьютерных тестов(компьютер выдает % выполнения задания, ошибки, оценки). Учитель может воспользоваться бесплатными программами из сети Интернет. Например, программа тренажер «Действия с обыкновенными дробями» (автор С.А. Ермолин), позволяет за короткое время объективно проверить знания учащихся по данной теме. Программа проста в эксплуатации, после каждого пройденного задания по этой программе учащиеся получают оценки. Программа «Конструктор тестов», которая позволяет учителю самому составить разноуровневые тесты по любой теме с использованием рисунков, графиков, схем. При проведении уроков могут использоваться обучающие программы, а также программное обеспечение для интерактивной доски SMARTBORD. Используются CD-диски: 1С:Репетитор «Математика», Алгебра 7-8, Алгебра 9, «Алгебра 10-11», «Стереометрия», «Виртуальные уроки Кирилла и Мефодия» и др., тестами на образовательном сайте ege.edu.ru, fipi.ru., материалами открытого сегмента Федеральной базы тестовых заданий. Сейчас в практику вошло репетиционное тестирование, предоставленное экзаменационным агентством «Единый экзамен» probaege.edu.ru, где представлены задания КИМов всех уровней. Агентство «Кенгуру» kenguru.sp.ru тоже предоставляет такую возможность. На уроке и вне его, при подготовке к ЕГЭ можно использовать интернет-ресурсы gotovkege.ru, egehelp.ru. На сайте fcior.ru во вкладке «Каталог» есть возможность пройти тестирование по различным образовательным модулям, на разных уровнях изучения.

Исходя из вышесказанного можно сформулировать ожидаемые результаты обучения при использовании компьютера на уроках математики: развитие межпредметных связей математики и информатики; формирование компьютерной грамотности; развитие самостоятельной работы учащихся на уроке; формирование информационной культуры, творческого стиля деятельности учащихся; подготовка учащихся к использованию информационных технологий и других информационных структур в образовании. реализация индивидуального, личностно-ориентированного подхода.

Эффективность урока во многом зависит от безопасности и оптимальности режимов применения технических средств обучения. Поэтому нужно помнить о длительности работы с техническими средствами.

Соединение информационных технологий и инновационных педагогических методик способно повысить эффективность и качество образовательных программ, усилить адаптивность системы образования к уровням и особенностям развития обучающихся, что является одним из основных принципов государственной политики в области образования.

Основные средства ИКТ используемые на уроках математики:

Интерактивная доска

Интерактивная доска позволяет выполнять большое количество интерактивных упражнений. Например, изучая тему «Углы» обучающиеся могут соотнести вид угла и его градусную меру, используя интерактивный транспортир. Передвигая точку, фиксируем и градусную меру угла, и его вид. А если перенести стрелку влево, то можно откладывать углы и в другом направлении. Такие упражнения позволяют быстро проверить уровень усвоения нового материала, выявить пробелы в знаниях учащихся, делают урок более живым и интересным.

Интерактивное тестирование.На экран проецируется вопрос по изучаемой теме. Обучающиеся отвечают на него путем нажатия определенной кнопки на пульте голосования. Результат ответов детей появляется на экране по нажатию кнопки. Педагог быстро оценивает уровень усвоения материала целого класса, выделяет моменты, вызвавшие наибольшее количество затруднений, планирует с классом цели на следующий урок. Кроме того, эта программа формирует протокол ответов каждого ученика и при необходимости учитель может оценить каждого ребенка.

Мультимедийные презентации

Презентация- наиболее распространённый вид представления демонстрационных материалов. Для создания презентаций используются такие программные средства, как PowerPoint или Open Impress. Презентации -это электронные диафильмы, которые включают в себя анимацию, аудио-, видеофрагменты. Они позволяют решить дефицит наглядных пособий, оптимизировать процессы понимания и запоминания учебного материала, а главное, поднять на более высокий уровень интерес к предмету.

Эти компьютерные средства обучения особенно интересны тем, что их может создать любой учитель, имеющий доступ к ПК, причём с минимальными затратами. Кроме того, презентации активно используются для представления ученических проектов. Использование компьютерных презентаций на уроках математики для развития познавательного интереса учащихся

Сегодня, когда дети с самого раннего возраста развиваются в условиях новой информационной среды: использование телевидения, Интернета, компьютерных программ, сформировался новый тип восприятия информации, так называемая «экранная культура». Для современного учащегося традиционные источники получения информации, такие, как учебник или речь учителя утрачивают свое прежнее значение, что приводит к снижению интереса к процессу обучения.

Для меня стало очевидным, что, используя только традиционные методы обучения, решить эту проблему невозможно, следует формировать и развивать различные компетентности учащихся, в том числе познавательные, коммуникативные, социальные, развивать информационную и исследовательскую культуру моих учеников.

Поэтому передо мной возникла необходимость организации процесса обучения математике на уроках и во внеурочное время на основе современных ИКТ. Моя задача состоит в том, чтобы ИКТ органично вплетались в мою деятельность как учителя математики, чтобы они стали неотъемлемой органичной частью моих уроков.

Проведение уроков с использованием ИКТ - это мощный стимул в обучении. Посредством таких уроков активизируются психические процессы учащихся: восприятие, внимание, память, мышление; гораздо активнее и быстрее происходит возбуждение познавательного интереса. Информационные технологии представляют информацию в различных формах и тем самым делают процесс обучения более эффективным. Экономия времени, необходимого для изучения конкретного материала, в среднем составляет 30%, а приобретенные знания сохраняются в памяти значительно дольше. Таким образом, применение ИКТ в совокупности с правильно подобранными технологиями обучения, создают необходимый уровень качества обучения, вариативности, дифференциации и индивидуализации обучения.

В своей работе использую такую информационную технологию, как компьютерные презентации, разработанные в среде Power Point, которые способствуют решению развивающих и воспитательных целей, которые я ставлю на уроках математики.

Учеников привлекает новизна проведения уроков с компьютерными презентациями. Такие уроки позволяют акцентировать внимание учащихся на значимых моментах излагаемой информации, сконцентрировать визуальное внимание на особо значимых моментах учебной работы, экономии времени, возможности демонстрации большого объема информации, наглядности и эстетичности. При использовании на уроке компьютерных презентаций структура урока принципиально не изменяется. В нем по-прежнему сохраняются все основные этапы, изменятся, возможно, только их временные характеристики.

Компьютерные презентации - это удобный и эффектный способ представления информации с помощью компьютерных программ. Он сочетает в себе динамику, звук и изображение, т.е. те факторы, которые наиболее долго удерживают внимание ребенка. Одновременное воздействие на два важнейших органа восприятия (слух и зрение) позволяют достичь гораздо большего эффекта. Таким образом, облегчение процесса восприятия и запоминания информации с помощью ярких образов - это основа любой современной презентации. Более того, презентация дает возможность скомпоновать учебный материал, исходя из особенностей конкретного класса, темы, предмета, что позволяет построить урок так, чтобы добиться максимального учебного эффекта.

Кроме того, использую презентацию для систематической проверки правильности выполнения домашнего заданиявсеми учениками класса. При проверке домашнего задания обычно очень много времени уходит на воспроизведение чертежей на доске, объяснение тех фрагментов, которые вызвали затруднения.

Презентацию широко использую для устных упражнений. Работа по готовому чертежу способствует развитию конструктивных способностей, отработке навыков культуры речи, логике и последовательности рассуждений, учит составлению устных планов решения задач различной сложности.

Таким образом, при проведении урока с использованием компьютерных презентаций соблюдается основной принцип дидактики - наглядность, что обеспечивает оптимальное усвоение материала школьниками, повышает эмоциональное восприятие и развивает все виды мышления у детей.

В связи с этим можно сделать следующие выводы и выделить ряд преимуществ такого урока по сравнению с обыкновенным:

• улучшается усвоение нового материала, так как в результате преобладания наглядно-образного мышления школьники легче воспринимают подаваемую таким образом информацию (цветные картинки, движущееся изображение и др.);

• в ходе работы у детей формируется пространственное и логическое мышление;

• естественным образом достигается оптимизация темпа работы учеников;

• появляется возможность с помощью компьютерной анимации создавать на уроке игровую познавательную ситуацию, в результате чего урок приобретает характер учебной игры, и у большинства детей повышается мотивация учебной деятельности.

Все это показывает, что урок с использованием компьютерных презентаций имеет более высокую эффективность по сравнению с обычным уроком.

Хочется отметить, что эмоциональный настрой урока совсем иной, нежели при использовании традиционных наглядных пособий, результативность изучения темы значительно повышается. На уроке учащиеся показывают высокую активность. Презентации удобно использовать и во внеклассной работе при проведении различных конкурсов, игр. Это и демонстрация портретов математиков, и рассказ об их открытиях, и иллюстрация практического применения теорем в жизни.

В следующем учебном году планируется проведение недели математики с использованием презентаций и в качестве иллюстраций, и в качестве материала для конкурсов. К тому же, среди учеников планируется конкурс на создание презентаций.

Педагогические наблюдения, анализ промежуточных результатов использования компьютерных презентаций в урочной деятельности и анкетирование учащихся, показали, что целенаправленно используемые ИКТ способствуют развитию самостоятельности, творческих способностей и познавательного интереса учащихся, позволяют повысить уровень системности знаний учащихся по математике.

Использование информационных технологий в учебном процессе способствует так же росту профессионального мастерства учителя, повышению эффективности овладения самостоятельного извлечения знаний, развитию личности обучаемого и подготовке ученика к комфортной жизни в условиях информационного общества.

В качестве примера приведу разработку урока математики в 5 классе с применением авторской презентации.

Компьютерные программы

Огромную помощь в работе оказывают электронные учебники и электронные учебные курсы по математике. Ученикам рекомендуется больше самим работать с ними, чтобы с помощью тестовых заданий они сами могли осуществлять самоконтроль.Применение данного вида компьютерных средств на данный момент используется частично из-за отсутствия локальной сети. Использование электронных учебных комплексов существенным образом повлияло бы на формирование познавательного мышления учащихся, самостоятельности выбора действий и способов решения различных видов математических задач. Также это позволило бы формировать и развивать мотивацию школьников к получению новых знаний, помогло бы и при создании ситуации успешности каждого ученика на уроке.

Далее, это могут быть материалы электронных энциклопедий, которые объединяют в себе функции демонстрационных и справочных материалов. В отличие от своих бумажных аналогов гипертекстовые энциклопедии обладают дополнительными возможностями и свойствами:

• Они обычно поддерживают удобную систему поиска по ключевым словам и понятиям;

• Удобная система навигации на основе гиперссылок.

• Возможность включать в себя аудио-, видеофрагменты.

На уроках могут быть использованы материалы энциклопедий «Кирилла и Мефодия», Википедии, Математической энциклопедии. По материалам энциклопедий дети пишут доклады, исследовательские работы, для себя учитель черпает дополнительную информацию к урокам, внеурочной деятельности.

Дидактические материалы- сборники задач, диктантов, упражнений представленных в электронном виде, обычно в виде простого набора текстовых файлов. Данные сборники помогают мне при составлении КИМов по предмету и диагностике уровня усвоения знаний учащихся. Результат: широкий спектр форм и методов контроля ЗУН учащихся активизирует внимание и позволяет объективно и дифференцированно оценить знания учащихся.

Программы - тренажёры, предназначенные для решения математических задач. Они выполняют функции дидактических материалов. (Например, программа вычисления корней полного квадратного уравнения, предлагающая учащимся самостоятельно найти решение и отслеживающая ошибки в процессе поиска). Результат: помощь в усвоении учащимся с низким уровнем знаний в поэтапном овладении материалом.

Программные системы контроля знаний, к которым относятся опросники и тесты. Главное их достоинство - быстрая, удобная беспристрастная и автоматизированная обработка полученных результатов.

Обучающие игры и развивающие программы.Это интерактивные программы с игровым сценарием. Выполняя разнообразные задания в процессе игры, дети развивают тонкие двигательные навыки, пространственное воображение, память, получая дополнительные навыки компьютерной грамотности. (Например, «Путешествие в Вычисляндию»). Результат: создаёт активную познавательную мотивацию на уроке, позволяет организовать внеклассную деятельность.

Интернет ресурсы

Как средство информационных технологий, дают колоссальные возможности поиска необходимой, важной и значимой информации.

Одной из ведущих технологий, используемой на уроках математики является метод проектов. В основе метода лежит умение ориентироваться в информационном пространстве и самостоятельно конструировать свои знания. Метод всегда ориентирован на самостоятельную работу учащихся.

На сегодняшний день использование ИКТ на уроках математики представляется актуальным и необходимым. В учебном информационном пространстве владение средствами ИКТ, как учителем, так и учащимися, позволяет расширить кругозор детей, дать возможность раскрыться индивидуальным особенностям учащихся, разнообразить урок и подать материал разносторонне.

Еще раз хотелось бы подчеркнуть, что применение ИКТ на уроках математики обеспечивает:

• экономию времени при объяснении нового материала;

• представление материала в более наглядном, доступном для восприятия виде;

• воздействие на разные системы восприятия учащихся, обеспечивая тем самым лучшее усвоение материала;

• дифференцированный подход к обучению учащихся, имеющих разный уровень готовности восприятия материала;

• постоянный оперативный контроль усвоения материала учащимися.

Это, в целом, стимулирует разнообразие творческой деятельности учащихся, дает возможность увеличения объема информации, воспитывает навыки самоконтроля, повышает интерес к предмету.

Образовательный стандарт по математике предполагает, что выпускник школы умеет использовать математические подходы для решения задач, возникающих в окружающем мире ( у ученика сформирована учебная компетенция), умеет осуществлять поиск, отбор, анализ, систематизацию и классификацию информации, умеет использовать разнообразные информационные источники данных и коммуникативные технологии (у ученика сформированы исследовательская и личностно-адаптивная компетенции). Формирование названных компетенций достигается в результате освоения содержания образования, при этом необходимо использовать такие методы формирования и развития мотивации к изучению математике, как эмоциональные - учебно-познавательная игра, создание ярких наглядно-образных представлений; познавательные - выполнение творческих заданий, социальные - создание ситуации взаимопомощи и сотрудничества. Всё это становится возможным благодаря использованию вышеперечисленных средств ИКТ.

Тесты незаменимы для проведения контроля, т.к. помогают быстро определить типичные ошибки, что позволяет сразу же устранить пробелы в знаниях. Конечно, использовать для проверки уровня усвоения учебного материала только тесты, нецелесообразно. Однако тестирование, проводимое с помощью компьютера, имеет ряд преимуществ над использованием тестов на бумажных носителях.

Во-первых, полностью исчезает субъективность в оценке знаний обучающихся: ребята работают с компьютером, и именно он оценивает их знания.

Во-вторых, при автоматизированном тестировании обработка результатов производится в считанные секунды, (это делает компьютер), что позволяет ликвидировать пробелы в знаниях прямо на уроке (в случае текущего контроля). Программ для составления тестов множество. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. Но плюсом для всех таких программ является их универсальность - возможность применения для осуществления контроля знаний в любой учебной дисциплине.

Применение ИКТ на уроках дело непростое, т.к. требует определенных затрат на подготовку. Кроме того, учитель должен владеть навыками работы с различными программными продуктами, чтобы подготовить качественное компьютерное сопровождение урока. Другой проблемой является недостаточное количество программного обеспечения в школах, ориентированного на обучение. Для решения этой проблемы можно привлекать ребят. Они с интересом создают различные презентации.