CC BY
48
М I I гтт
4- п пмхп
шормаиюмые тшоаогпп
ОРГАНИЗАЦИЯ ПОДГОТОВКИ УЧИТЕЛЕЙ МАТЕМАТИКИ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В. И. Сафонов, кандидат физ.-мат. наук, докторант кафедры методики преподавания математики Мордовского государственного педагогического института им. М. Е. Евсевьева, ш Саранск
Проблему подготовки специалистов, обладающих необходимыми математическими знаниями и определенной информационной культурой можно успешно решить только при комплексном подходе. Сфера образования при этом должна играть главную роль. Умение обрабатывать различные виды информации с помощью компьютера и потребность в использовании информационных технологий в своей деятельности должны стать важными и для ученика (для его дальнейшего самоопределения и успешной социализации), и для современного учителя (для его профессионального становления и развития). Известно также, что информатика имеет определенную связь с методикой обучения математике [1].
Вопрос использования информационных технологий в учебном процессе обсуждается достаточно широко. Ему посвящено множество научно-методических исследований, конференций различных уровней, публикаций и др. Однако камнем преткновения в данном вопросе всегда был и остается выбор программного средства, на основе которого будет построена компьютерная технология
96
обучения какому-либо предмету. Особенно сложен данный выбор при обучении математическим дисциплинам, так как в этом случае перечень средств намного шире, чем при обучении гуманитарным дисциплинам.
В настоящее время проблема выбора компьютерных средств обучения является не менее острой, чем проблема их отсутствия в недавнем прошлом. На начальном этапе появления компьютерной технологии обучения1, когда еще не было обучающих программных средств, компьютеризацией образования занимались, в основном, энтузиасты, причем, не у всех была необходимая для этого подготовка. Основным средством создания компьютерных средств обучения (как, впрочем, и одним из основных разделов информатики) был какой-либо алгоритмический язык программирования. С его помощью создавались обучающие или контролирующие
1 В статье сохранена авторская терминология, однако редакционная коллегия считает уместным в данном контексте использовать термин «информационные нхно.юпш» и отмечает, что полного синонимического соответствия между обозначенными терминами нет.
м i i m
-ф- п ПЖШ
программы, посвященные, как правило, какой-то одной теме или разделу изучаемой дисциплины. Текстовые и графические редакторы использовались для создания раздаточных материалов. Стоит также отметить и неоднородность парка компьютерных классов, зачастую несовместимых. В этих условиях говорить о централизованном внедрении компьютерных технологий обучения в учебный процесс было просто нереально.
Следующий этап, который можно отнести к настоящему времени, характеризуется появлением программных продуктов, обладающих, кроме специализации, различной степенью интеграции возможностей, например:
- наличие в одном программном продукте функций другого. Так, в текстовом процессоре, наряду с набором и форматированием текста, возможно создание графических изображений, диаграмм, таблиц (причем, с возможностью вычислений в них), что изначально не было свойственно текстовым редакторам;
- возможность добавления объектов, созданных с помощью других программных средств. Например, таблицу, созданную в табличном процессоре, можно добавить и в текстовый процессор, и в систему управления базами данных и т. д.
Данный этап предоставляет широкие возможности для образовательного процесса: создание раздаточного материала с Добавлением различных объектов: таблиц, диаграмм, формул, рисунков и др.; создание мультимедийных презентаций с использованием анимации, аудио- и видеоинформации; создание Щй^-сЛШ классов, школ и т. д.; поиск различных материалов в глобальной информационной
Информационные технологии
сети Internet. Говоря об информатизации образования, зачастую перечисляют именно эти достижения, тогда как информатизация подразумевает формирование потребности использования информационных технологий в учебной, профессиональной и повседневной деятельности; внедрение новой компьютерной технологии обучения в учебный процесс; использование компьютерной техники в качестве средства обучения и др.
Применение компьютерной техники только в качестве демонстрационного средства в различных вариантах нельзя отнести к компьютерной технологии обучения: с этой задачей могут справиться плакаты, диапроектор, другая демонстрационная техника. Так что же отличает компьютерные технологии обучения? Почему она противопоставляется традиционной методике, но в то же время изыскиваются способы их интеграции? Информатизация образования - это, в первую очередь, использование компьютерной техники и специализированного программного обеспечения в качестве активного средства обучения. Здесь необходимо определиться с теми возможностями, которые могу т на современном этапе дать компьютерные технологии обучения конкретным учебным дисциплинам.
Действительно, для преподавания гуманитарных дисциплин более необходимы демонстрации, поиск различной справочной информации, общение, путешествия. Если же говорить о предметах естественно-научного цикла, то здесь, помимо указанного, будут востребованы компьютерное моделирование и исследование различных объектов, явлений и процессов; машинная реализация вычисли-
99
М I I гтт
4- п пмхп
Казанский педагогический журнал
тельных алгоритмов; графическое представление полученных результатов и т. д. В этом плане компьютер предоставляет возможности, которые не может дать ни одно другое средство обучения. А появление новых специализированных программных средств позволяет говорить о переходе к качественно новому этапу использования компьютерной технологии обучения в учебном процессе. Рассмотрим основные типы программных обучающих продуктов и укажем направления их использования при изучении естественно-математических дисциплин.
1. Электронные энциклопедии, справочники, пакеты мультимедийных демонстраций («Медиатека Кирилла и Мефодия», энциклопедия «Ученые, Изобретения, научные открытия, чудеса техники», демонстрационные пакеты, «Открытая физика» и многие Другие) - предназначены для предоставления справочного и наглядного учебного материала. Как правило, содержат структурированную справочную информацию, систему поиска и навигации, схемы, анимационные и видеоролики. В настоящее время практически все такие пакеты имеют аудио-сопровождение. Некоторые программы обладают определенной степенью интерактивности демонстраций, то есть позволяют производить изменение ряда параметров с изменением визуального представления демонстрируемого объекта или процесса.
Подобные пакеты можно использовать на уроках при объяснении нового материала, формировании понятий ит. п., а также для организации внеучебной Деятельности. Для работы с ними от пользователя требуется наличие компьютерной грамот-
100
2'2006
ности. Учитель или ученик должен уметь включать компьютер и демонстрационное оборудование (при наличии), запускать программы, работать с элементами управления и гиперссылками.
2. Виртуальные лаборатории («Живая геометрия», «Живая физика» и др.) можно отнести к инструментальным средствам обучения. Они, как правило, обладают наборами готовых объектов, для которых заданы основные свойства.
Например, пакет «Живая геометрия» предназначен для изучения основных геометрических объектов и их характеристик. Это электронный аналог готовальни, позволяющий создавать красочные интерактивные чертежи, а также выполнять различные измерения. Программа позволяет организовать деятельность учащихся по построению геометрических объектов и исследованию их свойств, доказательству утверждений, анализу, а также по решению задач, головоломок. Кроме этого, она может помочь обнаружить закономерности в наблюдаемых свойствах геометрических фигур; при формулировании теорем, последующего их доказательства; при подтверждении уже доказанных теорем; и для развития их понимания. Пакет рекомендуется для применения на уроках математики в 6-9 классах, информатики, черчения, а также в различных формах внеклассной и внешкольной работы.
Подобные пакеты могут использоваться на уроках: либо учениками - в качестве средства решения задач, либо учителем - в качестве средства предоставления учебной задачи путем оформления определенного сценария, позволяющего органи-
м i i m
4 œ; пжш
зовать демонстрацию задачи и ее решения, вызов справочной информации и т. п. Все это способствует индивидуализации работы учеников.
3. Учебно-методические комплексы («Математика 5-6», «Алгебра 7~ 11», «Планиметрия 7-9», «Стереометрия 10-11» и др.) реализуют компьютерную технологию обучения математике. В их состав, как правило, входит ряд модулей, предназначенных Для предоставления структурированной учебной информации с включением демонстраций (объектов, процесса решения задач и др.), построения изучаемых объектов, проведения зачета по определенной теме. Результаты обучения и контроля фиксируются и могут быть в любой момент времени получены учителем для последующего анализа.
Одним из ярких примеров является комплекс «Все задачи школьной математики». Он полностью охватывает курс математики для средней школы и имеет многоуровневую дифференциацию по сложности: от простейших примеров до задач вступительных экзаменов в вузы. Особенность комплекса - согласованные модули для учителей и для школьников, позволяющие с максимальной эффективностью использовать предоставляемые материалы в учебном процессе. Программа содержит следующие технологические компоненты: систему пошагового интерактивного решения задач; редактор формул, позволяющий записывать любые математические выражения; экспертную систему разбора математических выражений, позволяющую анализировать действия пользователя, находить ошибки и давать рекомендации по их исправлению; модуль представления графиков.
Информационные технологии
Подобные комплексы могут быть использованы на любом этапе урока, а также при его подготовке и для организации самостоятельной работы. При этом применение их должно быть целесообразным и грамотным.
4. Игровые обучающие программы направлены на изучение учебных предметов в игровой форме. Это, например, квесты «Математикус.; обучение с приключением», «Физикус», «Биотопия», интерактивные лаборатории, большой класс развивающих и обучающих игр. Следует выделить игры для детей младшего школьного возраста: « Вундеркинд • ». «Веселая математика», «Трое из Простоква-шино. Математика с Дядей Федором» и др. Такие программы позволяют повысить интерес к изучаемым предметам, а также проводить обучение математике параллельно с организацией досуга.
Кроме перечисленных обучающих средств можно выделить программное обеспечение, которое также можно задействовать при обучении математике. Их использование подразумевает наличие достаточно высокой степени информационной культуры, как учителя, так и учеников. Это, например: пакеты символьной математики (Maple, Mat LAB, Dérivé, Mathcad и др.); табличные процессоры (Quattro Pro, MS Excel и др.); пакеты статистической обработки данных (Statistica, Stat Graphics и др.).
Указанные пакеты могут быть с успехом применены для решения математических Задач (простейшие вычисления, задачи оптимизации, уравнения с частными производными), проведения статистических расчетов, компьютерного моделирования и др. Все операции производятся
101
М I I гтт
4 П П1ХП
Казанский педагогический журнал
визуально, имеется набор встроенных математических и других функций, возможность графического представления полученных результатов. Задействовать такие пакеты лучше всего в старших классах с углубленным изучением математики на уроках алгебры и начал анализа.
Стоит особо отметить использование в учебном процессе языков программирования. С них начиналась история внедрения информационных технологий в обучение. Некоторые исследователи полагали (и полагают сейчас), что программирование должно вхоДить в состав понятия «информационная культура». Действительно, есть ряд преимуществ в изучении языков программирования: формирование алгоритмической культуры, возможность реализации собственных алгоритмов, необходимость знания основ работы компьютера и др.
Приведенный обширный перечень средств должен внушать определенный оптимизм в плане перспектив организации компьютерной поддержки изучения математических дисциплин. Однако возникают вполне закономерные вопросы, например:
- возможен ли гарантированный положительный эффект от использования подобных средств на уроках математики?
- всеми ли этими средствами учитель математики обязан владеть?
- как осуществлять выбор средства в зависимости от изучаемой на уроке математики темы?
- стоит ли осваивать эти средства, если в ближайшем будущем возможно появление более совершенных? и т. д.
Подобные вопросы, на наш взгляд, являются следствием незнания основ компьютерной технологии обучения,
Ю2
2'2006
ее сущности и назначения. До сих пор можно слышать мнение, что при использовании компьютера на уроке (и в любой другой деятельности) учителю нет необходимости прикладывать существенных усилий: компьютер все сделает сам. Другое мнение - не стоит менять традиционную систему обучения математике путем привлечения компьютерной технологии. Такие подходы свидетельствуют, как правило, о низкой информационной культуре их сторонников.
Как показывают исследования педагогических и психологических наук, применение информационных технологий в процессе обучения способно привести к улучшению его результативности за счет эволюции методов обучения, использования новых средств обучения и др. Однако применение должно быть грамотным и обоснованным. Таким образом, на первый план выходит проблема подготовки учителя к Использованию информационных технологий в учебном процессе, С одной стороны, ответы на поставленные выше вопросы, должные быть получены учителем в процессе его подготовки, с другой -будущий учитель должен быть способен к самостоятельному поиску ответов на вновь возникающие подобные вопросы.
Данная задача является достаточно сложной, однако вполне решаемой. При подготовке учителя математики и информатики изучаются практически все указанные в статье средства, а на старших курсах раскрывается методика их использования на уроках. Такой подход позволяет надеяться на формирование подлинной информационной культуры учителя и готовности к ее совершенствованию.
М I I гтт
-ф- П МП ПЕЛ
В указанном контексте актуальными являются следующие направления подготовки учителя к использованию информационных технологий в учебном процессе;
- формирование компьютерной грамотности;
- овладение типологией педагогических программных средств;
- ознакомление с готовыми педагогическими программными средствами по предмету;
- формирование умения создавать ППС с использованием инструментальных программных средств;
- ознакомление с компьютерной технологией обучения и дополнительными возможностями, которые она предоставляет наряду с традиционной технологией;
- подготовка учителя к организации и проведению различных форм работы по предмету с использованием вычислительной техники.
Данные направления реализуются в ходе подготовки учителя математики и информатики. Студенты, кроме изучения разделов математики и информатики, изучают такие курсы, как «Теория и методика обучения математике», «Теория и методика обучения информатике», «Информационные технологии в обучении математике», «Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа-технологии в образовании», «Компьютерное моделирование» и др. Например, целью курса «Информационные и телекоммуникационные технологии в образовании» является освоение современных информационных технологий и электронных средств общения и обмена информацией, используемых в образовании. Изучение понятий информационной технологии обучения и
Информационные технологии
методики ее использования в учебном процессе является первым разделом курса. В следующей его части рассматриваются основы создания автоматизированных обучающих систем с использованием специализированных программных средств. Результатом освоения данного раздела является самостоятельная разработка образовательных \¥еЬ-документов и сайтов. Отдельно рассматриваются такие вопросы, как проблема использования готовых программных средств учебного назначения: электронных учебников, специализированных пакетов, тестовых оболочек, энциклопедий и др.; состав и использование образовательных Интернет-ресурсов; основы и особенности дистанционного образования. Также изучаются педа-гогнко эргономические условия безопасного и эффективного использования вычислительной техники, информационных и коммуникационных технологий в образовательных целях. Студент должен уметь применять полученные знания для создания и редактирования векторных и растровых изображений, использовать готовые мультимедийные программы учебного назначения в своей будущей профессиональной деятельности. При этом важно научить студента пользоваться теми программными продуктами, которые уже имеются в школах.
Таким образом, в педвузах организована целенаправленная подготовка студентов к использованию информационных технологий в своей будущей деятельности, что создает определенные предпосылки качественного изменения обучения математике. Основой совершенствования учебного процесса должно стать
ЮЗ
М I I гтт
4 П П1ХП
Казанский педагогический журнал
активное Использование компьютерной техники совместно со специализированным программным обеспечением, над созданием которого трудились не отдельные энтузиасты, а большие коллективы. В состав этих коллективов сейчас входят педагоги, психологи, специалисты по конкретной области знаний, дизайнеры, художники и др.
отметим проникновение в сферу образования искусственного интеллекта, представленного экспертными системами, позволяющими оценивать уровень знаний и умений; находить оптимальный алгоритм решения задач; принимать решения в области
2'2006
управления и т. д. Все Перечисленное требует освоения и активного внедрения компьютерных технологий обучения в учебный процесс. Именно изучение математических дисциплин должно способствовать этому, так как в свое время вычисления с использованием компьютера стали первыми вехами на пути его внедрения в сферу образования.
Литература:
1. Саранцев Г. И. Методика обучения математике в средней школе: Учеб. пособие для студентов мат. спец. мед. вузов.
ИНФОРМАЦИОННАЯ КУЛЬТУРА БУДУЩЕГО ПРЕПОДАВАТЕЛЯ ИНОСТРАННОГО ЯЗЫКА КАК ФАКТОР ЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
О. В. Иванова, старший преподаватель. Марийский государственный педагогический институт им. Н. К. Крупской, г, Йошкар-Ола
Как показывает анализ современных источников (работы Б. С. Гер-шунского, П. И. Образцова, А. И. Тихонова, Е. И. Машбиц, И. В. Роберт, Г. К. Селевко, Г. Г. Воробьева, Е. С. По-лат и др.), в последние годы во всем мире произошло осознание фундаментальной роли информации в общественном развитии, которое повлекло за собой рассмотрение таких феноменов, как информационные ресурсы, информатизация, информационное общество.
Анализ характеристик, присущих информационному обществу, позволяет вычленить проблему подготовки человека к жизни в информационном обществе, неразрывно связанную с кардинальными изменениями, происходящими в системе образования. Вхож-
Т04
денйе человеческой цивилизации в информационное общество предъявляет дополнительные требования к системе образования.
В настоящее время в РФ в рамках реализации масштабного проекта «Информатизация системы образования» создаются условия для системного внедрения и активного использования информационных технологий в системе среднего и высшего образования для обеспечения доступности, качества и эффективности образовательных услуг.
Одним из необходимых условий успешного развития процессов информатизации образования является профессиональное развитие педагогов. Сегодня Для решения данной задачи все шире начинают использо-
