CC BY
33
ПИФОЙМАШОМ ТШОАОГПП Ь ИРОФ!СС ПОИЛАЫ1 О П ШЮ
КОМПЛЕКСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ВУЗОВСКОМ ОБУЧЕНИИ
И. В. Кузнецова, филиал ГОУ ВПО «Поморский государственный университет имени М.В.Ломоносова», г.Коряжма Архангельской области
В рамках математических специальностей в педвузах одной из базовых дисциплин предметной подготовки студентов является курс алгебры, определяющий содержание и качество профессиональной подготовки учителя-математика. В университетах имеется ряд методических проблем с его преподаванием. Анализ алгебраической подготовки специалиста в вузе выявил ряд методических проблем при преподавании данного курса:
• Трудность обучения фундаментальным понятиям математики, имеющим общенаучный характер, изучение которых предусмотрено в начальный период обучения в вузе, когда студенты еще не в состоянии преодолеть барьер между школьным и вузовским уровнями математической строгости;
• Многие темы курса не допускают использования средств визуализации изучаемых понятий;
• Результатом изучения курса должна быть выработка большого количества практических навыков в выполнении стандартных алгоритмических процедур, отработке которых уделяется большая часть времени на
практических занятиях, тем самым основные идеи курса остаются в тени.
Преодолеть указанные трудности возможно при комплексном применении средств информационных технологий в учебном процессе.
В педагогической литературе существуют различные подходы к трактовке понятия «комплексное применение средств информационных технологий». Мы будем понимать под данным понятием систематическое использование целого арсенала средств информационных технологий обучения на протяжении всего периода обучения в различных организационных формах, направленных для решения поставленных дидактических задач. Комплексный подход предполагает:
1) систематическое использование средств ИТ в учебном процессе;
2) работу преподавателей по созданию учебно-методических материалов для обеспечения всех видов учебно-познавательной деятельности обучаемых.
Использование информационных технологий в обучении является пер-
/6
^[ГШ , Е^^ЕШ
Информационные технологии в профессиональной школе
спективной областью исследования, учитывая практически неразработанные проблемы методологии их применения в различных предметных областях.
Комплексное внедрение информационных технологий должно охватывать все компоненты процесса обучения, а именно содержание образования, его средства и методы должны быть обращены к субъектам образовательного процесса.
Рассмотрим основные направления комплексного применения информационных технологий при изучении курса алгебры в высшей школе. В высшей школе традиционно сложились три основные формы работы при обучении алгебре — лекция, практические занятия и самостоятельная работа (курсовые и квалификационная работа). Рассмотрим особенности реализации каждой из них в контексте использования информационных технологий.
Одной из ключевых организационных форм обучения в высшей школе является лекция. В процессе ведения лекционных занятий по алгебре, где необходимо разнообразное графическое сопровождение (рисунки, графики, таблицы, диаграммы и т.п.), преподаватель может использовать презентации на компьютере.
Простейшим инструментальным средством разработки презентаций для лекционных и практических занятий по курсу алгебры является приложение PowerPoint, имеющееся в составе пакета Microsoft Office, которое ориентировано на подготовку «презентационных» слайд-роликов, последовательно проектирующихся на
экран с помощью мультимедийного проектора [4].
Формы использования презентации зависят как от содержания занятия, так и от цели, которую ставит преподаватель.
Возможны несколько вариантов подачи материала:
- лекция-презентация;
- лекция с элементами презентации.
Использование презентаций при преподавании в вузе позволит намного увеличить объем передаваемой информации, даст значительную экономию учебного времени по сравнению со словесным изложением материала.
Перечислим рекомендации, которых надо придерживаться при разработке слайдов для презентаций:
1) Материал слайда должен быть емким, наглядным и логически законченным.
2) Один слайд может включать как основные определения, рисунки с пояснениями или таблицы, так и краткий вывод формулы или интерактивную модель изучаемого процесса.
3) Оформление слайда должно быть выполнено в спокойных тонах, но контрастными цветами.
4) Время показа слайда должно быть оптимальным.
Слайды могут быть оформлены в сочетании с анимационными, цветовыми и звуковыми эффектами, которые повышают уровень эстетического освоения информации.
Наибольший эффект от применения программы Microsoft PowerPoint непосредственно в учебном процессе при организации преподавания курса алгебры в педагогическом вузе, без
^[ГШ , E^^^HZEQ
Казанский педагогический журнал
5' 2QQÔ
ограничения его размеров и сложности, можно получить в сочетании с другими программными средствами.
В этом случае в качестве «ствола» информационной системы используется большой файл программы Microsoft PowerPoint, который может быть связан с файлами (и их отдельными участками) различных программных средств, к которым относятся не только программы, входящие в состав Microsoft Office, но и различные математические пакеты (MathCad, MatLab, Mathematica).
Таким образом, освоение PowerPoint имеет смысл рекомендовать преподавателям и студентам педагогических вузов независимо от их базовой специальности в качестве простейшего и общедоступного инструментального средства для разработки программных средств поддержки преподавания учебных предметов демонстрационного характера.
Большие возможности для активизации познавательной деятельности студентов открывают практические занятия, являющиеся продолжением лекционных форм обучения, главная цель которых состоит в том, чтобы обеспечить обучаемым возможности практического использования полученных знаний.
Практические занятия являются гибкой формой обучения, связанные со всеми видами учебной работы (лекционным преподаванием, самостоятельной работой) и «предполагающие наряду с направляющей ролью преподавателя интенсивную самостоятельную работу будущих специалистов» [1, с. 118].
На практические занятия по алгебре выносятся узловые темы курса, усвоение которых определяет качество профессиональной подготовки, а также вопросы, наиболее трудные для понимания и усвоения. При этом содержание практического занятия должно быть таким, чтобы реализовать в нем принцип проблемности с целью творческого применения имеющихся знаний.
Большие возможности для развития познавательной самостоятельности и творческой активности создаются на практических занятиях при решении упражнений, которые, по мнению Г.И. Саранцева, «должны выступать в процессе обучения способом стимулирования и мотивации учебно-познавательной деятельности» [3, с. 11]. Обучение через задачи способствует приобретению прочных и осознанных знаний.
При решении математических задач специалистами всего мира широко используются программные системы компьютерной математики (СКМ) универсального типа (MathLAB, Mathematica, MathCAD, Maple и др.), которые можно рассматривать как средства обучения, с помощью которых возможно не только вооружение студентов требуемыми знаниями, но и развитие творческой познавательной самостоятельности, повышение мотивации к изучению дисциплин. Преподаватели должны осознанно и рационально использовать возникающие возможности в учебном процессе, учитывая, что будущая профессиональная деятельность выпускника будет осуществляться в условиях широкого
ÔQ
использования персональных компьютеров. В нашей стране доля систем символьной математики (компьютерной алгебры) в инструментарии студента или преподавателя вуза пока ничтожно мала. И это самым отрицательным образом сказывается на качестве обучения. Между тем математические системы — не более чем удобный и мощный инструмент для студента, педагогов. Математические системы широко применяются в системе образования передовых западных стран. Их освоение в нашей системе образования позволит говорить об интеграции нашей системы образования в мировую систему и о серьезном повышении роли фундаментального математического образования. Использование интегрированных пакетов стимулирует человека менять принцип подхода к решению задач. На первый план выходит комплексный подход к задаче — выработка принципа решения в общем виде, т. е. главное — не получение конкретного ответа на поставленный в задаче вопрос, а нахождение общего алгоритма, что очень важно для современного специалиста.
Представляется, что СКМ целесообразно внедрять в процесс обучения, исходя из соображений разумной достаточности и необходимости.
В течение этого периода одну из СКМ можно использовать для проверки результатов, графической интерпретации сущности задачи и результатов ее решения.
Необходимость применения всего спектра возможностей СКМ возникает на последующих этапах обучения, когда студент должен демонстрировать
умение практически применять полученные теоретические знания для решения уже достаточно сложных прикладных задач. На этих этапах нужно уметь пользоваться специально разработанными для этих целей процедурами (встроенными функциями в арсенале СКМ, операторами формирования циклов, операторами символьных вычислений) для получения конечного результата.
Применение встроенных функций одной из СКМ позволяет моментально (через доли секунд после ввода исходных данных) решить математическую задачу как в символьном (формульном) виде, так и в численной форме.
Применение систем компьютерной математики в алгебраической подготовке студентов позволит:
1) совершенствовать лекционный курс, создавая для него компьютерное сопровождение;
2) повысить информативность практических занятий на основе возможности углубленного анализа вариантов задач в процессе занятий;
3) увеличить число задач для самостоятельного решения за счет сокращения числа рутинных вычислений, снимая тем самым психологический барьер в изучении математики.
Таким образом, использование систем компьютерной математики в процессе обучения позволит поднять качество математического образования студентов, развить у них творческое мышление, познавательную самостоятельность, т. е. организовать подготовку специалиста, ориентированного на потребности практики.
Казанский педагогический журнал
52006
Основой вузовского образования является самостоятельная работа студента, поэтому все современные образовательные технологии направлены на то, чтобы приучить студентов работать самостоятельно, так как именно это качество дает возможность успешно адаптироваться в быстро меняющемся обществе. В связи с этим роль самостоятельной работы студентов в их познавательной деятельности играет немаловажную роль.
Эффективность самостоятельной работы студентов (СРС) обусловлена таким важным фактором, как организация самостоятельной работы студентов, которая в значительной степени определяет качество процесса обучения и предполагает четкое определение видов и форм самостоятельной работы студентов, отлаженную работу читальных залов, компьютерных классов и др.
Ключевую роль при организации самостоятельной работы студентов играют современные информационные технологии, которые открывают студентам доступ к нетрадиционным источникам информации, дают совершенно новые возможности для творчества, обретения и закрепления различных профессиональных навыков, позволяют реализовать принципиально новые формы и методы обучения с применением средств концептуального и математического моделирования явлений и процессов.
Использование информационных технологий существенно изменяет соотношение между аудиторной и внеаудиторной работой студентов в пользу последней. Открытость и доступность информационного ресурса обус-
ловливает возможность студентам осуществлять самостоятельную деятельность в удобное для него время.
Самостоятельную работу студентов при изучении курса алгебры в вузе с использованием информационных технологий можно организовать посредством следующей системы:
1) работа с электронными изданиями в библиотеке, подготовка к практическим занятиям;
2) выполнение индивидуальных заданий по основным разделам курса;
3)промежуточная аттестация с помощью компьютерного тестирования;
4)тематические и индивидуальные консультации с преподавателями;
5)подготовка курсовых и квалификационных работ.
Использование информационных технологий в алгебраической подготовке студентов облегчает и работу преподавателя, и работу студента. В этом случае к выполнению определенных видов работ студент может не привлекать преподавателя. Внедрение в учебный процесс по курсу алгебры электронных изданий показало, что они по сравнению с печатными изданиями позволяют быстрее осваивать и лучше запоминать материал и являются эффективным средством самостоятельной работы, поскольку позволяют как получать необходимую информацию в удобном для восприятия виде, так и проверять степень ее усвоения, а также увеличить количество тренировочного материала, обеспечить задания не только механизмом их выполнения, но и экранами помощи (подсказка, правильный ответ).
Организационная структура курса алгебры включает в себя как текущий,
62
так и итоговый контроль. Текущий контроль происходит как во внеурочное время, так и на практических занятиях. В этом случае значительную помощь окажет электронный практикум по дисциплине, разработанный на языке программирования HTML, который можно запустить на любом Интернет-браузере или даже выложить как Интернет-ресурс.
Для текущего контроля знаний студентов по алгебре может быть использован комплексный тест, который позволяет выбрать правильный ответ из ряда альтернатив и по совокупности правильных ответов получить оценку знаний. Имеется возможность определить неверный ответ и через ряд итераций выйти на усвоение учебного материала.
По итогам некоторых педагогических исследований можно сделать вывод «об эффективности использования информационных технологий по сравнению с некомпьютерными методами при освоении учебного материала на уровне знакомства на 20-30%, а при решении типовых и нетиповых задач — на 30-40% [2]. Применение информационной технологии по сравнению с традиционной технологией обучения позволяет усовершенствовать процесс передачи дозированной информации. Получаемая информа-
ция становится более насыщенной, наглядной и более доступной. Это достигается, прежде всего, за счет возможности создания мультимедийных образов и альтернативного выбора уровня сложности конкретным учеником. Машина имеет возможность учесть индивидуальные особенности обучаемых, исходный уровень их знаний и умений, что особенно важно при разноуровневой подготовке студентов.
Таким образом, комплексное применение информационных технологий на разных этапах обучения в вузе позволит обеспечить качество процесса обучения алгебре, подготовить высококвалифицированного специалиста, способного ориентироваться в быстро меняющемся обществе, самостоятельно приобретать знания и применять их для решения поставленных задач.
Литература:
1. Вербицкий A.A. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. -М.: Высш. шк., 1991.- 207 с.
2. Загвязинский В.И. Теория обучения: Современная интерпретация.- М.: Издательский центр «Академия», 2004.- 192 с.
3. Саранцев Г. И. Упражнения в обучении математике.- М.: Просвещение, 1995.- 240 с.
4. Солоницын Ю.А. Презентация на компьютере.- СПб.: Питер, 2006.- 176 с.
Jour_N5_2008.p65
83
