CC BY
209
УДК 372.851 ББК 74.262.21
DOI: 10.31862/2218-8711-2020-6-188-198
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ МАТЕМАТИКИ ДЛЯ СТАРШЕКЛАССНИКОВ
USING DIGITAL TECHNOLOGY IN MATH CLASSES FOR HIGH SCHOOL STUDENTS
Налётова Наталья Юрьевна
Профессор кафедры педагогики и психологии, Смоленский государственный университет, доктор педагогических наук E-mail: nal.nat@yandex.ru
Троицкая Любовь Михайловна
Доцент кафедры естественнонаучных дисциплин, Военная академия войсковой ПВО ВС РФ (Смоленск), кандидат педагогических наук E-mail: tlm511@yandex.ru
Аннотация. Значимость интерактивных цифровых технологий сегодня трудно переоценить. Использование интерактивного цифрового оборудования, например интерактивных досок SMARTBoard, или мультимедийных электронных учебников позволяет диверсифицировать подходы к реализации образовательных процессов. Авторы статьи представляют принципиально новый формат проведения учебного занятия по математике для старшеклассников с использованием цифровых технологий.
Nalyotova Natalya Yu.
Professor at the Department of Pedagogy and Psychology, Smolensk State University, ScD in Education
E-mail: nal.nat@yandex.ru Troitskаy Lyubov M.
Assistant Professor at the Natural Sciences Department, the Russian Federation Armed Forces Air Defense Military Academy (Smolensk, Russia), PhD in Education E-mail: tlm511@yandex.ru
Abstract. The importance of interactive digital technologies today cannot be overestimated. The use of interactive digital equipment, such as interactive SMARTBoard boards, or multimedia electronic textbooks, allows to diversify approaches to implementing educational processes. The authors of the article present a fundamentally new format of conducting a training session in mathematics for high school students using digital technologies.
Ф 1 Контент доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License The content is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
© Налётова Н. Ю., Троицкая Л. М., 2020
Keywords: digital technologies, interactive board, mathematics, high school students.
Ключевые слова: цифровые технологии, интерактивная доска, математика, старшеклассники.
Процесс информатизации, оказавший влияние на все стороны жизни современного российского общества, имеет ряд приоритетных направлений, к которым следует отнести цифровизацию образовательной сферы. Современная школа потенциально несет в себе отпечаток цифровой эпохи. Актуальным и дискуссионным является вопрос о том, сохранится ли вообще урок как таковой.
Современная педагогическая наука активно ищет новые форматы проведения занятий, соответствующие тенденциям времени. Так мы наблюдаем бурное развитие технологии «цифрового класса». В учебных заведениях России вместо традиционных досок все чаще можно увидеть интерактивные доски SMART Board, а вместо бумажных носителей и привычных наглядных пособий - «облака знаний», мультимедийные электронные учебники и цифровые обучающие системы. Особое внимание педагогика уделяет организационным и методическим аспектам обучения школьников и использованию интерактивных цифровых технологий в разных предметных областях (Ж. П. Власенко, М. А. Горюнова, И. В. Телегина).
Анализ научно-педагогических публикаций последних лет показал, что использование цифрового ресурса позволяет не только модернизировать процесс обучения, добиться того, чтобы успеваемость и уровень освоения предметных умений и навыков возрастала, но и повысить мотивацию учащегося, его самостоятельность в освоении учебного материала, развить рефлексию и самоанализ [1-2].
В фокусе данной статьи - интерактивные цифровые инструменты и методика их использования на уроках математики с детьми старшего школьного возраста.
В статье представлен опыт использования возможностей интерактивной доски1 на уроке математики по теме «Производная».
Как известно из педагогической науки, процесс обучения на уровне «учитель - ученик» включает в себя целевой, содержательный, процессуальный, организационный и результативно-диагностический компоненты.
Целевой компонент. В процессе обучения работа учителя должна иметь целепола-гание, а именно быть направлена на приобретение определенной суммы знаний, умений, навыков; развитие самостоятельности в познании, активности обучающихся в учебном процессе.
Интерактивная доска - универсальный инструмент, позволяющий любому педагогу реализовывать качественное образование, построить образовательный процесс так,
1 Интерактивная доска (англ. Interactive Whiteboard, IWB) - это большой интерактивный экран в виде белой магнитно-маркерной доски. Интерактивная доска основана на оптической технологии цифровых камер и может быть представлена как автономным компьютером с большим сенсорным экраном, так и подключаемым к ноутбуку устройством, объединяющим проектор и сенсорную панель. Интерактивные доски используются в школьных кабинетах для групповых занятий, комнатах для дистанционного обучения и в других помещениях.
чтобы у учеников повысился интерес к занятиям, устойчивость внимания, скорость мыслительных операций, их работоспособность.
Работая с интерактивной доской, учитель является средоточием класса, на него обращено внимание учеников. Обращенный к учащимся лицом учитель поддерживает постоянный контакт с классом, что является основополагающим моментом для реализации поставленных целей.
Содержательный компонент предполагает отбор содержания учебного материала изучаемого предмета на основе построения структурно-логических схем междисциплинарных связей.
М. А. Горюнова отмечает, что применение интерактивной доски дает преподавателю возможность использовать широкий спектр ресурсов для отбора учебного материала:
• презентационное программное обеспечение;
• текстовые редакторы;
• Интернет;
• изображения (фотографические изображения, таблицы, рисунки, диаграммы, схемы), видеофайлы (отрывки телевизионных программ, цифровой видеоряд);
• звуковые файлы (аудиокассеты, демозаписи, сделанные учениками или другими учителями);
• программное обеспечение для интерактивной доски;
• программное обеспечение, относящееся к различным предметам [3, с. 199].
Безусловно, материал, представляемый на занятии, должен быть тщательно отобран, логически выстроен и структурирован по страницам.
Целесообразно составить так называемый электронный конспект, который может содержать все вышеперечисленные ресурсы, при этом необходимо, чтобы он соответствовал реализации поставленных на уроке целей. Подготовка электронных конспектов делает подачу материала систематизированной, а разнообразное и динамичное использование ресурсов повышает мотивацию обучающихся. Если все учебные материалы подготовлены учителем заранее и легкодоступны, использование интерактивной доски обеспечивает нужный темп урока.
Пример. Урок изучения нового материала. Тема «Производная» (математика, 10-й класс).
В начале урока, благодаря возможностям интерактивной доски, демонстрируются страницы электронного учебника.
Листая страницы электронного учебника, показываем практическую значимость изучаемой темы (рис. 1).
Электронный учебник содержит гиперссылки. Например, на рис. 2 выделено имя математика Ж. Л. Лагранжа, который ввел краткое обозначение производной штрихом. Наводим курсор на имя, и открывается историческая справка об этом ученом (рис. 3).
Представление нового материала данного занятия производится с помощью электронной презентации с элементами анимации, которая воспроизводится в динамике (рис. 4).
Процессуальный компонент определяет методы обучения, направленные на формирование осознанности применения полученных знаний, например, проблемно-поисковый
ггог
Рис. 1. Тема 6. Производная функции
метод, нестандартные методы проведения занятий, ориентированные на «погружение» обучающихся в различные ситуации (имитационные игры, дискуссии, тренинги), обучающие алгоритмы и методы систематизации изучаемого материала и другие.
Благодаря интерактивному оборудованию изложение учебного материала можно вести из любой точки класса, а не только около доски на «учительском» месте. Это дает возможность контролировать работу обучающихся за партами, вовлекать их в процесс объяснения нового материала, так как интерактивная доска позволяет рисовать и делать записи поверх любых приложений и веб-ресурсов не только преподавателю, но и учащимся. Таким образом, учащиеся при работе с интерактивной доской демонстрируют способность к импровизации и гибкость.
Рис. 2. Производная функция и ее приложения
Ш и
Рис. 3. Жозеф Луи Лагранж (1736-1813)
Например, наличие опции "drag & drop" (тащить и отпустить) предполагает, что можно передвинуть любой объект (текст и рисунки) на другое место. Учителя-практики отмечают, что «возможность передвигать объекты по доске помогает в таких занятиях, где предусмотрены действия: группировка, заполнение пропусков, классификация, соединение, сортировка, упорядочивание. Ученики могут экспериментировать с заданием и передвигать объекты, ошибаться и попробовать снова» [4, с. 36]. Задания, использующие "drag & drop", привлекают внимание всего класса. Можно использовать эту опцию как введение в новую тему. Можно привлечь учеников к этой работе.
Опираясь на изображения, представленные на интерактивной доске, можно провести дискуссию. Задавая вопросы, педагог помогает учащимся объяснить
Рис. 4. Задача, приводимая к понятию «производная»
и продемонстрировать свое понимание теоретических положений и поделиться информацией со всем классом.
На интерактивной доске не только легко передвигать объекты и надписи, но и удобно добавлять комментарии к текстам, рисункам и диаграммам, выделять ключевые объекты, используя при этом различные цвета. К тому же тексты, рисунки или графики можно скрыть, а затем показать в нужный момент занятия.
Например, слайд с определением производной может воспроизводиться многократно: для решения задачи (найти производную функции f (х ) = х2 по определению), для повторения терминологии, для закрепления понятия производной и наконец для подведения итогов занятия (рис. 5).
Для улучшения восприятия нового учебного материала на интерактивной доске можно открывать презентации, демонстрации, представлять создание тех или иных моделей процессов и явлений. В ходе изложения учитель и учащиеся могут свободно комментировать увиденное и изучать его обстоятельно и системно. Интерактивная доска упрощает объяснение схем и помогает разобраться в сложной проблеме. Визуальное представление изучаемого материала делает занятие увлекательным и динамичным. Педагог-практик И. В. Телегина отмечает, что «доски позволяют учащимся взаимодействовать с новыми понятиями и терминами, а также являются полезным инструментом для преподавателей при объяснении абстрактных идей и концепций, на доске можно легко изменять информацию, создавая новые связи» [5, с. 81].
Интерактивная доска позволяет сократить время за счет использования опции "IW Recorder", благодаря которой можно записать все действия с доской и сопровождающий голос учителя. Записанный материал целесообразно раздать обучающимся для того, чтобы они могли его использовать при выполнении самостоятельной работы дома, для изучения пропущенных уроков или подготовки собственных материалов к занятию. Записи и комментарии можно сохранять в локальной сети школы. Позже учащиеся смогут воспользоваться
Рис. 5. Определение производной
искомым файлом или распечатать его. Для учителя это тоже очень важно, потому что при необходимости можно показать родителям, какими задачами они занимаются на уроке.
Российские ученые сходятся во мнении, что благодаря разнообразным возможностям интерактивного цифрового оборудования школьники быстрее «схватывают свежие, продвинутые идеи», понимают более сложные теоретические разделы математики, активно включаются в то, что происходит на занятии [5, с. 99].
Практики отмечают, что с помощью управления интерактивной доской на занятиях можно:
• включать специальные режимы просмотра (например, увеличение во весь экран нужного объекта);
• управлять звуковым сопровождением электронного занятия;
• создать урок, пользуясь специальным конструктором (прикрепить к уроку свои иллюстрации и ввести текстовую информацию);
• сделать графические комментарии маркером к изучаемой теме [5, с. 98].
Организационный компонент предусматривает формы обучения, коррелирующие с целями, содержанием изучаемого материала и выбранными методами обучения (индивидуальная работа с обучающимися, направленная на интеграцию межпредметных знаний, парная работа, решение заданий малой группой, соревнование);
Возможности интерактивного обучения в контексте организационного компонента.
1. Интерактивное оборудование дает учителю возможность организовать процесс обучения всего класса. Интерактивная доска становится центром внимания, предоставляет больше возможностей для взаимодействия и обсуждения изучаемого материала, для участия в коллективной работе.
Например, в процессе коллективного обсуждения составляется алгоритм нахождения производной функции в точке по определению, причем школьники делают это самостоятельно (рис. 6). Запись можно сделать маркером - электронной ручкой (пером)2 или ввести с клавиатуры.
Рис. 6. Алгоритм
2 Электронное перо (маркер) с катушкой индуктивности на кончике, которое может быть активным или пассивным. Перо позволяет наносить любые линии, стрелки, рисунки, чертежи, текстовые рукописные объекты.
2. Интерактивное оборудование позволяет организовать работу обучающихся в небольших группах (например, обучение с помощью игровых технологий, которые позволяют обеспечить познавательную мотивацию и интерес учащихся к предмету, готовность и способность к сотрудничеству и совместной деятельности ученика с учителем или одноклассниками).
Для закрепления теоретических положений можно использовать контрольные вопросы, представленные в электронном учебнике (рис. 7). В этом случае можно организовать работу в малых группах: хорошо успевающие ученики контролируют работу более слабых обучающихся.
Рис. 7. Контрольные вопросы
Если учащиеся сомневаются в своих ответах на поставленные вопросы или допускают неточности, то, нажимая на записанный вопрос, по гиперссылке осуществляется переход на ту страницу электронного учебника, где содержится на него ответ.
3. Интерактивное оборудование позволяет развивать индивидуальные и социальные навыки (учащиеся работают более творчески и становятся уверенными в себе, им не нужна клавиатура для этого оборудования, таким образом, повышается вовлеченность в процесс обучения учащихся с ограниченными возможностями).
КЭШ «1
Рис. 8. Задачи для самостоятельной работы
На занятии, где обучающиеся самостоятельно, согласно индивидуальным заданиям, решают задачи по изученной ранее теме, можно использовать электронный учебник (рис. 8). Наличие ответов в этом случае позволяет учащимся контролировать правильность своего решения.
Используя интерактивное оборудование, можно максимально эффективно организовать постоянную работу всех учащихся, находящихся в классе. Это значительно экономит время, у учеников начинает активизироваться познавательная деятельность и развиваются коммуникативные навыки. Они активно «добывают» новые знания, разрешают проблемные ситуации, работают с разными источниками информации, могут самостоятельно разрабатывать и демонстрировать тематические презентации, работать электронным пером.
Результативно-диагностический компонент позволяет оценить результат и адекватность используемых на уроке методов, способов, приемов.
Интерактивная доска может помочь учителям проверить знания учащихся.
1. Для проверки текущего уровня знаний, умений и навыков обучающихся, например, в электронных учебниках разработаны специальные интерактивные задания. Это могут быть интерактивные лабораторные работы, различные интерактивные кроссворды и ребусы по изучаемой теме, интерактивное тестирование, интерактивные контрольные вопросы с приложенными вариантами ответа. Электронная система управления интерактивными заданиями дает возможность сразу проверить ответы учащегося, посмотреть комментарии к ответам и просчитать полученные баллы.
2. Задания, использующие опцию "drag & drop", также можно применять для проверки знаний учеников.
3. Возможность сохранять и распечатывать изображения на доске, включая любые записи, сделанные во время занятия, позволяет проводить проверку усвоенного материала.
4. Педагогам предоставляется уникальная возможность создавать и проводить всевозможные опросы в режиме реального времени, а после обработки данных (около 5 мин) сообщать всем находящимся в классе результаты тестирования. При необходимости можно сделать видеозапись ответа учащегося специальным рекордером, встроенным в программное обеспечение интерактивной доски [6].
5. Использование интерактивной доски позволяет учителю создавать платформу диагностического материала (тесты, самостоятельные работы, контрольные работы). Таким образом, каждый желающий может выбрать удобное для себя время, изучить пропущенный материал и проверить себя на предмет усвоения учебного материала.
Например, для контроля усвоения учебного материала проводится тестирование (рис. 9).
Результат и анализ тестирования каждый обучающийся может получить на экране в виде таблиц (рис. 10).
Итак, раскрывая потенциал интерактивных цифровых технологий, можно сделать следующие выводы. Использование интерактивного цифрового контента позволяет сделать процесс обучения креативным, сформировать интерес к изучаемому предмету, а в целом вывести педагогический процесс на новый уровень. Цифровые технологии (оборудование) способны мобильно представить содержание предмета, а также эффективно осуществлять «обратную связь».
Рис. 9. Производная функции. Уровень 1
Рис. 10. Результаты
Интерактивная доска является полезным инструментом визуального представления данных. На ней можно размещать и сохранять большое количество разноплановой информации, плотность которой намного выше, чем на обычной доске. С методической точки зрения интерактивная доска позволяет не только повысить уровень наглядности, но и усилить дея-тельностную составляющую урока за счет применения интерактивных приемов обучения.
Список литературы
1. Власенко Ж. П. Мультимедиаконсультации // Народное образование. 2012. № 1. С. 205-207.
2. Высшее образование в немецкой и русской традициях: колл. моногр. / М. В. Богуславский, Е. В. Неборский, В. В. Неборская [и др.]; под общ. ред. М. В. Богуславского. Ижевск: Ин-т компьютерных исследований, 2016. 272 с.
3. Горюнова М. А. Интерактивные доски и их использование в учебном процессе. СПб.: БХВ-Петербург, 2010. 336 с.
4. Активизация учебного процесса в вузе на основе применения интерактивной доски SMART BOARD / Е. В. Палкин, А. В. Никончук, К. М. Гришин, В. В. Лебе-дихин // Современные наукоемкие технологии. 2015. № 12. С. 714-718.
5. Телегина И. В. Интерактивная доска на уроке физики: реализация дидактического потенциала: учеб.-метод. пособие: Самара ПГСГА, 2010. 169 с.
6. Янченко М. С., Ермолаева В. В. Использование интерактивных досок // Молодой ученый. 2014. № 5 (64). С. 26-29. URL: https://moluch.ru/archive/64/10229/ (дата обращения: 30.05.2020).
7. Калитин С. В. Интерактивная доска. Практика эффективного применения в школах, колледжах и вузах. М.: Салон-Пресс, 2013. 192 с.
References
1. Vlasenko Zh. P. Multimediakonsultatsii. Narodnoe obrazovanie. 2012, No. 1, pp. 205-207.
2. Boguslavskiy M. V., Neborskiy E. V., Neborskaya V. V. et al. Vysshee obrazovanie v nemetskoy i russkoy traditsiyakh: koll. monogr. Izhevsk: In-t kompyuternykh issledovaniy, 2016. 272 p.
3. Goryunova M. A. Interaktivnye doski i ikh ispolzovanie v uchebnom protsesse. St. Petersburg: BKhV-Peterburg, 2010. 336 p.
4. Palkin E. V., Nikonchuk A. V., Grishin K. M., Lebedikhin V. V. Aktivizatsiya uchebnogo protsessa v vuze na osnove primeneniya interaktivnoy doski SMART BOARD. Sovremennye naukoemkie tekhnologii. 2015, No. 12, pp. 714-718.
5. Telegina I. V. Interaktivnaya doska na uroke fiziki: realizatsiya didakticheskogo potentsiala: ucheb.-metod. Posobie. Samara PGSGA, 2010. 169 p.
6. Yanchenko M. S., Ermolaeva V. V. Ispolzovanie interaktivnykh dosok. Molodoy uchenyy. 2014, No. 5 (64), pp. 26-29. Available at: https://moluch.ru/archive/64/10229/ (accessed: 30.05.2020).
7. Kalitin S. V. Interaktivnaya doska. Praktika effektivnogo primeneniya v shkolakh, kolledzhakh i vuzakh. Moscow: Salon-Press, 2013. 192 p.
Интернет-журнал «Проблемы современного образования» 2020, № 6
Статья поступила в редакцию 09.06.2020 The article was received on 09.06.2020
