Теоретические основы применения ИКТ на уроках математики

Что такое ИКТ?
Исторически сложилось, что язык служил для получения и передачи знаний. Но на современном этапе развития общества очень сложно с помощью просто языка передавать огромные объемы важной информации. Поэтому человечество искало дополнительные средства коммуникации.

Нахождение новых средств, всегда играло роль революции. Например, появление печатного станка стало революцией в передаче информации на огромные расстояния. Подобные революции вызывались появлением телефона, телевизора и наконец, Интернетом.

Интернет и компьютеры перевели сбор и передачу на новый уровень, теперь объемы информации в целые библиотеки передаются на другие континенты за несколько минут. Но с появление Интернета развитие технологий не остановилось. Сегодня существует целый класс технологий работающих в сфере информации и коммуникации. Эти технологии называются Информационно-коммуникационные технологии.

Это понятие базируется на трех основополагающих понятиях «коммуникация», «технология» и «информация».

Коммуникация (Communication) – одна из форм взаимодействия людей в процессе общения [4].

Технология (от греч. «techne» – искусство, мастерство, умение и «logos» — знание, наука) – совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы, осуществляемых в процессе производства продукции. Задача технологии как науки – выявление закономерностей в целях определения и использования на практике наиболее эффективных и экономических производственных процессов [6].

Информация – одно из наиболее актуальных, фундаментальных и дискуссионных понятий в современной науке и практике. В связи с отсутствием общего определения, в различных предметных областях имеет различные интерпретации. Философия рассматривает две противостоящие друг другу концепции: Первая квалифицирует информацию как свойство всех материальных объектов, т.е. как атрибут материи (атрибутивный подход), а вторая связывает ее лишь с функционированием самоорганизующихся систем (функциональный подход). Наиболее распространенным (но не общепринятым) является определение У.Р.Эшби, дополненное А.Д. Урсулом, которые рассматривают информацию как отраженное разнообразие в любых объектах (процессах) живой и неживой природы. На бытовом уровне информация чаще всего воспринимается интуитивно и связывается с получением сведений о чем или о ком-либо. В информатике – это совокупность фактов, явлений, событий, представляющих интерес, подлежащих регистрации и обработке (по Э.А. Якубайтису). Наиболее прагматичным определением оперирует вычислительная техника, в которой информация есть содержание, присваиваемое данным (по В.И. Першикову и В.М. Савинкову) [4].

Объединив эти три понятия в одно, получится новое понятие информационно-коммуникационные технологии.

Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) (Informational- communication technology) — совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, интегрированных с целью сбора, обработки, хранения, распространения, отображения и использования информации в интересах ее пользователей [4].

ИКТ охватывает широкий круг областей человеческой деятельности, обеспечивает успешное функционирование современных корпораций и предоставляет в распоряжение правительств эффективную инфраструктуру.

ИКТ в образовании
Современное общество вступило на этап перехода от индустриального к информационному обществу. Этот процесс начался с появление компьютеров и набрал свои обороты при появлении интернета, который дал возможность быстро передавать огромное количество информации в любую точку мира. Данный процесс называется иформатизацией.

Информатизацию в широком смысле слова можно рассматривать как процесс перестройки жизнедеятельности общества на основе активного и полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности, требующих формирования инфраструктуры средств накопления, хранения, обработки и передачи информации как важнейшего показателя уровня научно-технического развития любой страны. При этом информация становится важнейшим стратегическим ресурсом общества и занимает ключевое место в экономике, образовании и культуре [2].

Информатизация просто не могла не затронуть сферу образования. Хотя новые информационно-коммуникационные технологии созданы не для нужд образования, они ведут к революции в образовании.

С появление первых компьютеров, в школе начали появляться зачатки информатики. А затем появился и сам предмет Информатика, и с того момента ИКТ начали активно внедрятся в процесс образования. ИКТ предоставили не только методы преподавания новой дисциплины Информатики, но пополнили копилки методов остальных школьных дисциплин.

Система образования уже достаточно долго внедряется в сетевой мир, и на данный момент огромное число ВУЗов и школ имеют не только выход в Интернет, но и собственные сайты. Это естественный путь, так как образование не может идти отдельно от общества.

С каждым годом новые технологии все более полно охватывают сферу образования. Однако все далеко не так просто, и при более внимательном рассмотрении здесь обнаруживается весьма принципиальное противоречие — между качеством и доступностью образования. Так, для каждого педагога, будь то школьный учитель или вузовский преподаватель, главная цель – обеспечение качества образования, чему в большей степени может способствовать использование информационных и коммуникационных технологий. В то же время для руководителя помимо качества очень важной задачей является организация максимально широкого доступа к имеющемуся оборудованию и другим учебным ресурсам. И зачастую вместо обеспечения доступного качественного образования делается выбор в пользу решения только одной из этих задач [5].

Решение этой проблемы приведет не только к повышению качества образования, но и повысит информатизацию школ и ВУЗов.

Возникает вопрос – как ИКТ может повысить качество образования? Использование ИКТ на уроке позволяет: активизировать познавательную деятельность учащихся; обеспечить высокую степень дифференциации обучения при личностно-ориентированном подходе; повысить объем выполняемой работы на занятии; улучшить контроль знаний; сформировать навыки исследовательской деятельности; обеспечить доступ к справочным материалам, электронным библиотекам и другим информационным ресурсам. Следовательно, использование информационных методов в образовательном процессе позволяет учащимся не только более глубоко изучать школьные предметы, но и является необходимым элементом формирования знаний, умений и навыков.

Применение VRML на различных этапах урока
Для того чтобы адекватно применять язык VRML на уроке необходимо понять как строится урок с использованием ИКТ. Вот основные этапы разработки урока с использованием ИКТ:

1. Концептуальный. На данном этапе с позиций макроанализа определяется дидактическая цель с ориентацией на достижение результатов: формирование, закрепление, обобщение или совершенствование знаний; формирование умений; контроль усвоения и т.п.

Исходя из педагогических задач урока аргументируется необходимость использования ИКТ или ресурсов Интернет в образовательном процессе. Основные цели использования ИКТ: возможность представления в мультимедийной форме уникальных информационных материалов (видеофрагментов, моделей, таблиц, схем и т.п.); визуализация изучаемых явлений, процессов и взаимосвязей между объектами; формирование навыков и умений информационно-поисковой деятельности; необходимость работы с моделями изучаемых объектов, явлений или процессов с целью их исследования в интерактивном режиме; использование ИКТ в качестве дополнительного источника информации.

2. Технологический. На основе сформулированных требований к образовательным электронным ресурсам по дидактическим целям и методическому назначению проводится многофакторный анализ и отбор образовательных электронных ресурсов. Выбирается форма урока, выделяются основные структурные элементы урока.

На данном этапе проводится более детальный анализ (доработка или модернизация) электронных ресурсов, изучается сопроводительная документация, прогнозируется эффективность использования данного ресурса, определяется методика проведения урока и проектируются основные виды деятельности с ресурсами в учебном процессе.

3. Операциональный. На данном этапе проводится детализация функций, которые можно возложить на средства ИКТ, и способов их реализации с одной стороны, выбор способов взаимодействия обучаемого и электронным ресурсом и обучающим с другой; осуществляется поэтапное планирование урока.[7]

Для каждого из этапов определяется: цель; длительность этапа; форма организации деятельности учащихся; функции преподавателя и основные виды его деятельности на данном этапе; форма промежуточного контроля и т.п.

Организовывая урок с ИКТ, нужно учитывать следующие факторы: уровень подготовки класса, методическую цель урока, тип урока, готовность учащихся к новому виду учебной деятельности, гигиенические требования.

VRML можно применять на всех этапах урока, начиная с приветствия и заканчивая записью домашнего задания.

На этапе актуализации опорных знаний язык VRML можно применять для проведения различных опросов. Опросы могут служить для проверки домашнего задания. Они не должны превышать по времени 10 минут и так же должны быть достаточно наглядными и интересными, чтобы заинтересовать ученика на весь урок. Например, можно создать какое либо здание в нем можно разместить плакаты с вопросами, а варианты ответов выделить различными цветами. Дети цветными карандашами в тетради делают пометки цветом ответа, выбранного ими. Учитель быстро может проверить правильно ли ученик решил задания, посмотрев на его последовательность цветов.

На этапе изучения нового материала очень важна наглядность, и поэтому целесообразно на некоторых темах применять язык VRML. Конечно, это в большей своей части темы по геометрии, где ученики сталкиваются с различными геометрическими фигурами. А язык VRML позволяет покрутить эти фигуры, составлять из них что-нибудь, тем самым лучше представить, как с ними работать. Это позволит развить пространственное мышление.

Главной целью этапа закрепления изученного материала является систематизация материала, это необходимо для лучшего запоминания и четкого структурирования. С этой целью в конце урока проводится обзор изученного материала, подчеркивая основные положения и их взаимосвязь. При этом повторение материала происходит не только устно, но и с демонстрацией наиболее важных наглядных пособий при помощи VRML-моделей. Эти пособия представляют собой иллюстрирование разного рода задач. Например, пособия могут применяется для решения различных геометрических задач. Так же при помощи языка VRML можно создать анимацию, которая иллюстрировала бы движение, то есть задачи на движение и многое другое.

Очень важно, чтобы ученик имел доступ к средствам ИКТ во внеурочное время, так внеурочная деятельность является одним из важных компонентов образовательного процесса. Если ученик что-то забыл или не понял на уроке, он может зайти на сайт и вновь работать с VRML-моделями которые были представлены на уроке. Это достигается возможностью вставлять VRML-модели в web-страницы. Так же на базе таких моделей ученик может заниматься самостоятельным изучением, если он, например, болеет. Или же ученик может подготовить доклад по теме следующего урока, опираясь на обучающие модели при выступлении.

Одним из путей повышения качества обучения является контроль знаний. С помощью различных методов проверки знаний можно получить практически полную информацию об:

— уровне достигнутых результатов;

— готовности к дальнейшему обучению;

— знаниях, умениях и навыках, полученных в процессе изучения нового материала, его повторении,

— закреплении и систематизации;

— памяти, мышлении, речи учащихся;

— понимании общих подходов к учению;

— эффективности методов обучения.

Но тут возникает проблема с желанием ученика. Большинство учеников боятся контрольных или самостоятельных работ, так как не хотят получить плохую оценку. Этот страх зачастую влияет на правильность выполнения заданий в худшую сторону. Для того, чтобы контрольная превратилась из нелюбимой процедуры в желаемую, необходимо на этапе контроля знаний применять ИКТ, в том числе и язык VRML. Его можно применить, таким образом, построив лабиринт, в котором будут вывешены подсказки-задачи. Решая такие задачи, ученик попадет к выходу, тем самым решив, например самостоятельную работу.

Оценивать результаты такой самостоятельной работы можно по количеству пройденных подсказок, чем их больше, тем ученик совершил больше ошибок.

Итак, использование языка VRML – мощное средство для создания оптимальных условий работы на уроке, но оно должно быть целесообразно и методически обосновано. Язык VRML следует использовать только тогда, когда это использование дает неоспоримый педагогический эффект и ни в коем случае нельзя считать применение языка VRML данью времени или превращать его в модное увлечение.

Литература

Теоретические и методологические проблемы современного образования [текст] / Материалы международной научно-практической конференции 29-30 декабря 2010 г. – М., 2010. – 249 с.
Интернет-технологии в образовании [текст] / Учебно-методическое пособие. – Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2002. – 114 с.
Аврамова, О.Д. Язык VRML. Практическое руководство [текст] / О.Д. Аврамова. – М.: ДИАЛОГ МИФИ, 2000. – 288 с.
Пивняк, Г. Г. Толковый словарь по информатике [текст] / Г.Г. Пивняка. – Днепропетровск, 2008. – 600 с.
Захарова, И. Г. Информационные технологии в образовании: учеб. пособие для студ. высш. учеб. Заведений [текст] / И. Г. Захарова – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 192 с.
Трофимова, В. В. Информационные технологии: учебник [текст] / В. В. Трофимова. – Издательство Юрайт; ИД Юрайт, 2011. – 624 с.
Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» [электронный ресурс] \ URL: http://festival.1september.ru/ (дата обращения 10.05.2012)
Сиденко, Л. А. компьютерная графика и геометрическое моделирование: Учебное пособие [текст] / Л. А. Сиденко – СПб.: Питер. 2009. – 224 с.
Морозов, А. Д. Введение в теорию фракталов [текст] / А. Д. Морозов – Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. – 160 с.
Зайцев, В. Ф. Математические модели в точных и гуманитарных науках [текст] / Зайцев В. Ф. – СПб.: ООО «Книжный Дом», 2006. – 112с.
Юрченко, Е. В. Математика. Тесты. 5-6 классы: Учебно-метод. пособие [текст] / Е. В. Юрченко Ел. В. Юрченко – М.: Дрофа, 1998. – 160 с.
Эд Титтел Создание VRML-миров [текст] / Эд Титтел, Клэр Сандерс, Чарли Скотт, Поль Вольф – Киев: BHV, 1997. – 317 с.
Галисеев, Г. В. Компоненты в Delphi 7. Профессиональная работа [текст] / Г. В. Галисеев – М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. – 624 с.
Озеров, В. Delphi. Советы программистов [текст] / В. Озеров – СПб.: Символ-Плюс, 2002. – 912 с.
Глушаков, С. В. Delphi 2007 [текст] / С. В. Глушаков – М.: АСТ: АСТ МОСКВА: ХРАНИТЛЬ, 2008. – 635 с.
Cortona3D Viewer. Сайт компании Parallel Graphics [электронный ресурс] \URL: http://www.cortona3d.com/Products/Cortona-3D-Viewer.aspx/ (дата обращения 10.05.2012)