CC BY
63
РАЗДЕЛ IV
ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК 378.147
И. В. Кузнецова
НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ СОДЕРЖАНИЯ КУРСА АЛГЕБРЫ ПЕДВУЗА
Современное развитие общества предъявляет все возрастающие требования к подготовке специалиста, готового к творческой, постоянно обновляющейся профессиональной деятельности, умеющего принимать оптимальные решения возникающих проблем, самостоятельно приобретать знания и применять их для решения поставленных задач. В связи с этим возникает необходимость повышения качества профессиональной подготовки будущих специалистов и усиления их фундаментальной подготовки. Отметим, что концепция повышения качества образования в настоящее время становится превалирующей и рассматривае тся как условие воспроизводства науки, культуры и духовности современной России.
Возрастание требований к школе и учителю, изменения в содержании педаг огического труда обусловили необходимость совершенствования учебных занятий в вузе, в ходе которых будущие учителя овладевают системой научных знаний, общепедагогических умений и навыков и приобретают опыт самостоятельной творческой познавательной деятельности. От современного высшего учебного заведения «требуется внедрение новых подходов к обучению, обеспечивающих развитие коммуникативных, творческих и профессиональных навыков учащихся на основе потенциальной многовариа-тивности содержания и организации учебно-воспитательного процесса» [2, с. 5]. В этом аспекте использование информационных технологий при, преподавании различных дисциплин вузовского курса и развитие профессионально-педагогической подготовки студентов актуализирует вопросы научно-методического обеспечения их применения. В данном контексте под научно-методическим обеспечением будем понимать научное обоснование и разработку применяемых педагогом методов, способов, методических приемов, а также используемых средств обучения в процессе применения информационных технологий при реализации содержания учебных дисциплин.
Одним из наиболее значимых направлений использования информационных технологий в образовании является их применение в качес тве инст-
рументов познания. Данный подход является наиболее продуктивным подходом к обучению, как отмечают исследователи (Д. X. Джонассен, Т. М. Даффи, Д. Н, Кузьмин, В. Р. Майер и др.). Под инструментами познания будем понимать различные компьютерные средства, предназначенные для организации и облегчения процесса познания, при этом студент под управлением преподавателя проходит путь познания самостоятельно, а не является потребителем уже готовых знаний, что способствует более глубокому и осознанному усвоению материала, развитию умений самостоятельно использовать информационные технологии в будущей профессиональной деятельности.
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 процессе изучения данного курса студенты должны не только овладеть основной теоретической базой, общей алгебраической культурой и навыками работы с абстрактными понятиями, необходимыми будущему учителю математики, но и, согласно требованиям государственного образовательного стандарта, должны уметь использовать технические средства обучения, информационные и компьютерные технологии [1].
Научно-методическое обеспечение профессионально-педагогической подготовки предполагает адаптацию и создание обучающих средств для трансляции информации в профессионально-педагогическую подготовку и включает в себя информационную базу образовательной технологии, механизм использования, внедрения и освоения необходимых знаний. При этом изменения вносятся не только в содержание изучения дисциплины, но и в традиционные технологии их изучения. Содержательный аспект подготовки специалиста в вузе целесообразно рассматривать в контексте решения задачи полного и адекватного предоставления обу чающимся и педагогу учебной и другого рода информации, способствующей достижению поставленных дидактических целей.
В качестве обеспечения учебного процесса при изучении дисциплины предлагается применение учебно-методического комплекса информационного обеспечения учебной дисциплины, представляющего собой систему, в которую интегрируются прикладные педагогические программные продукты, базы данных, а также совокупность других дидактических средств и методических материалов, обеспечивающих и поддерживающих учебный процесс.
В содержание данного комплекса целесообразно включить следующие основные элементы - учебную программу дисциплины, электронные учебники и практикумы, электронные конспекты лекций в виде презентаций, информационно-справочные системы, системы контроля и оценки знаний обучающихся в виде тестов (рис.1).
Рис 1, Структурное наполнение электронного учебно-методического комплекса
по курсу «Алгебра»
На примере учебной дисциплины «Алгебра» рассмотрим задачи и дидактические функции, реализуемые каждым из названных элементов,
Программа учебной дисциплины представляет собой нормативный документ, составленный в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности «Математика» и определяет назначение и место учебной дисциплины в системе профессиональной подготовке специалиста, ее научное содержание и организационно-структурное построение, требования к уровню освоения содержания курса и реализуется в программном продукте, созданном на основе единого стандартного языка форматирования документов НТМЬ. Программа включает в себя шесть разделов: организациопно-мето-дический, содержание курса и примерное планирование дисциплины, примерное распределение часов курса но темам и видам работ, учебно-методическое обеспечение курса, общие учебные и специальные умения, формируемые в ходе изучения дисциплины, ожидаемые результаты обучения.
Электронный учебник является основным элементом учебно-методического комплекса и представляет собой носитель научного содержания учебной дисциплины, соответствующий целям профессиональной подготовки специалистов. Он должен максимально облегчить понимание и запоминание (причем активное, а не пассивное) наиболее существенных понятий, утверждений и примеров, вовлекая в процесс обучения иные, нежели обычный учебник, возможности человеческого мозга, в частности, слуховую и эмоциональную память.
Необходимо подчеркнуть, что именно электронному учебнику отводится одна из ведущих ролей по развитию у обучающихся творческого мышления с учетом индивидуальных особенностей, активизации творческой самостоятельной работы. К достоинствам электронного учебника отнесем такие их возможности как адаптацию изучаемого материала к уровню знаний обучаемого, которая достигается посредством использования слоистой структу-
ры издания. В рамках учебной дисциплины «Алгебра» для студентов специальности «Математика» было разработано несколько электронных учебников. При разработке учебника по одному из разделов курса алгебры - теории многочленов, использовалось следующее программное обеспечение:
• операционная система Windows ХР SP2;
• среда разработки Macromedia Flash v.8.0;
• для конструирования и редактирования графических изображений Adobe PhotoShop CS.
При запуске созданного учебника (рис, 2) открывается окно, в котором расположена, так скажем, имитация книги.
ВВЕДЕНИЕ
. • -’¿до» »
1ШфЗЕЛвпШ кйторото — внедэазга , . .
1шфорЩЦИ0КНЬЕ ЮТО/ИГЕ s систру образования. Шучжне-шхшахшямчтло сделать Goää ’ HWTÖiCKEKiW. после ч&о CHO npjioSpCT«: хачесгезгяо иной каракгер ггра использовании апуалютгр на сггощшиний день ушвсрсашкл о катвлйшгчсска го пакета MilherniUca. Дйяньй пдая лрдлян мкпоеыы лщгрВД , . среда' «згавпяз» ш Пйрсоаальяш каналатерс*.
УЧебНйе.пйсебяе содержи? гай^гсиада^мен^ .
. иногачмзгся — EÄSBcro pir-^era »угоБСкогг кур« аягебры с . •
- * - -
мгебры в разделе алгебры адогднадцйв Цгтрэлшкм в зток рзздагашебры
ÄBK-iiTCi ПК е НС ВОПрОС 0 ЛрЗЕЗПЧбСЙЙ!
pisiKKSEJM корвгйурйввешй, а вопрос юс еущйстеоваыик. Отаег на него дагг о с н ог наттеоргка глг сбры, по которой
корни, дршеи эти: корней столько, .
Рис. 2. «Обложка» электронного учебника
Здесь можно полистать странички как в настоящем печатном издании (рис. 3). Этот фрагмент в созданном учебнике выполняет дизайнерскую функцию и в какой-то степени раскрывает такие возможности Flash, как интерактивная анимация, т.е. анимация, созданная с помощью встроенного языка сценариев Action Script. На одной из «страниц» расположена функциональная кнопка «Перейти» (рис. 4). При нажатии на эту кнопку с помощью функции LoadMovie «загружается» основной файл и происходит переход к основному содержанию учебника.
Рис. 3. «Страницы» электронного учебника
Рис, 4. Кнопка перехода к основному содержанию
В конце параграфов имеется кнопка-ссылка на задания для самостоятельной работы по теме выбранного для изучения параграфа.
При ее нажатии воспроизводится соответствующий код, написанный на языке Action Script и «создается» окно, внешне очень похожее на стандартное окно Windows (рис. 5). В нем отображается файл с заданиями по теме изучаемого параграфа.
и&сгегшроечс!« • »[; ■ г
~ ¿ЫШМВ Кг»'*« *«Т».
* «.• tv.tsm « детищ мигпун?ю ,Ч.е) чи Горнера. Hui'tc.r'fn» w&s»
6. Палмкь слемоЛ ГЬрпсре киСднте шачочк «и«й-шсч1
Г(*1 i-'tiXj tltNICC *.
ашу-х rbr* rh
(MBM*
Ь) Ну -s' Г (I -luS-ft 41^- 7.,, - -;-i, .
ОШт
-) /ЩЯ**' * I1.
Oourm
, _ •!/(*>"/' “It 2r: ;
Шет
j) О-Л«1 »{' -П«‘ (bilf•*!-*,. J,-'Г.
Omtw .
CV/UH * J r -1, д. * - 4 Jr.
£A**c*
Q3NN|Нчш
ii/oj " It' --itf » - /ft/+-it* - &11 - /liu-fi - Л,
. ' WMf V ■. ‘ •
H> /(4® - 2*’ +Л. x, -t +-2J:
■ SttMBW';- '
1Шт- *•>
Tt.tuji no ффт Гч-Cl Й,-ir*. каиадии-х* *«*4 w»v. i*
¿V!NS 1 COMiyb
* piowwenu млОДгишто;
1 - «ЛК^ППгЖПГ Ы^фаТЧСТ'Н
s aa; е&жу- rtvinii. г к =*№ w
. ЬКИСПЛС H3 tb. Jttyutfc *» I 2 1 T ■ *______________
il l I III II il ibM'/tiW
ке-i миюестдом омекюэам •ШеСЙ fia OTU I OfWJJU тдтж.
. .
¡¿'опия .1 ииш>чУичиш
Рис, 5. Вид окна «Задания для самостоятельной работы»
Разработку электронного учебника по дисциплине «Математика и информатика», содержащего из курса алгебры раздел «Основные алгебраические структуры» (рис. 6), было решено осуществлять на языке гипертекстовой разметки HTML, а в качестве визуального редактора языка HTML был выбран программный продукт Macromedia Dreamweaver, который, эмитируя окно браузера, позволяет добиться удобного и гармоничного размещения учебного материала на экране компьютера.
При разработке данного учебника использовалось следующее программное обеспечение:
• операционная система Windows ХР;
• среда разработки Macromedia Dreamweaver MX;
• для конструирования и редактирования графических изображений: Adobe PhotoShop 8,0 CS, Macromedia Flash MX.
Электронный учебник работает под управлением операционной системы Microsoft Windows ХР при поддержке программы Microsoft Internet Explorer версии 5.0 и выше и разрешении экрана от 1024x768 точек и выше.
Основным полшмзи сопрекинной ютвштмхн явяипя ПОЯ ЯТИ* ВДГ*£р*К'1«еКО* етрртгурьг, D ЧАСТНОСТИ, груапы Теория групп-зю йатсиатнческая двсцчггдшга. црадм^т&мтсоторок ладдапл, пь существу. симметрия - вэлчтке, 'даативяссяе иксу явлений окружающего нас аира п ннмощг* ч}чгткч»йн<. важное lKA4iHne В наук. TÎXMSWÎ К BÎKyiiTSt
и. От ношение, при котором каждой уп-гряд^чеингй парс Га, Ь.5 здемгятгв кнсжсстес И сгавггсл в ;;'-от?гп:т£не »динетвенкыЯ элемент с га этого же tm vxeCŒa, иаэшя&тъябинернеИ ал&браич.ккай onepaïtneil, определяемой ял множестве И
Бяпариие птеЛрлвчвсгнг опедояяк облиичакгг диач^см *, в Записывают. а * f *яп« к6а г . Эгенмгт с naaimaK>T результатом бинарной ллгебрапдомй OJJipaiHiH идти MWHf щ<й тпшзд й
Y^.ur бинзркмп алгебраически* онераЫиЛ tyHMWjWll нульивегние (куяьфчче), унарные, тернарные, л-арные операпмя
/О’.аадгвыЛ алгебраической опершее« ка ывожвстееМ яаамвастмявделенсе (фюхадМЗ мКАЛО-пнРудь «¡евеита нмож? ctbi
Неда здждему ?яек*чту in М соьтвстлтвует другой (яле тот же) заемсят кз М. то операция нмывктел Гнармй. Уяаркую операцию дазыв-ист тиссе aiupamofùM.
Оперьипя. лрп свторой к игнтлы из множества М {ответствует япк<тк)№ий алемеят вэ- Ы, называется ч-$р:юй пен ''Пкраввсй ранга я
Рис. 6. Страница, содержащая один из параграфов
С помощью Macromedia Flash было создано приложение для проведения лекционных занятий по теме «Линейное пространство». При создании приложения был использован эффект книги, которую можно пролистать, выбирая нужный параграф из оглавления (рис. 7).
■¿*
ш*
2%’
ь
£
ь
$
£
а»
■С
£
&
£
Jä*
?
£
iff
§ 4. Основные алгебраические структуры
Рис. 7. Окно Macromedia Flash электронного учебника по курсу «Алгебра»
Одним из элементов учебно-методического комплекса является также и электронный практикум по дисциплине, разработанный на языке программирования НТМЬ, который можно запустить на любом Интернет браузере или даже выложить как Интернет-ресурс. Также использованы 1ауа-скрип-ты, что позволяет человеку, решившему определенный пример, узнать правильность решения, вписав ответ в специально созданное для этого текстовое поле и нажав кнопку «проверить» (рис. 8).
Рис. 8. Титульная страница электронного практикума по теме «Теория многочленов»
Основными дидактическими функциями, реализуемыми электронным практикумом являются - информационная, систематизирующая, и самообразовательная.
Рис. 9. Фрагмент презентации рекомендуемой литературы по курсу высшей алгебры
Электронные конспекты лекций в виде презентаций, подготовленные с помощью офисного программного пакета Microsoft PowerPoint, представляют собой наборы слайдов по каждой из тем учебного курса, которые могут быть оформлены в сочетании с анимационными, цветовыми и звуковыми эффектами, повышающие уровень эстетического освоения информации. Формы использования презентации зависят, как от содержания занятия, так и от цели, которую ставит преподаватель. В качестве примера в данной статье представлен небольшой фрагмент презентации, составленный средствами PowerPoint (рис. 9, 10).
Рис. 10. Фрагмент презентации «Группы, подгрунпы»
Одной из особенностей электронных конспектов в виде презентаций является наличие в каждом из них структурно-логических схем изучения темы дисциплины, что обеспечивается логической последовательностью вывода на экран основных элементов изучаемой темы.
Информационно-справочная система представляет собой электронную гипертекстовую структуру и включает электронный словарь-справочник основных понятий, определений и теорем курса алгебры. Информационносправочная система является своего рода инструментальной программной оболочкой, к дидактическим функциям которой отнесем информационную, систематизирующую и самообразовательную составляющую.
Для обеспечения контрольно-оценочных функций при изучении учебной дисциплины «Алгебра» предусмотрено наличие автоматизированной системы оценки и контроля знаний обучающихся, который реализован в виде контрольно-обучающих программ, позволяющих пользователю самостоятельно осуществлять оценку усвоения им приобретенных знаний. В отличие от традиционных методов, которые не позволяют преподавателю осуществлять оперативный контроль при обучении, компьютер, благо-
даря наличию обратной связи, предоставляет ему такую возможность, обеспечивая выявление и исправление ошибок студентов непосредственно в процессе обучения. Работая с группой студентов, преподаватель не имеет информацию о правильности восприятия изучаемого материала каждым из них в отдельности. Не выявленные вовремя ошибки закрепляют неверные представления в усваиваемой области знаний, устранить которые впоследствии весьма трудно. Компьютер позволяет проверить все ответы, а во многих случаях он не только фиксирует ошибку, но и довольно точно определяет ее характер, что помогает вовремя устранить причину, обусловившую ее появление. Кроме того, компьютерная диагностика ошибок позволяет проводить занятия с учетом индивидуальных особенностей обучаемых. Контроль одного и того же материала может осуществляться с различной степенью глубины и полноты, в индивидуальном темпе, а также в индивидуальной (часто выбираемой самим студентом) последовательности.
Обобщая сказанное, подчеркнем, что разработка научно-методического обеспечения курса алгебры в педагогических вузах на основе использования информационных технологий, ориентированного на личностное развитие будущих учителей математики и информатики позволит повысить интерес и мотивацию к изучению дисциплины, визуализировать учебный материал, реализовывать технологии личностно-ориентированного обучения, а следовательно произойдет повышение уровня развития профессионально важных качеств, педагогической компетентности будущих учителей.
Библиографический список
1. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования: специальность 032100 Математика. - М.: МО и науки РФ, 2005. -21с.
2. Захарова, И. Г. Информационные технологии в образовании. - М.: Издательский центр «Академия», 2005, - 192 с.
УДК 001.8
В. А. Анисимова
МЕТОД НАУЧНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КАК ОСНОВА АНАЛИЗА С ТРУКТУРЫ СОДЕРЖАНИЯ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
Моделирование как метод научных исследований завоевало прочное место во многих точных науках (математике, химии, физике). В последнее время его довольно широко стали применять в дидактических и методичес-
