CC BY
15ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО ПРИ ОБУЧЕНИИ ШКОЛЬНОГО КУРСА МАТЕМАТИКИ С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ
МАТЕМАТИКИ MAPLE Ибрагимов Раскул
д.п.н., профессор ЮКГПУ https://doi.org/10.5281/zenodo.10113248
Закон Республики Казахстан «Об образовании» определяет одну из задач системы образования страны как создание необходимых условий для качественного образования, направленного на формирование и профессиональное развитие личности на основе национальных и общечеловеческих ценностей [1]. Закон Республики Казахстан «Об информатизации» устанавливает правовые основы информатизации в стране, регулирует общественные отношения, возникающие при создании, использовании и защите электронных информационных ресурсов и систем [2]. В связи с этим применение новейших информационных технологии в преподавании математики в средней школе стало актуальной проблемой педагогики.
Использование новых возможностей информационных технологий в обучении математике в средней школе, включая компьютерные программы, разработанные специально для этого предмета, сейчас очень актуально и эффективно. Обучающие программные обеспечения компьютерных систем предоставляют большие возможности для передачи новых понятий, они обеспечивают новое качество, сохраняя при этом традиционные методы обучения. В основе данных инструментов лежит модернизация обучения, повышение эффективности, активности и познавательной деятельности школьников, совершенствование механизмов образного мышления.
Использование компьютеров в учебном процессе в процессе информатизации образования - одно из ключевых звеньев реформирования системы образования. Считается, что без использования компьютеров невозможно радикально изменить метод и состояние обучения, содержание обучения в соответствии с потребностями современного общества [38].
В настоящее время программные пакеты систем компьютерной математики широко используются для решения математических задач, возникающих в сфере образования.
Системы компьютерной математики, сформировавшиеся в последние годы, определяются как новое научное направление, как система теоретических, методологических, информационных и программных средств, выполняющих математические вычисления в диалоговом режиме с помощью компьютера. В данную сферу принадлежат Maple, Geogebra, MathCAD, MATLAB, Mathematika, Maxima, Scilab и другие СКМ. По мере развития систем они образуют независимый информационно-технологический аппарат математики, позволяющий решать многие задачи быстрее и с достаточной точностью. В связи с текущим процессом информатизации в сфере образования в Казахстане, в Интернете предоставлено много информации об эффективных и востребованных программах систем компьютерной математики, применяемых в данных областях.
В компьютерной программе Maple разработана автоматизированная система для решения основных математических, алгебраических, тригонометрических, логарифмических и экспоненциальных уравнений и неравенств, выражений и различных
задач. Таким образом, данная программа позволяет преподавателям и учащимся наилучшим образом использовать учебное время при обучении математике в средней школе.
При использовании программного обеспечения Maple для решения математических задач учащиеся становятся более мотивированными к обучению. Также СКМ Maple можно использовать для проверки и контроля знаний учащихся. На рисунке 1 представлены дидактические возможности применения СКМ Maple в преподавании школьного курса математики.
Рисунок 1 Дидактические возможности использования СКМ Maple в преподавании школьного курса математики
Основная компонента СКМ Maple - это ядро системы. Оно включает в себя сотни основных функций и алгоритмов. Оно также содержит базовую библиотеку операторов, команд и функций.
Методика использования системы компьютерной математики Maple определяется соотношением целей и конечного результата и является инструментом для решения учебных задач. Здесь необходимо учитывать объективную часть, которая характеризуется стабильностью правил, существующих в любом методе, и субъективную часть, которая характеризуется личностью учителя, спецификой учащихся, конкретными ситуациями. В объективную часть входят дидактические правила, требования закона и законности, общие для всех нормы и правила, а также постоянные составляющие цели, содержания и формы образовательной деятельности. Объективное и субъективное согласование в методике
использования системы компьютерной математики Maple позволяет добиться оптимальной эффективности учебной деятельности и достичь высоких результатов.
Методика использования компьютерной математической системы Maple имеет три основных этапа (Рисунок 2).
Первый этап заключается в подготовке к использованию программного обеспечения Maple при обучении математике в школе. На первом этапе изучаются основная информация по компьютерным математическим системам. Исследуются общие характеристики КМС и их основные возможности применения в преподавании школьного курса математики. Далее более подробно изучается программный пакет Maple. Происходит ознакомление со средой программы и основами разработки алгоритмов в программном пакете Maple.
Второй этап заключается в разработке программного пакета Maple для обучения математике в школе. Разрабатываются принципы выбора тем при обучении школьной математике. Далее курс обучения классифицируются по темам и выявляются возможности Maple по обучению данным темам. Разрабатываются алгоритмы и коды программы Mapleдля типовых задач по каждой теме. Тестируются решение задач по каждой теме с использованием программного пакета Maple.
На третьем этапе происходит оценка и контроль со стороны учителя. Учитель оценивает знания учащихся, исправляет ошибки, допущенные учащимися. Учащиеся же в свою очередь оценивают друг друга и себя. В период обучения ученикам периодически задаются индивидуальные задания, состоящих из базовых задач школьного курса математики. Ученик самостоятельно выполняет каждое задание и может проверить правильность своего решения с помощью программы КМС Maple. Для этой цели разработаны учебные пособия содержащее стандартные задачи курса и их решения с применением процедуры компьютерной математической системы Maple. Ученик может не только проверить правильность своего решения задач, но и может усовершенствовать и предложить иное решение с помощью разработки нового алгоритма на КМС Maple. Данная форма обучения позволяет вызвать интерес учащихся к самостоятельной работе.
Уроки с использованием системы компьютерной математики Maple очень вариативны, зависят от конкретных обстоятельств и возможностей учителя, различаются по типу, структуре и продолжительности урока. Особенности организации таких уроков следующие:
- Учебный материал разбит на небольшие части;
- Процесс обучения состоит из серии шагов, которые включают в себя часть знаний и умственную деятельность по их усвоению;
- каждый шаг завершается контрольным (вопрос, задание и т. д.);
- Ученик получает новое содержание учебного материала при правильном выполнении контрольных заданий и выполняет следующий шаг обучения;
- В случае неправильных ответов ученик может получить помощь и дополнительные объяснения;
- каждый ученик работает самостоятельно и усваивает учебный материал в разумных темпах (объем выполняемой работы не должен быть меньше запланированного минимума);
- фиксируются результаты тестов, которые известны как ученикам (внутренняя обратная связь), так и преподавателю (внешняя обратная связь);
- Педагог выступает организатором обучения и помощником при возникновении затруднений и реализует методику поиска;
- Эффективность организации образовательной деятельности в программе с использованием компьютерных ресурсов обучения зависит от поставленных задач и используемых методов и приемов.
Формирование и наладка процесса применения системы компьютерной математики Maple несложно. Для этого существуют языки высокого уровня с обширной библиотекой утилит. Основной задачей разработчиков компьютерных обучающих программ для учащихся является создание сценариев, имеющих дидактическую ценность и учитывающих мыслительные способности этих учащихся.
Компьютерная программа должна быть направлена на достижение конечной цели учебного процесса - получение необходимого объема знаний, формирование определенных навыков и умений. Методика использования компьютерной математической системы Maple как инструмента формирования познавательной активности учащихся в процессе математической подготовки требует определенных методических особенностей обучения, отвечающих поставленным целям и конечному результату. Особенно:
- Использование системы компьютерной математики Maple как инструмента, позволяющего расширить наглядно-иллюстративную базу курса алгебры в школе. Он предполагает использование готового оборудования, разработанного учителем через систему компьютерной математики Maple.
- использование компьютерных обучающих программ, позволяющих развивать у студентов умение работать с алгоритмами. Таким образом у школьников вырабатывается четкий стиль мышления, усваивается учебник.
- Использование компьютерной математики для решения алгебраических задач Maple. Компьютерные ресурсы для обучения позволяют загружать все задания на машину.
- использование компьютерных ресурсов при решении задач визуализации геометрических объектов. Это включает длину среза, площадь фигуры, размер тела и т. д. очень важен для выполнения вычислительных задач. Например, основные геометрические формы, такие как сечение, круг и его закрашенная область, могут быть созданы с помощью компьютерных программ.
В целях дальнейшего развития типологии компьютерно-ориентированных математических задач рассмотрим основные типы задач по математике в старших классах, их особенности и задачи для реализации в учебном процессе, а также возможности их решения с помощью системы компьютерной математики Maple.
REFERENCES
1. Закон Республики Казахстан «Об образовании». - Астана, 2007
2. Государственная программа развития образования в Республике Казахстан на 20112020 годы // Егемен Казахстан,14 декабря 2010 г., № 529-532 (26375) .- 2010. - 3 с.
3. Ергалиев, Е. К., &Мадияров, М. Н. (2017). Использование математических пакетов в преподавании математики.
4. Барышкин, А. Г., Шубина, Т. В., & Резник, Н. А. (2005). Компьютерные презентации на уроке математики. Компьютерные инструменты в образовании, (1).
5. Герман, Ю. В., &Каллаур, Н. А. (2008). Применение компьютерных технологий на уроках математики.
6. Розакова, Л. И. (2010). Методы математического и компьютерного моделирования в СКМ Maple графических и анимационных материалов для школьных курсов математики. Филология и культура, (21).
7. Балдесов, Д. А. (2020). Об эффективности использования математического пакета maple в учебном процессе.
