ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ МАТЕМАТИКЕ

В.В. Карулина

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ МАТЕМАТИКЕ

В статье рассматриваются некоторые информационные технологии на предмет целесообразности их применения в процессе обучения математике. Опираясь на имеющийся опыт, авторы предлагают использовать ресурсы для организации самостоятельной работы учащихся и указывают в этой связи на основные трудности современного образовательного процесса.

Ключевые слова: обучение математике в общеобразовательной школе, информационные технологии, информационная культура, программно-методический комплекс, интерактивная геометрическая среда.

Эффективность процесса образования зависит от формы взаимодействия субъектов образовательного процесса. В традиционном образовании учитель сообщает информацию, ученик воспроизводит ее, причем оценка во многом определяется полнотой и точностью воспроизведения; при этом упускается из вида, что усвоение материала связано с его осмыслением. Проблема заключается в том, чтобы найти удобные организационные формы, сохранить и развить открытость процесса образования на разных уровнях системы, а не только на уровне учитель - ученик.

Информатизация общего образования - это комплексный, многоплановый, ресурсоемкий процесс, в котором участвуют и ученики, и учителя. Это и внедрение комплекса программ управления образованием, и использование информационных технологий в образовательных дисциплинах, и разработка интегрированных уроков, и проектная деятельность, и активное использование Интернет-образования.

Введение информационно-коммуникационных технологий предполагает решение таких специфических управленческих задач, как внедрение электронных образовательных ресурсов в связи с достижением нового современного качества образования.

В последние годы стали использоваться электронные ресурсы определённого класса - цифровые образовательные ресурсы. Это позволяет расширить сферу влияния информационно-коммуникационных технологий в образовательном пространстве. Педагоги теперь могут осознанно и более обоснованно планировать использование электронных образовательных ресурсов, включая цифровые, при разработке рабочих программ учебных курсов и дисциплин.

При разработке новых учебных материалов выделяют три типа цифровых образовательных ресурса, отличающихся по степени их инновационности.

Первый тип учебных материалов - наборы цифровых образовательных ресурсов. Эти учебные материалы лучше всего встраиваются в существующую систему образования. Они представляют собой важную и современную цифровую составляющую УМК к большинству учебников, входящих в Федеральный перечень. Учебные материалы расширяют содержание учебников, учат пользоваться информацией и помогают создать у учителей «привычку» к использованию ИКТ, стимулируют их к применению современных образовательных технологий, ориентированных на создание условий для достижения учениками новых образовательных результатов.

Второй тип учебных материалов - информационные источники сложной структуры - представляет собой частные решения, основанные на использовании ИКТ и нацеленные на внесение локальных изменений в образовательный процесс. К этому типу относятся специализированные электронные энциклопедии, определители, образовательные среды, основанные на комплекте цифровых географических карт, виртуальные лаборатории и многие другие.

Наконец, третий тип учебных материалов - инновационные учебно-методические комплексы - претендует на кардинальные изменения в содержании и организации учебного процесса. Они включают полный набор средств обучения, необходимых для его организации. Эти материалы направлены на обучение учителя работать по-новому и в полной мере готовят учащихся к жизни в информационном обществе [Авдеева, 2007, с. 187-194].

Все разрабатываемые учебные материалы нового поколения, и в особенности инновационные учебно-методические комплексы, создают в российской школе новую образовательную среду, в которой формируется самостоятельность и активность школьника, в которой он осваивает ИКТ-грамотность.

Совершенствование обучения математике в рамках информационного подхода осуществляется в первую очередь активным использованием новых информационных технологий обучения: это и обучение учащихся алгоритмам, и воспитание их

алгоритмической культуры в процессе обучения математике, и построение алгоритмов самого обучения математике, и использование для этих целей алгоритмических языков, и реализация их техническими средствами ЭВМ.

С развитием мультимедийных технологий компьютер становится средством обучения, способным наглядно представлять самую различную информацию. Как следствие, происходит развитие творческого потенциала обучаемого, способностей к коммуникативным действиям, навыков экспериментально-исследовательской работы; культуры учебной деятельности; интенсификация учебно-воспитательного процесса, повышение его эффективности и качества.

Среди перспективных направлений внедрения информационных технологий в процессе обучения математике выделим использование интерактивной геометрической среды. Идея динамической геометрии, или интерактивных геометрических систем (ИГС), насчитывает уже около 20 лет. Сегодня основанные на ней программы признаются во всем мире наиболее эффективным средством обучения математике с применением информационно-компьютерных технологий. Под ИГС понимается программное обеспечение, позволяющее выполнять геометрические построения на компьютере таким образом, что при изменении одного из геометрических объектов чертежа остальные также изменяются, сохраняя заданные между собой соотношения неизменными. Например, при перемещении прямой перпендикуляр к ней также переместится, оставаясь перпендикулярным к ней. Таким образом, чертеж, созданный в интерактивной геометрической среде, представляет собой модель, сохраняющую не только результат построения (т.е. сам чертёж), но и исходные данные (алгоритм этого построения).

В настоящее время существует несколько интерактивных геометрических сред, каждая из которых имеет как свои сильные стороны, так и недостатки.

Программа «Живая математика» (до 2006 года - «Живая геометрия») - это русская версия популярной американской ИГС "Geometer's Sketchpad", разработанной фирмой Key Curriculum Press. Это одна из старейших ИГС. Её первая версия была выпущена в 1995 году. В России её переводом и распространением занимается ИНТ - Институт новых технологий.

Программа обладает хорошими демонстрационными возможностями, позволяющими наглядно управлять поведением сложных моделей. Визуальное построение сложных математических выражений (только при помощи мышки) также является сильной стороной этой программы.

Ещё одной сильной стороной являются операции трансформации (такие, как параллельный перенос, вращение, отражение, изменение пропорций). Подобные операции отсутствуют в большинстве ИГС.

В то же время «Живая математика» несколько сложна в управлении и обладает устаревшим интерфейсом. Наблюдается отсутствие некоторых стандартных для ИГС операций (например, построения окружности через 3 точки). Отсутствие функции автоматического сокрытия/показа геометрических объектов по условию (также довольно типичной) приводит к необходимости применения сложных ухищрений, чтобы всё-таки обеспечить такое поведение моделей.

«Живая математика» рассчитана на работу на локальном компьютере, поэтому модели, экспортированные из неё в Интернет-совместимый формат, не обладают полным функционалом для редактирования и позволяют лишь демонстрировать созданную модель. В сочетании с отсутствием возможности запретить использование некоторых инструментов эта особенность значительно ограничивает сферу применения «Живой математики» для создания интерактивных задач на построение. В настоящее время разработка программы практически прекращена (последняя версия выпущена в сентябре 2006 года) [Боровкова, 2007, с.37].

В отличие от предыдущей, у ИГС «GEONExT» нет ограничений на использование - продукт свободно распространяемый. Он разрабатывается с 1999 года на кафедре математики и дидактики в Университете Байройта (Германия).

«GEONExT» работает в любой операционной системе (т.к. написан на Java), обладает удобным, внешне привлекательным интерфейсом и содержит набор инструментов, характерных для большинства ИГС.

Некоторым недостатком является обозначение точек крестиком, принятое в программе по умолчанию. Это отличается от традиционного обозначения, принятого в геометрии. Также в программе отсутствует инструмент для вычисления площади фигур, имеющийся в других ИГС.

В настоящее время «GEONExT» развивается медленно: перерыв между последними версиями (содержащими лишь незначительные отличия) составил около двух лет.

Основными характеристиками программы «GEONExT» являются следующие:

внешняя привлекательность и эстетичность;

простота и лёгкость освоения и использования, что важно как для учеников, так и для учителя;

свободно распространяемое программное обеспечение;

работает в любой операционной системе;

интерфейс на русском языке;

применяется в образовательной практике других стран (Болгарии, Германии, Украины, Чехии);

имеет встроенные средства построения графиков функций и вычисления тригонометрических функций. Соответственно может быть использована при изучении некоторых разделов алгебры.

Моделирование и наблюдение за процессом изменения изучаемых геометрических объектов с помощью интерактивной геометрической среды позволяют выделить их характерные признаки, установить закономерности, сделать обобщения и даже самостоятельно выдвинуть гипотезы.

В связи с выше сказанным можно отметить, что использование интерактивных сред в процессе обучения математике помогает провести вычислительный или графический эксперимент с математической моделью, способствует стимулированию мотивации, интереса и любознательности школьников, визуализации абстракций и динамизации математических объектов, воспитанию базовых способностей и умений, систематизации математической теории, расширению математической практики, пробуждению первичного интереса.

Таким образом, новые информационные технологии играют важную роль в процессе информатизации образования. Внедрение ИКТ в подготовку школьников представляет собой инновационный процесс, который организует компетентностный подход в обучение, дифференциальный переход к оптимизации процесса обучения и воспитания.

Роль учителя в школе в условиях информационного общества переходит из источника первичной информации в посредника, который облегчает ее получение.

В информатизированном обществе без овладения начальной компьютерной грамотностью и умения использовать компьютерные средства для решения определенных задач немыслима реализация творческого потенциала человека в современной науке, культуре, производстве, деловых и иных сферах жизни.

ЛИТЕРАТУРА

1. Авдеева С. Учебные материалы нового поколения в проекте ИСО // Народное образование. 2007.№ 9. С. 187-194.

2. Боровкова О.А. «Живая геометрия» в действии: компьютер на уроке // Математика в школе. 2007. № 4. С. 37.

3. Боровкова О.А. «Живая геометрия» в действии: компьютер на уроке // Математика в школе. 2007. № 5. С. 44.