Научная статья на тему 'СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ КОМПЬЮТЕРНОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ УРОКОВ ГЕОМЕТРИИ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ GEOGEBRA'

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ КОМПЬЮТЕРНОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ УРОКОВ ГЕОМЕТРИИ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ GEOGEBRA Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
57
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОБУЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИИ / ЦИФРОВАЯ СРЕДА / ЦИФРОВЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ / МОДЕЛЬ СОПРОВОЖДЕНИЯ УРОКОВ ГЕОМЕТРИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ GEOGEBRA

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Мозговая Мария Александровна

В связи с цифровизацией общества, изменения происходят и в образовательной среде. Созданная цифровая образовательная среда, способствует реализации целей федеральных государственных образовательных стандартов: повышению качества обучения и формированию компьютерной компетенции обучающихся основной и средней школы. Возникает необходимость поиска новых методов и средств обучения математике, в целом, и геометрии, в частности, с применением цифровых средств обучения. Одним из аспектов обеспечения цифрового обучения является использование систем динамической геометрии. Среди образовательных математических программ, одним из самых востребованных инструментов включающих в себя геометрию, алгебру, таблицы, графы, статистику и арифметику в одном пакете является GeoGebra. Для решения задач исследования необходимо рассмотреть структурно-функциональную модель компьютерного сопровождения уроков геометрии по решению стереометрических задач с использованием GeoGebra.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STRUCTURAL AND FUNCTIONAL MODEL OF COMPUTER SUPPORT OF GEOMETRY LESSONS FOR SOLVING PROBLEMS USING GEOGEBRA

Due to the digitalization of society, changes are also taking place in the educational environment. The created digital educational environment contributes to the implementation of the goals of federal state educational standards: improving the quality of education and the formation of computer competence of primary and secondary school students. There is a need to search for new methods and means of teaching mathematics, in general, and geometry, in particular, using digital learning tools. One of the aspects of providing digital learning is the use of dynamic geometry systems. Among educational mathematical programs, one of the most popular tools including geometry, algebra, tables, graphs, statistics and arithmetic in one package is GeoGebra. To solve the research tasks, it is necessary to consider a structural and functional model of computer support of geometry lessons for solving stereometric problems using GeoGebra.

Текст научной работы на тему «СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ КОМПЬЮТЕРНОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ УРОКОВ ГЕОМЕТРИИ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ GEOGEBRA»

Тема «Вежливость». Цель: развивать умение убеждать, аргументировать, строить доказательства, развивать умение осуществлять все формы учебного диалога вести дискуссии, споры. Содержание: упражнение «Ласковые имена», просмотр и анализ мультфильма, упражнение «Добрые слова».

В процессе коррекционно-развивающей работы нами были использованы следующие методы и приемы: словесные (беседы, объяснения, вопросы), наглядные (наблюдение, демонстрация мультфильмов), практические (выполнение упражнений и заданий), примеры практических методов подробнее описаны ниже.

Детям очень понравилось упражнение «Общее дело». Его цель состоит в развитии навыков сотрудничества и взаимопомощи друг другу, а также для выражения своих эмоций и чувств. Школьникам предлагалось представить, что они отправились в путешествие в волшебную страну, но они не знают, как туда добраться, поэтому необходимо нарисовать карту будущего путешествия и его маршрут. Дети должны договориться между собой перед тем, как начать рисовать, а потом распределить, кто и что будет рисовать. По окончанию упражнения происходит его анализ. Также очень эффективным является упражнение «Мои любимые вещи». Выполнение этого упражнения помогает младшим школьникам раскрыть понятие «умение слушать». Упражнение делается в парах, каждый по очереди рассказывает соседу о какой-нибудь его любимой вещи. Надо постараться объяснить, почему именно эта вещь ему дорога. Нужно внимательно слушать и запоминать, о чем говорит партнер. Потом дети меняются ролями. После упражнения происходит анализ его выполнения.

Таким образом, реализация программы кружка «Хочу общаться» в образовательном процессе была направлена на повышение уровня развития коммуникативных навыков младших школьников с ОНР, что в свою очередь может сформировать у детей положительную мотивацию к образовательной и развивающей деятельности, а также развить у них навыки саморегуляции и самоконтроля своего поведения в школе.

Выводы. Для определения эффективности проведенной логопедической работы по развитию коммуникативных навыков у младших школьников с ОНР после завершения опытно-экспериментальной работы был проведен контрольный эксперимент. На этапе контрольного эксперимента использовались методики констатирующего эксперимента. Обобщив результаты контрольного эксперимента, мы выяснили, что в контрольной группе результаты не изменились, а в экспериментальной группе выделили также три группы испытуемых, которые характеризуются различными уровнями сформированности коммуникативных навыков: высокий уровень коммуникативных навыков продемонстрировали 4 обучающихся (27% от общего числа испытуемых), средний уровень выявлен у 7 обучающихся (46% от общего числа испытуемых), и низкий уровень выявлен у 4 обучающихся (27% от общего числа испытуемых). Таким образом, по окончании экспериментального обучения была выявлена положительная динамика: количество испытуемых экспериментальной группы с высоким уровнем увеличилось на 14%, количество испытуемых с низким уровнем уменьшилось на 7%.

Таким образом, результаты контрольного эксперимента доказали эффективность предложенной программы логопедической работы по развитию коммуникативных навыков у младших школьников с ОНР. Проведенная опытно-экспериментальная работа позволила приблизить показатели развития коммуникативных навыков испытуемых в большей части к среднему и высокому уровню.

Литература:

1. Дубина, Л.А. Коммуникативная компетентность старших дошкольников: Сборник игр и упражнений / Л.А. Дубина. - Москва: Книголюб, 2019. - 64 с.

2. Завалко, Е.А. Развитие коммуникативных навыков в речи детей школьного возраста: диссертация ... канд. филол. наук: 10.02.01 / Завалко Елена Александровна. - Самара, 2012. - 186 с.

3. Коноваленко, М.Ю. Теория коммуникации: Учеб. для бакалавров / В.А. Коноваленко, М.Ю. Коноваленко. -Москва: Юрайт, 2012. - 415 с.

4. Кошелева, Н.В. Развитие памяти и связной речи у школьников и взрослых с речевыми нарушениями речи: новые слова, словосочетания, фразы, рассказы, текст / Н.В. Кошелева, Е.Е. Каценбоген. - Москва: Владос, 2015. - 95 с.

5. Лисина, М.И. Потребность в общении / М.И. Лисина // Проблемы онтогенеза общения. - Москва: Педагогика, 2021. - С. 31-57. - URL: http://pedlib.ru/Books/3/0032/3_0032-1.shtml (дата обращения: 10.03.2023)

6. Привалова, С.Е. Коммуникативно-речевое развитие детей младшего школьного возраста: Учеб. пособие / С.Е. Привалова. - Екатеринбург: Урал. гос. пед. ун-т, 2015. - 203 с.

7. Шипицына, Л.М. Азбука общения. Развитие личности ребенка, навыков общения с взрослыми и сверстниками / Л.М. Шипицына, О.В. Защиринская, А.П. Воронова, Г.А. Нилова. - Санкт-Петербург: Детство-пресс, 2018. - 192 с.

Педагогика

УДК 378.51

старший преподаватель кафедры математики, физики и методики их преподавания Мозговая Мария Александровна

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Армавирский государственный педагогический университет» (г. Армавир)

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ КОМПЬЮТЕРНОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ УРОКОВ ГЕОМЕТРИИ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ GEOGEBRA

Аннотация. В связи с цифровизацией общества, изменения происходят и в образовательной среде. Созданная цифровая образовательная среда, способствует реализации целей федеральных государственных образовательных стандартов: повышению качества обучения и формированию компьютерной компетенции обучающихся основной и средней школы. Возникает необходимость поиска новых методов и средств обучения математике, в целом, и геометрии, в частности, с применением цифровых средств обучения. Одним из аспектов обеспечения цифрового обучения является использование систем динамической геометрии. Среди образовательных математических программ, одним из самых востребованных инструментов включающих в себя геометрию, алгебру, таблицы, графы, статистику и арифметику в одном пакете является GeoGebra. Для решения задач исследования необходимо рассмотреть структурно-функциональную модель компьютерного сопровождения уроков геометрии по решению стереометрических задач с использованием GeoGebra.

Ключевые слова: обучение геометрии, цифровая среда, цифровые инструменты, модель сопровождения уроков геометрии с использованием GeoGebra.

Annotation. Due to the digitalization of society, changes are also taking place in the educational environment. The created digital educational environment contributes to the implementation of the goals of federal state educational standards: improving the quality of education and the formation of computer competence of primary and secondary school students. There is a need to search

for new methods and means of teaching mathematics, in general, and geometry, in particular, using digital learning tools. One of the aspects of providing digital learning is the use of dynamic geometry systems. Among educational mathematical programs, one of the most popular tools including geometry, algebra, tables, graphs, statistics and arithmetic in one package is GeoGebra. To solve the research tasks, it is necessary to consider a structural and functional model of computer support of geometry lessons for solving stereometric problems using GeoGebra.

Key words: geometry teaching, digital environment, digital tools, model of co-teaching geometry lessons using GeoGebra.

Введение. В обучении геометрии в общеобразовательной школе в настоящее время обострилось основное противоречие между признанной ролью геометрии в развитии мышления обучающихся и низким уровнем геометрической подготовки обучающихся, который определяется результатами ОГЭ и ЕГЭ.

С одной стороны, решение геометрических задач способствует развитию логического мышления, умению обосновывать математические суждения, доказывать математические утверждения, с другой стороны, именно, геометрия показывает связь с окружающим миром, формирует пространственные образы и развивает пространственное мышление [1, 2].

В разрешении этого противоречия перед методикой обучения математике встаёт вопрос об обновлении методов обучения, необходима интеграция традиционных средств и методов обучения и цифровых технологий. Наглядный метод обучения дополняется компьютерным моделированием в динамических геометрических средах.

«Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 годы», утверждённая Указом Президента Российской Федерации , определила образовательную политику государства. Изменение образовательной среды, оснащение учебных организаций современным оборудованием и развитие цифровых инструментов для образовательной деятельности обуславливает обновление всех направлений работы педагогов по внедрению современных информационно-коммуникационных технологий в учебный процесс образовательных учреждений всех видов и уровней.

Изложение основного материала статьи. Одним из аспектов обеспечения цифрового обучения является использование систем динамической математики. В настоящее время в обучении используются программы динамической геометрии (DGS): живая математика, GeoGebra, Cinderella, Geometria, Cabri 3D, Kig, C.a.R., Geometrix, MathKit, GeoView, Математический Конструктор и др.

Созданная на их основе цифровая образовательная среда, способствует реализации целей федеральных государственных образовательных стандартов: повышению качества обучения и формированию компьютерной компетенции обучающихся основной и средней школы. Это обуславливает по-новому взглянуть на проблему обучения школьников успешному решению геометрических задач, поиска методических подходов, обеспечивающих единство традиционных и цифровых средств обучения геометрии.

Цифровая образовательная среда, включающая электронные образовательные ресурсы, дополняется интерактивными геометрическими средами, которые представляют собой программное обеспечение, позволяющее выполнять геометрические построения на компьютере таким образом, что при изменении одного из геометрических объектов чертежа остальные также изменяются, сохраняя заданные отношения. Это обеспечивает развитие умений обучающихся геометрического моделирования на компьютере, что способствует актуализации их когнитивной деятельности через создание сложных геометрических образов [3].

Одна из востребованных динамических программ - GeoGebra. На официальном сайте программы можно скачать версию под необходимую операционную систему (так же возможна установка на смартфоны и планшеты), обладает простым интуитивным интерфейсом, поддерживает русский язык и может использоваться в режиме on-line. Главным достоинством GeoGebra является возможность создания динамических чертежей, а так же возможность делиться, просматривать и редактировать работы других пользователей.

Геометрия как школьный предмет способствует овладению обучающимися умением логически рассуждать, доказывать, развивает навыки графического и символического представления математических знаний, письменного и устного обоснования решения задач, что в свою очередь играет важную роль в развитии математической речи обучающихся [4]. При отсутствии в школьной программе учебного предмета черчение вся графическая составляющая переложена на урок геометрии. Как показывают результаты ЕГЭ, уровень графических умений у выпускников средних школ является крайне невысоким, что делает задачи по стереометрии сложными, а то и «нерешаемыми». Решение проблемы конструирования графических образов понятий в обучении геометрии возможно с использованием систем динамической геометрии.

Конструирование графических образов геометрических понятий в цифровой образовательной среде имеет ряд особенностей:

- интерактивность за счёт применения систем динамической геометрии;

- наглядность в представлении графических моделей геометрических объектов и представлении изображений графических образов в динамике;

- информационность насыщенность содержанием, информацией, представление знаний в формализованном виде, накоплении, хранении и передачи визуальных данных;

- декомпозируемость способствует разделению проблемы конструирования графического образа на части, обучение графическим умениям на разных уровнях сложности стереометрической задачи и с помощью объединения формируется умение конструировать графические образы геометрических понятий.

Таким образом, методическая система обучения геометрии основана на методе наглядного моделирования, посредством визуализации математической модели, что позволяет проектировать интерактивную познавательную деятельность с эффектом развития пространственного мышления обучающихся посредством конструирования графических образов геометрических понятий [4].

Определим сущность понятия «графический образ геометрического понятия». Содержание понятия включает графические модели геометрических понятий (объектов), визуализацию (представление) изображений графических образов объектов, движение графических объектов (анимация); создание слайдов и видеофильмов. Структура графического образа состоит из геометрических примитивов (точки, линии, плоскости, поверхности, простейшие геометрические тела) из них формируются детали, из которых создаются конструкции объектов. Основные характеристики: наглядность, информационность, декомпозируемость.

Для решения задач исследования необходимо рассмотреть структурно-функциональную модель компьютерного сопровождения уроков геометрии по решению стереометрических задач с использованием GeoGebra, учитывая сущность и периодизацию процесса формирования графических умений обучающихся (Таблица 1).

Таблица 1

№ п/п Название компонента Содержание и сущность

I Цифровая образовательная среда Программы динамической геометрии (DGS): живая математика, GeoGebra, Cinderella, Geometria, Cabri 3D, Kig, C.a.R., Geometrix, MathKit, GeoView, Математический Конструктор и др.

II Цели, функции и принципы обучения Формирование графических умений, развитие пространственного мышления, повышение качества обучения геометрии; принципы: интерактивности, информационности, наглядности и декомпозируемости; функции: интеграции областей знаний, адаптивности к цифровой среде, повышения мотивоционно-ценностного отношения к обучению [5].

III Формирующий Работа с геометрическими объектами и их графическими образами с использованием систем динамической геометрии.

IV Развивающий Самостоятельное решение задач, использование динамического чертежа в решении исследовательских задач на построение сечений и комбинацию многогранников и круглых.

V Рефлексивно-оценочный Умение проводить самоанализ, делать выводы, применять знания в новых условиях; адекватная оценка своих действий. Определение уровня сформированности умений.

VI Коррекционный Групповой: анализ ошибок и разбор заданий. Индивидуальный: выявление и ликвидация пробелов в знаниях.

Этапы работы с геометрическими объектами и их графическими образами строятся в следующей последовательности:

1. Восприятие наглядного образа геометрического объекта (рисунок или оригинал объекта).

2. Словесно-логическое описание геометрического образа и наглядное его представление (изображение и анализ чертежа).

3. Динамическое представление, создание образа в GeoGebra, варьирование свойств геометрического объекта, запоминание образа.

4. Оперирование образом, изображение чертежа, словесно-логическое объяснение его построения.

5. Закрепление образа через решение задач с изменёнными условиями.

6. Развитие воображения через решение задач на комбинацию многогранников и круглых тел.

7. Оперирование геометрическими образами в изменённых условиях задачи, самостоятельное конструирование чертежа в GeoGebra.

8. Развитие пространственного мышления при решении исследовательских задач по геометрии с использованием инструментов СДМ [6].

Под сопровождением понимается специфическая форма взаимодействия участников образовательного процесса в цифровой образовательной среде на основе концепции наглядного моделирования с использованием систем динамической геометрии и представляет собой целостный процесс изучения, формирования, развития и коррекции конструирования графических образов геометрических понятий с эффектом развития пространственного мышления обучающихся средней школы.

Выводы. Рациональное использование сочетания динамических систем и традиционных подходов при графическом изображении геометрического чертежа к задаче обеспечивает развитие пространственного мышления обучающихся.

К сожалению, использование цифровых инструментов в обучении геометрии в общеобразовательной школе не носит систематический характер. Подготовка будущих учителей в вузе имеет перспективный вектор использования компьютерных технологий в обучении в школе в, целом, и математике, в частности. Да, и сама методическая система обучения геометрии требует обновления, как содержания учебных материалов, так и методов обучения.

Таким образом, разработка структурно-функциональной модели компьютерного сопровождения уроков геометрии по решению задач с использованием GeoGebra является новым направлением в преподавании геометрии в школе и активизирует исследования в направлении применения цифровых инструментов в обучении обучающихся общеобразовательной школы.

Литература:

1. Василенко, А.В. Особенности формирования восприятия пространства как элемента пространственного мышления у учащихся средней школы / А.В. Василенко // НАУКА и ШКОЛА. - № 5. - 2012.

2. Санина, Е.И. Развитие пространственного мышления в процессе обучения стереометрии / Е.И. Санина, О.А. Гришина // Вестник РУДН. - 2013. - №4. - С. 99-102

3. Гришина, О.А. Построение интерактивных систем визуального сопровождения учебных задач на оперирование пространственными образами / О.А. Гришина // Компьютерные инструменты в образовании. - 2013. - №1. - С. 46-52

4. Мозговая, М.А. Формирование графических образов геометрических понятий как основа развития пространственного мышления при изучении геометрии в средней школе / М.А. Мозговая. - Текст: непосредственный // Проблемы современного педагогического образования. - Сборник научных трудов: Ялта: РИО ГПА, 2018. - Вып. 60. - Ч. 1. - С. 190-193

5. Mozgovaya, M. The Impact of the Educational Potential of School on Successful Development of the Motivation-value Attitude to the Learning Activities of Students / M. Mozgovaya // UJER-HRPUB. - Universal Journal of Educational Research. -2020. - Vol. 8, No. 11 - URL: http://www.hrpub.org/journals/article_info.php?aid=9892

6. Мозговая, М.А. Методика формирования графических образов в процессе обучения геометрии в средней школе / М.А. Мозговая. - Текст: электронный // Геометрия и геометрическое образование: сборник трудов IV международной научной конференции «Геометрия и геометрическое образование в современной средней и высшей школе» (к 80-летию Е.В. Потоскуева), Тольятти, 29-30 ноября 2019 года / под общ.ред. Р.А. Утеевой. - Тольятти: Изд-во ТГУ, 2020. - С. 66-71. -URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44397613

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.