Методические подходы к обучению учителей использованию информационных технологий на уроках математики в процессе развития познавательного интереса учащихся

Мартиросян, Лора Пастеровна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методические подходы к обучению учителей использованию информационных технологий на уроках математики в процессе развития познавательного интереса учащихся

Автореферат

Автор научной работы: Мартиросян, Лора Пастеровна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2003
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Методические подходы к обучению учителей использованию информационных технологий на уроках математики в процессе развития познавательного интереса учащихся"

Мартиросян Лора Пастеровна

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОБУЧЕНИЮ УЧИТЕЛЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ МАТЕМАТИКИ В ПРОЦЕССЕ РАЗВИТИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНОГО ИНТЕРЕСА УЧАЩИХСЯ (НА ПРИМЕРЕ КУРСА ИНФОРМАТИКИ)

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (информатика, уровень высшего профессионального образования)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата педагогических наук

Москва — 2003

Работа выполнена в Институте информатизации образования Российской академии образования, в Лаборатории педагогических технологий на базе средств информатизации и коммуникации.

Научный руководитель - доктор педагогических наук,

профессор И.В. Роберт

Официальные оппоненты - доктор педагогических наук,

профессор Панюкова СВ. - кандидат педагогических наук, профессор Касторнов А.Ф,

Ведущая организация - Московский городской педагогический университет

Защита состоится «2^>Гиюля 2003 года в « /К часов на заседании диссертационного совета Д 008.004.01 в Институте информатизации образования Российской академии образования по адресу: 119121, г. Москва, ул. Погодинская, 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института информатизации образования Российской академии образования.

Автореферат разослан 2003 г

Ученый секретарь

диссертационного совета ' / С.С. Кравцов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Современный период развития сферы российского образования характеризуется процессом информатизации, который предполагает реализацию возможностей информационных технологий (ИТ) с целью совершенствования учебно-воспитательного процесса, организационных форм и методов обучения, воспитания, обеспечивающих развитие обучающегося, формирование умений осуществления самостоятельной учебной деятельности по сбору, обработке, передаче информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах.

В современных теоретических и экспериментальных исследованиях отечественных и зарубежных авторов (Андреев A.A., Зайнутдинова Л.Х., Клейман Г., Кузнецов A.A., Лапчик М.П., Михеев В.И., Панюкова C.B., Престон К., Роберт И.В., Савельев А .Я., Тувенен Д. и др.) по вопросам применения учителем средств ИТ в практике преподавания, раскрываются дидактические возможности средств обучения, реализованных на базе этих технологий (обеспечение незамедлительной обратной связи между обучаемым и средством обучения, функционирующим на базе ИТ; возможность обработки больших объемов информации за малые промежутки времени; наглядное представление на экране изучаемых объектов, процессов, как в виде моделей, так и в виде геометрических интерпретаций (диаграммы, графики, таблицы и пр.); архивное хранение больших объемов информации в базах и банках данных, их передача и обработка; автоматизация процессов вычислительной, информационно-поисковой деятельности, обработки результатов учебного эксперимента; автоматизация процессов контроля результатов усвоения), а также возможности повышения эффективности всей системы образования в результате их использования. Перечисленные возможности средств ИТ позволяют осуществить учебную деятельность в области: регистрации, сбора, хранения, обработки, передачи и тиражирования информации об изучаемых объектах, процессах; управления отображением на экране моделей изучаемых объектов, процессов; автоматизированного контроля и самоконтроля результатов учебной деятельности; компьютерного тестирования; тренажа для формирования умений и навыков учебной деятельности. Вышеизложенное определяет возможность реализации углубленного индивидуального подхода к обучаемому, при котором каждому ученику может быть предоставлена его собственная "траектория" обучения.

По мнению некоторых исследователей (Гужвенко Е.И., Панюкова C.B., Шухман А.Я. и др.) технологическая реализация индивидуализации обучения на базе вышеописанных возможностей средств ИТ целесообразна на базе личностно ориентированного обучения (ЛОО). Обобщая мнения специалистов (Гужвенко Е.И., Панюкова C.B. и др.) в области организации ЛОО с использованием средств ИТ будем понимать под этим словосочетанием процесс обучения, учитывающий: личностные интересы, предпочтения, уровень подраненное_____

( • к. А

> --v^r 2<СН\$Ъ *

опыт обучаемых;

специфику учебной деятельности; особенности изучения учебного предмета в процессе организации различных видов учебной деятельности; возможность выбора режима учебной деятельности из допустимых и уровня сложности учебного материала. Современные методики личностно ориентированного обучения (Берулава Н М., Бондаревская Е.В., Зеер Э Ф, Петровский А.В, Сериков В В., Якиманская И.С. и др) находятся в настоящее время в стадии развития. Несмотря на большой вклад в педагогическую науку теория JIOO не рассматривает реализацию возможностей ИТ как фактор обеспечения личностных предпочтений обучаемого при самостоятельном выборе учеником своего продвижения в учении, адекватно его подготовке и самоопределению. Особую значимость при этом имеет развитие познавательного интереса у обучаемого, являющегося важным фактором самостоятельного продвижения в учении в условиях личностно ориентированного обучения.

В исследованиях Л И. Божович, А.К. Марковой, Н Г Морозовой, Г.И. Щукиной и других показана значимость развития познавательного интереса к учению для успешного овладения знаниями. По мнению этих авторов, если мотивом деятельности является познавательный интерес, то включается непроизвольное внимание и память, активизируется мышление, деятельность становится продуктивной и успешной, а знания глубокими и прочными Поэтому развитие познавательного интереса является важным средством повышения эффективности обучения. Вместе с тем, в современных педагогических исследованиях полноценная реализация возможностей средств ИТ в процессе развития познавательного интереса недостаточно изучена.

Существует много исследований (Зайнутдинова Л.Х., Кузнецов А А, Панюкова СВ., Роберт ИВ, Софронова Н.В. и др.), представляющих интерес в области реализации возможностей ИТ в целях совершенствования учебно-воспитательного процесса, повышения его мотивации, перехода на уровень самостоятельного «открытия» изучаемых явлений, закономерностей.

В работах многих современных исследователей (Глейзер Г Д, Гужвенко Е И., Капустина Т В., Кравцов С.С., Майер В.Р., Роберт И.В , Розов Н X , Якобсон Л.Л. и др.) подчеркивается необходимость использования ИТ при изучении математики Отечественные и зарубежные исследования, а также опыт использования учителями средств ИТ в процессе изучения математики общеобразовательной школы свидетельствуют о том, что помимо специализированных пакетов, представляющих возможность осуществления учебной деятельности в области математики (Mathcad, Matlab, Mapl, Matematica, Derive, Excel и др) разработаны в значительном количестве авторские компьютерные программы, применяемые при обучении математике (например: электронные учебники-справочники "Планиметрия 89 класс" и "Стереометрия 10-11 класс", учебное пособие для школьников "Уроки геометрии Кирилла и Мефодия 7-9 класс" и др).

Программный продукт, обеспечивающий возможность- выполнения построений на экране (в том числе в динамике) математических объектов,

графиков функций, диаграмм, описывающих динамику изучаемых закономерностей; создания экранных изображений геометрических объектов и их динамического представления; автоматизации вычислительной информационно-поисковой деятельности будем называть математической информационной системой (МИС).

Отмечая бесспорную ценность исследований в области применения учителями средств ИТ в процессе преподавания математики, следует отметить, что они в основном ориентированы на автоматизацию процессов контроля результатов учебной деятельности; тренировку построения графиков различных функций; на осуществление первичных вычислительных операций; на построение отдельных геометрических фигур. Следует также отметить, что в современных исследованиях в области применения ИТ при обучении математике не уделяется должного внимания адаптации к возрастным особенностям учащихся, специфики обучения этому предмету в общеобразовательной школе, развитию познавательного интереса на базе реализации возможностей ИТ. Также в исследованиях не выявляется, какие МИС и на каких этапах обучения целесообразно применять учителю, чтобы усвоение его было доступным и эффективным. Не выявлены также обобщенные подходы к соотнесению того, какие виды средств ИТ следует применять при осуществлении тех или иных видов учебной деятельности в процессе изучения математики в среднем звене образования. Вместе с тем, как указывают некоторые исследователи (Гужвенко Е.И., Кравцов С.С. и др), локальное применение средств ИТ (в виде отдельных прикладных программных средств или эпизодического применения специализированных пакетов) не обеспечивает математическое образование базовой подготовкой в области реализации возможностей ИТ. Несмотря на то, что в Государственном образовательном стандарте Высшего профессионального образования (специальность 032100 Математика) Министерства образования РФ для студентов - будущих учителей математики предусмотрено изучение таких систем как МаЛСАБ, Ма&аЬ, Ма1ета^са и др., анализ научно-методической литературы показывает, что уровень применения учителями математики средств ИТ в учебном процессе невысок. В лучшем случае учителями математики на отдельных уроках используются программные средства учебного назначения для решения локальных педагогических задач. Одной из причин возникновения подобной ситуации является неподготовленность учителя математики к систематическому использованию средств ИТ в процессе преподавательской деятельности. Кроме того, низкое качество электронных средств учебного назначения и неподготовленность учителя в области грамотного выбора этих средств затрудняет использование их для достижения конкретных методических целей урока. Но самое главное — в современной педагогике в настоящее время отсутствуют обобщенные подходы к реализации возможностей ИТ, ориентированных на исследование закойомерностей предметной области, на развитие познавательного интереса у учащихся. В связи с этим важным является обучение учителей математики знаниям' о реализации возможностей ИТ в области построения различных

экранных изображений математических объектов, их динамического представления; об автоматизации процессов вычислительной и информационно-поисковой деятельности, а также деятельности по сбору, обработке данных об изучаемых объектах, явлениях, процессах; о реализации прикладной направленности обучения математике с использованием ИТ; о требованиях к электронным средствам образовательного назначения, предназначенных для изучения математики и их экспертной оценке; об использовании компьютерных тестирующих и диагностирующих методик установления уровня обученности.

Таким образом, проблема исследования обусловлена противоречием между сложившейся практикой подготовки учителей математики по информатике и информационным технологиям, не обеспечивающей в должной мере реализацию возможностей информационных технологий в процессе преподавания в аспекте развития познавательного интереса учащихся и современным уровнем теоретических и практических разработок в этой области.

Актуальность исследования определяется потребностью в разработке методических подходов к обучению учителей математики курсу информатики, ориентированному на изучение и реализацию возможностей информационных технологий (в частности математических информационных систем) в процессе преподавания математики и приобщения подрастающего поколения к современным методам осуществления информационной деятельности при изучении и исследовании математических объектов, явлений и закономерностей.

Цель исследования заключается в научном обосновании и разработке методических подходов к обучению учителей в области информатики и реализации возможностей информационных технологий в процессе преподавания математики в школе в аспекте развития познавательного интереса учащихся

Объектом исследования является процесс обучения учителей использованию средств информационных технологий в аспекте развития познавательного интереса учащихся на уроках математики.

Предмет исследования — методические подходы к обучению учителей использованию средств информационных технологий в процессе развития познавательного интереса учащихся на уроках математики

Гипотеза исследования состоит в следующем- методические подходы к обучению учителей математики педагогически целесообразной реализации возможностей информационных технологий в области создания экранных изображений математических объектов, их динамического представления; построения на экране графиков и диаграмм; осуществления деятельности по сбору, обработке, использованию учебной информации, автоматизации вычислительной, поисковой деятельности обеспечат развитие познавательного интереса учащихся в аспекте прикладной направленности обучения математике, усвоения специфических особенностей использования

ИТ, создания условий для проявления личностных интересов и предпочтений в области математики.

Согласно цели и гипотезе, определены задачи исследования! Провести анализ научно-методических разработок в области реализации возможностей информационных технологий в процессе обучения математике.

2 Выявить методические цели использования математических информационных систем и педагогическую целесообразность их применения при обучении математике в среднем звене школы, в аспекте развития познавательного интереса учащихся.

3 Сформулировать требования к структуре, содержанию учебного материала и организации учебной деятельности с использованием информационных технологий на уроках математики.

4 Определить основные направления обучения учителей использованию информационных технологий в процессе преподавания математики.

5. Определить организационные формы и методы использования информационных технологий, в частности математических информационных систем, в процессе развития познавательного интереса у учащихся, в аспекте формирования прикладной направленности обучения математике.

6 Разработать структуру и содержание курса информатики для учителей «Использование информационных технологий в обучении математике» и провести экспериментальную проверку его эффективности.

Методологической основой исследования явились фундаментальные работы в области: педагогики и психологии (Бабанский Ю.К., Барабанщиков A.B., Беспалько В.П., Давыдов В В., Краевский В.В., Лернер И.Я.), теории и методики обучения информатике и информатизации образования, в том числе использования современных ИКТ в учебном процессе (Ваграменко Я.А., Зайнутдинова Л X., Кузнецов A.A., Кузнецов Э И., Лапчик М.П., Линькова В.П., Пак Н.И., Панюкова C.B., Роберт И.В., Савельев А Я., Сердюков В.И., Софронова Н.В. и др.), теории и методики обучения математике, в том числе с использованием педагогических программных средств (Глейзер Г.Д., Дорофеев В.И., Кравцов С.С., Луканкин Т.Л., Розов Н.Х. и др.), развития познавательного интереса (Божович Л И., Маркова А.К., Морозова Н.Г., Щукина Г.И. и др.), личностно ориентированного обучения (Бондаревская Е.В., Зеер Э.Ф., Петровский A.B., Сериков В.В., Якиманская И.С.).

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

- анализ литературы по педагогике, методике преподавания математики, информатики и других дисциплин, по психологии, теории эксперимента;

- изучение и анализ передового опыта преподавания курсов математики, информатики, физики с использованием информационных технологий;

- наблюдение, беседа, анкетирование, проведение занятий с использованием информационных технологий, педагогический эксперимент.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоят

- в научно-методическом обосновании реализации прикладной информационно-технологической направленности обучения математике с использованием информационных технологий в процессе развития познавательного интереса у учащихся в условиях личностно ориентированного обучения математике;

- в разработке требований к структуре, содержанию учебного материала и организации учебной деятельности с использованием информационных технологий на уроках математики;

- в выявлении основных направлений обучения учителей использованию информационных технологий в процессе преподавания математики, в определении организационных форм и методов использования математических информационных систем в процессе развития познавательного интереса у учащихся

Практическая значимость исследования состоит в разработке структуры и содержания профильного курса информатики «Использование информационных технологий в обучении математике», ориентированного на систематическое применение средств ИТ на практических занятиях и в ходе самостоятельной подготовки к ним; методических рекомендаций к отбору средств информационных технологий, адаптированных к определенному контингенту обучаемых Разработанный курс может быть использован в процессе подготовки будущих учителей, учителей школ и средних специальных учебных заведений к использованию ИТ в процессе преподавания математики.

Апробация результатов исследования проводилась на Всероссийских научно-методических конференциях, семинарах Института информатизации образования РАО, на научно-практических семинарах в Высшей школе («Институт управления образованием» РАО), на Международной конференции "Применение новых технологий в образовании" в г Троицк Московской области, на занятиях с учителями математики школ №№ 1256, 911 г. Москвы и МОУ «Ивановская средняя общеобразовательная школа» Истринского района Московской области, со слушателями Института повышения квалификации РАО.

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечена опорой на достижения психолого-педагогической и методической науки, согласованностью полученных выводов с основными положениями современной концепции информатизации образования; положительной экспертной оценкой преподавателями предлагаемых материалов; результатами авторского педагогического эксперимента. Результаты экспериментальной работы отражены в 7 научных работах и отчетах НИР по Комплексной программе РАО «Информационные и коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополнительном образовании»

Положения, выносимые на защиту:

1. Обучение учителей, ориентированное на содержательную, аналитическую и практическую направленность использования

информационных технологий в личностно ориентированном обучении, обеспечивает выполнение требований к структуре и содержанию учебного материала, а также к организации учебной деятельности с использованием математических информационных систем на уроках математики

2 Реализация методических подходов к'Ьбучению учителей знаниям о возможностях ИТ и умениям их использовйть в процессе формирования прикладной информационно-технологической направленности обучения математике в условиях педагогически эффективного и безопасного их применения как инструмента визуализации, обработки, представления и использования учебной информации способствует развитию познавательного интереса учащихся в условиях личностно ориентированного обучения математике.

Структура диссертации. Диссертационное исследование состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, ставится цель, определяются задачи, объект, предмет и методы исследования, дается общая характеристика работы.

Первая глава посвящена теоретическим аспектам использования средств ИТ в процессе личностно ориентированного обучения математике

На основе анализа научно-методических разработок и педагогической практики использования ИТ в процессе преподавания математики выявлены педагогические цели их применения: осуществление экспериментальной, исследовательской деятельности с математическими моделями изучаемых объектов, процессов, представленных на экране; формирование умения осуществлять информационную деятельность по сбору, обработке, передаче, фиксированию информации об изучаемых математических закономерностях, объектах и их отношениях; реализация личностно ориентированного обучения, обеспечение каждому ученику личностной «траектории» продвижения в учении; развитие и формирование познавательного интереса при самостоятельно проводимых «экранных экспериментах» с моделями изучаемых объектов, процессов; самостоятельное «открытие» закономерностей в условиях интерактивного взаимодействия пользователя со средством ИТ Также были выявлены методические цели использования математических информационных систем в учебном процессе: исследование функциональной зависимости при динамическом представлении графика функции; формирование умения интерпретировать и использовать математические формулы и выражения, отображающие определенные закономерности; решение практических задач, исследование реальных учебных ситуаций, представленных в виде диаграмм, графиков функций; исследование математических моделей, описанных функциональной зависимостью, создание своих моделей, исследование их «поведения»; автоматизация процесса поиска учебной информации; изучение

геометрических преобразований в условиях динамического представления на экране геометрических объектов; формирование умений поэтапного построения на экране геометрического чертежа; построение двухмерных стереометрических изображений по данным трехмерных объектов

Проведенный анализ личностно ориентированного подхода к обучению с использованием ИТ (Гужвенко Е И., Панюкова С.В) позволил заключить следующее, достижение личностной ориентации обучения возможно, если рассмагривать каждого обучаемого в отдельности; в современных психолого-педагогических исследованиях недостаточно изучены возможности личностно ориентированного обучения с использованием средств ИТ; необходимо рассмотреть основные формы организации личностно ориентированного обучения с использованием ИТ в процессе преподавания математики в средней школе в целях развития познавательного интереса в обучении.

Исследование показало, что процесс развития познавательного интереса в обучении математике с использованием ИТ в условиях личностно ориентированного обучения предполагает развитие у учащихся приемов осуществления самостоятельной творческой деятельности содержательной направленности (понимание сути представления на экране геометрической интерпретации решения уравнения, системы уравнений, неравенств, системы неравенств; прогнозирование результатов числового анализа, геометрических построений, решений задач на базе динамически представленных на экране компьютера числового ряда, диаграмм, графиков и пр.; понимание необходимости освоения возможностей ИТ для изучения математической теории и использования ее на практике, в том числе для изучения других предметов), анаттической направленности (исследование математических моделей, визуально представленных на экране компьютера или описанных функциональной зависимостью; анализирование массива статистических данных, динамически представленных на экране компьютера; поиск математической информации; интерпретирование формул, математических выражений, графиков, отображающих определенные закономерности по их «компьютерной визуализации») и практической направленности (осуществление геометрических преобразований в условиях динамического представления на экране геометрических объектов; создание на экране компьютера геометрических объектов по их описанию или изображению; построение графиков и диаграмм, динамически изменяющихся адекватно заданным параметрам; формирование динамически изменяющихся матриц, описывающих функциональные зависимости; автоматизация нахождения оптимальных решений математических задач; автоматизация получения результата математических вычислений)

В исследовании выявлены прикладные аспекты использования ИТ в процессе обучения математике, определена прикладная информационно-технологическая направленность обучения математике, ответственная за формирование приемов учебной деятельности с использованием ИТ в следующих областях' выполнение построения на экране (в том числе в

динамике) графиков различных функций, изображений геометрических объектов, их модификация по заданным условиям; осуществление на экране в динамике геометрических преобразований; динамическое представление на экране геометрических объектов, их частей и деталей в любом ракурсе, в том числе вычленение экранного изображения детали геометрического объекта, его представление и модификация; автоматизация деятельности по сбору, обработке информации об изучаемых математических объектах, их отношениях и закономерностях; построение таблиц, диаграмм, описывающих изучаемые математические закономерности, в том числе их динамику В этой связи показана педагогическая целесообразность систематического и планомерного применения математических информационных систем и необходимость организации специальной подготовки учителя в области использования средств ИТ в процессе преподавания математики.

В исследовании разработаны требования к структуре и содержанию учебного материала, представляемого с использованием ИТ Учебный материал представляется как теоретический, практический и материал для контроля и корректировки знаний. Выявлены преимущества организации учебной работы на уроках математики с использованием ИТ' учебный материал представляется с применением средств ИТ, реализация возможностей которых органически включается в процесс обучения; учащиеся пользуются средствами ИТ на различных этапах обучения и различных видах занятий, учебный процесс осуществляется в виде отдельных уроков, взаимосвязанных между собой и следующих один за другим; руководящая роль учителя остается приоритетной, хотя различные виды и формы познавательной деятельности учащихся осуществляются с большей мотивацией (например, из-за большей наглядности или возможности влиять на ход изучаемого явления, процесса); значительно возрастает роль самостоятельной деятельности учащихся, индивидуализации и личностной ориентации обучения (например, при реализации незамедлительной обратной связи).

На этой основе были сформулированы требования к организации урока математики с использованием средств ИТ' построение урока должно осуществляться на основе современной педагогической практики использования средств ИТ в условиях информатизации образования; использование на уроке средств и методов информатики, современных информационных систем математической ориентации должно осуществляться на базе дидактических принципов обучения с обязательным их учетом и при составлении сценариев урока, на котором используются средства ИТ, необходимо обеспечение условий для развития познавательной деятельности учащихся в условиях реализации возможностей ИТ, необходимо учитывать интересы, склонности и потребности учащихся, их личностные предпочтения и возможности; необходима связь с ранее приобретенными знаниями и умениями в опоре на достигнутый уровень развития учащегося; необходимо обеспечение мотивации обучения и

активизации деятельности обучаемого, автоматизации диагностики уровня его знаний и умений, продвижения в учении; целесообразна автоматизация проектирования и планирования каждого урока; необходима адекватность сценария каждого урока педагогически целесообразному использованию средств ИТ; необходимо соблюдение организационных, психологических, управленческих, санитарно-гигиенических, этических и прочих условий проведения занятий с использованием ИТ.

Во второй главе рассматриваются вопросы обучения учителей использованию средств ИТ в процессе преподавания математики (на примере 6 класса). В исследовании определены основные направления обучения учителей использованию ИТ на уроках математики' педагогическая целесообразность реализации возможностей средств ИТ в процессе преподавания математики; особенности осуществления информационного взаимодействия в условиях функционирования локальных и глобальной компьютерных сетей, реализации потенциала распределенного информационного ресурса; особенности методических подходов к осуществлению учебно-воспитательного процесса в условиях информатизации образования, в том числе педагогическая практика использования средств ИТ и, в частности, современных математических информационных систем в процессе преподавания математики; основные положения разработки и использования электронных средств образовательного назначения, их проектирования и экспертной оценки их содержательно-методической значимости; педагогико-эргономические условия безопасного и эффективного применения средств вычислительной техники, средств информатизации и коммуникации, в том числе организационные, психологические, . управленческие, санитарно-гигиенические и прочие условия использования средств ИТ; особенности применения компьютерных тестирующих, диагностирующих методик установления уровня знаний, умений, а также контроля и самооценки знаний, в том числе продвижения в учении и интеллектуальном развитии.

На базе вышеперечисленных основных направлений были определены особенности организации уроков с использованием средств ИТ: учебный материал делится на небольшие порции; учебный процесс строится из последовательных шагов, завершающихся контролем со стороны учителя; каждый учащийся работает самостоятельно, а в случае необходимости получает помощь и разъяснения учителя; результаты выполнения контрольных заданий фиксируются и становятся известными не только учителю, но и самим учащимся; учитель выступает в роли организатора обучения и помощника при возникающих затруднениях, реализуя при этом I

индивидуализацию обучения.

Определены также организационные формы и методы использования математических информационных систем в процессе развития познавательного интереса учащихся при изучении математики, ориентированные на использование информационных технологий как средства расширения иллюстративной и демонстрационной базы школьного

курса математики; использование математических информационных систем для формирования у учащихся умения работать с большими объемами информации; использование информационных технологий для решения задач вычислительного характера, задач, связанных с анализом, поиском и обработкой информации, задач на визуализацию геометрических объектов, их структуры и их построения.

При решении задач с использованием математических информационных систем учащимся вначале предоставляли возможность осуществлять информационную деятельность в рамках возможностей данной системы, в том числе предоставлялся выбор режима использования данной системы, способ решения задач с ее применением и предоставлялась возможность осознать способ выполнения информационной деятельности. При этом на разных этапах формировался различный уровень познавательного интереса (результативный, прикладной, процессуальный, теоретический). Направленность познавательного интереса определялась как выбором средства ИТ, так и способа решения задач с их использованием Активность познавательного интереса проявлялась в выборе самостоятельных форм деятельности с использованием средств ИТ

Опираясь на вышеизложенные основные направления обучения учителей использованию ИТ в процессе преподавания математики, а также на выявленные организационные формы и методы использования математических информационных систем в процессе развития познавательного интереса учащихся сформулированы содержательные блоки, определяющие программу разработанного курса информатики «Информационные технологии в обучении математике» для учителей основные дидактические возможности информационных технологий, определяющие педагогическую целесообразность их использования в процессе преподавания математики; особенности методических подходов к преподаванию математики в условиях реализации возможностей ИТ; современная педагогическая практика использования средств ИТ в процессе преподавания математики, реализация средств и методов информатики, информационных технологий в процессе изучения математики; возможности осуществления информационной деятельности, организованной на базе использования математических информационных систем; основные положения теории разработки и использования электронных средств образовательного назначения; условия безопасного и эффективного применения средств ИТ; психолого-педагогические и организационно-управленческие условия проведения занятий с использованием ИТ; компьютерное тестирование и диагностика в процессе установления уровня знаний, умений учащегося по математике

Экспериментальная проверка эффективности курса «Использование ИТ в обучении математике» проводилась в три этапа Общее число участников эксперимента на всех этапах составило 335 человек, из которых 86 учителей участвовали в анкетировании, 45 учителей обучались по разработанной программе курса «Использование ИТ в обучении математике», 100

школьников обучались в экспериментальных группах, 100 школьников обучались в контрольных группах. В контрольных и экспериментальных группах проводили занятия 4 учителя математики, которые обучались по предложенной программе и 4 учителя математики, которые не обучались. Целью экспериментальной работы являлась проверка эффективности обучения учителей в области применения информационных технологий в процессе преподавания после изучения ими курса «Использование ИТ в •

обучении математике» (на примере 6 класса).

Условия каждого этапа педагогического эксперимента подбирались таким образом, чтобы все начальные факторы, влияющие на результат (уровень подготовки учителей и учеников, учебно-методическое обеспечение учебного процесса и др) оставались практически неизменными.

Первый этап эксперимента был констатирующим. В соответствии с разработанными в исследовании требованиями и основными направлениями обучения учителей математики использованию ИТ была составлена анкета. Анкета позволяет определить уровень готовности учителя математики к использованию средств ИТ в своей профессиональной деятельности Анализируя данные, полученные в результате анкетирования в экспериментальной и контрольной группах учителей, можно сделать вывод о том, что большая часть учителей в той и другой группе плохо знакома с основами информатики и возможностями информационных технологий. Это позволило сделать вывод о целесообразности организации обучения учителей в области информатики и информационных технологий.

Второй этап эксперимента был формирующим. На этом этапе была осуществлена экспертная оценка структуры и содержания предлагаемого курса обучения учителей, а также проводилось обучение учителей и осуществлялась оценка возможности повышения эффективности преподавания математики в 6 классе с использованием средств ИТ. В ходе второго этапа эксперимента проводилось повторное анкетирование с целью выявления динамики изменения уровня подготовки учителей к использованию ИТ в обучения математике. Результаты анкетирования учителей показали существенное различие в их подготовке до и после изучения курса. Оценка качества обучения учителей проводилась не только по результатам тестирования их знаний, но и по результатам знаний и умений учеников, которых обучали эти учителя.

На третьем, заключительном этапе исследования было доказано повышение эффективности обучения математике учеников 6 класса учителями, прошедшими обучение по предлагаемому курсу.

Значения критерия эффективности предложенной системы мер на 1

уровне знаний (Беспалько В П.) были получены по результатам тестирования, которое проводилось перед обучением и после. Тест успешности усвоения является педагогическим инструментом, позволяющим выявить степень усвоения обучаемым того или иного учебного материала. Тесты состояли из заданий определенного уровня и нескольких вариантов ответов, один из которых был правильным. Сравнение ответа обучаемого с эталоном и

определение числа правильно выполненных им операций теста (А) из всех предложенных ему заданий (Р) позволяет определить коэффициент усвоения по формуле-

По результатам тестирования с использованием формулы (1) были подсчитаны значения критерия, позволяющие оценить уровни знаний обучаемых в экспериментальной и контрольной группах Далее была проведена обработка полученных статистических данных и сделан вывод об эффективности предложенной системы мер. Статистическая обработка результатов эксперимента осуществлена с помощью пакета программ «Stadia».

Анализируя данные статистической обработки результатов первого тестирования можно сделать вывод о том, что распределения значений ка в экспериментальной и контрольной группах не являются нормальными. Для таких распределений более эффективно применять так называемые непараметрические методы, не базирующиеся на каком-либо предположении о законе распределения данных, а использующие, как правило, только предположения о случайном характере исходных данных и о непрерывности генеральной совокупности, из которой они извлечены.

Для нашего случая применим непараметрический критерий Хи-квадрат, который используется по отношению к выборкам, включающим не менее 20-30 элементов (в каждой из групп численность обучаемых составляла 100 человек). Должно выполняться еще одно условие данного критерия- число интервалов в гистограмме должно быть не менее 4, а каждый интервал должен включать не менее 3-4 выборочных значений Следует также отметить, что мы использовали одну из разновидностей критерия Хи-квадрат — критерий однородности двух независимых выборок, который проверяет гипотезу отсутствия различий между двумя выборочными распределениями.

Анализ данных статистической обработки результатов первого и второго тестирования показал следующее- распределения значений коэффициента усвоения не носят нормальный характер; средние значения коэффициента усвоения для первого тестирования практически одинаковы 0,715 в экспериментальной группе и чуть выше — 0,719 в контрольной; средние значения коэффициента усвоения для второго тестирования соответственно равны 0,87 в экспериментальной и 0,72 в контрольной группе

Анализируя полученные результаты можно сделать следующие выводы

-до проведения эксперимента выборки значений ка обеих групп принадлежали одной генеральной совокупности (полученное значение критерия Хи-квадрат свидетельствует о том, что между контрольной и экспериментальной выборками нет различий);

- после проведения обучения выборки значений ка обеих групп уже не принадлежали одной генеральной совокупности и среднее значение коэффициента усвоения в экспериментальной группе существенно превышает коэффициент усвоения в контрольной группе (их значения соответственно равньг!),87 и 0,72, то есть первый превосходит второй в 1,2 раза); /

- о завершенности процесса обучения ученика можно утверждать в том случае, "если коэффициент усвоения ка, полученный в ходе второго тестирования, больше 0,7. В экспериментальной группе таких учеников в 2,1 раза больше, чем в контрольной

Это свидетельствует об эффективности предлагаемых методических подхбдах к обучению учителей использованию информационных технологий на уроках математики в процессе развития познавательного интереса учащихся.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1 Анализ научно-методических разработок в области реализации возможностей ИТ в процессе обучения математике в школе показал необходимость систематического и планомерного их применения для выполнения построения на экране графиков различных функций, создания экранных изображений геометрических объектов, динамического представления математических объектов, построения диаграмм, описывающих динамику изучаемых закономерностей, автоматизации вычислительной и информационно-поисковой деятельности.

2. На основе анализа возможностей математических информационных систем выявлены методические цели их использования в учебном процессе в аспекте развития познавательного интереса у учащихся:

-формирование представлений о компьютерном моделировании, об исследовании математических моделей и создании собственных моделей на базе «компьютерной визуализации»;

- формирование знаний в области динамического представления геометрических объектов на экране, умения построения двухмерного стереометрического изображения по данным трехмерного объекта (и обратно);

- формирование умения интерпретировать и использовать формулы и математические выражения, отображающие определенные закономерности;

- формирование умения выдвигать предположения и гипотезы, разрабатывать методы их проверки, выделять общие утверждения в условиях обеспечения интерактивного диалога пользователя с системой.

(понимание сути представления математических моделей и их геометрической интерпретации на экране; необходимость освоения возможностей ИТ для изучения математической теории и использования ее на практике), аналитической направленности (исследование математических моделей; анализирование массива статических данных; поиск математической информации), прикладной направленности (создание геометрических объектов; построение графиков, диаграмм; автоматизация получения результата математических вычислений и нахождения оптимальных решения математических задач).

3 Сформулированы требования к структуре, содержанию учебного материала, представляемого с использованием средств ИТ на уроках математики' учебный материал разбивается на теоретический и практический, а также для контроля и корректировки знаний В каждом конкретном случае материал подбирается так, чтобы он был адекватен цели, содержанию и назначению урока. При этом необходимо, чтобы учитель учитывал возрастные особенности учащихся, а также способности и интересы каждого.

Сформулированы требования к организации учебной деятельности на уроках математики с использованием средств ИТ'

- построение урока должно осуществляться на основе современной педагогической практики использования средств ИТ, построения закономерностей учебно-воспитательного процесса в условиях информатизации образования;

- необходима оптимальная реализация на уроке всех дидактических принципов обучения (в аспекте реализации возможностей ИТ), адекватность сценария каждого урока педагогически целесообразному использованию средств ИТ;

- целесообразно обеспечение условий для развития познавательной деятельности учащихся в условиях реализации возможностей ИТ;

- связь с ранее полученными знаниями и умениями должна обеспечиваться в опоре на достигнутый уровень знаний учащихся в области использования средств ИТ;

- обеспечение мотивации обучения и активизации деятельности обучаемого в условиях личностно ориентированного обучения должны опираться на реализацию возможностей ИТ;

- автоматизация проектирования и планирования каждого урока, диагностики уровня знаний и умений обучаемого, его продвижения в учении должны осуществляться на базе ИТ;

- необходимо обеспечение организационных, психологических, управленческих, санитарно-гигиенических, этических и прочих условий проведения занятий с использованием ИТ.

4. Определены основные направления обучения учителей использованию ИТ в процессе преподавания математики:

- педагогическая целесообразность реализации возможностей средств информационных технологий в процессе преподавания математики;

- информационное взаимодействия в условиях функционирования локальных и глобальной компьютерных сетей, реализации потенциала распределенного информационного ресурса;

- особенности учебно-воспитательного процесса в условиях информатизации образования, в том числе педагогическая практика использования средств информационных технологий, в частности, современных математических информационных систем в процессе преподавания математики;

- основные, положения разработки и использования электронных средств образовательного назначения, их проектирования и оценки их содержательно-методической значимости;

- педагогико-эргономические условия безопасного и эффективного применения средств вычислительной техники, средств информатизации и коммуникации;

- особенности применения компьютерных тестирующих, диагностирующих методик установления уровня знаний, умений учащегося по математике, а также контроля и самооценки знаний.

5. Определены организационные формы и методы использования информационных технологий как инструмента, позволяющего расширить иллюстративную базу школьного курса математики, сформировать у учащегося умение работать по заданному алгоритму, обрабатывать большие объемы информации об изучаемых объектах и закономерностях, решать задачи вычислительного характера, задачи, связанные с анализом, поиском и обработкой информации, а также задачи на визуализацию геометрических объектов, геометрических интерпретаций.

6. Определены требования к содержанию и структуре курса информатики для учителей математики по использованию информационных технологий в процессе преподавания математики:

- формирование представлений об информации, информационных процессах, о представлении информации, о формализации и моделировании, об алгоритмизации, в том числе алгоритмизации обучения;

- формирование умений осуществлять разнообразные виды самостоятельной деятельности по сбору, обработке, хранению, передаче, продуцированию информации, а также деятельности по формализации процессов представления и извлечения знания;

- формирование знаний и умений в области использования потенциала распределенного информационного ресурса открытых образовательных систем телекоммуникационного доступа;

- развитие представлений об автоматизации процессов информационного обеспечения и организационного управления на базе ИТ;

-осуществление деятельности по наполнению баз и банков данных предметным (содержательным) материалом (в том числе авторскими разработками);

- организация научно-исследовательской и экспериментальной деятельности на основе средств автоматизации процессов обработки

результатов учебного эксперимента (лабораторного, демонстрационного), протекающего как в реальных условиях, так и виртуально.

7. Разработаны структура и содержание курса информатики для учителей «Информационные технологии в обучении математике». Проведена оценка эффективности обучения учащихся, осуществляемого учителями, прошедшими подготовку в рамках курса «Использование ИТ в обучении математике». Экспериментальная оценка результатов деятельности учителей, прошедших обучение по предложенному курсу, позволяет утверждать, что в ходе итогового тестирования учеников среднее значение коэффициента усвоения увеличивается в 1,2 раза, а количество успешно завершивших процесс обучения - в 2,1 раза.

Основные положения диссертационного исследования отражены в следующих работах:

1. Мартиросян Л.П. Информатизация учебной деятельности по математике в средних классах школы // Информатика и образование. - 2002 -№9 - с. 127-128.

2. Мартиросян Л.П. Информационные технологии и области их применения на уроках математики в средней школе / Ученые записки ИИО РАО. - 2002 - Вып. 6. - с. 63-68.

3. Мартиросян Л.П. Математические информационные системы для преподавания математики / Ученые записки ИИО РАО. - 2002 - Вып. 7. - с.

4. Мартиросян Л.П. Области применения информационных технологий на уроках математики в средней школе / Образование в современном обществе Сборник научных трудов. - М.: МГПУ - 2001 - с. 59-62.

5. Мартиросян Л.П. Реализация возможностей информационных технологий в процессе преподавания математики // Информатика и образование. - 2002 - №12 - с. 78-82.

6. Мартиросян Л.П. Роль ИТ в развитии познавательного интереса в личностно ориентированном обучении математике / Ученые записки ИИО РАО. - 2003 - Вып. 9. - с. 32-42.

7. Мартиросян Л.П. Основные направления обучения учителей использованию ИТ в процессе преподавания математики / Материалы XIV Международной конференции "Применение новых технологий в образовании". - Троицк - 2003 - с. 67-75.

32-42.

Издательство Института общего среднего образования РАО (Лицензия Госкомпечати: ЛР № 021337 от 30.04.1999) 103062, Москва, ул. Макаренко, 5/16. Тираж 100 экз.

РНБ Русский фонд

2005-4 13136

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Мартиросян, Лора Пастеровна, 2003 год

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЦЕССЕ ЛИЧНОСТНО ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ.

§ 1. Анализ современного состояния научно-методических разработок и педагогической практики использования информационных технологий в процессе преподавания математики.

§ 2. Развитие познавательного интереса в личностно ориентированном обучении математике с использованием информационных технологий.

§ 3. реализация прикладной информационно-технологической направленности обучения математике с использованием информационных технологий.

§ 4. Требования к структуре, содержанию учебного материала и организации учебной деятельности с использованием информационных технологий на уроках математики.

Выводы по главе I:.

ГЛАВА II. ОБУЧЕНИЕ УЧИТЕЛЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ МАТЕМАТИКИ.

§ 1. Основные направления обучения учителей использованию информационных технологий в процессе преподавания математики.

§ 2. Организационные формы и методы использования математических информационных систем в процессе развития познавательного интереса учащихся (на примере 6 класса).

§ 3. Структура и содержание курса информатики для учителей математики «Использование информационных технологий в обучении математике».

§ 4. Экспериментальная апробация курса информатики для учителей математики «Использование информационных технологий в обучении математике».

Выводы по главе II:.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методические подходы к обучению учителей использованию информационных технологий на уроках математики в процессе развития познавательного интереса учащихся"

В современных теоретических и экспериментальных исследованиях отечественных и зарубежных авторов (Андреев А.А., Зайнутдинова JI.X., Клейман Г., Кузнецов А.А., Лапчик М.П., Михеев В.И., Панюкова С.В., Престон К., Роберт И.В., Савельев А.Я., Тувенен Д. и др.) по вопросам применения учителем средств ИТ в практике преподавания, раскрываются дидактические возможности средств обучения, реализованных на базе этих технологий (обеспечение незамедлительной обратной связи между обучаемым и средством обучения, функционирующим на базе ИТ; возможность обработки больших объемов информации за малые промежутки времени; наглядное представление на экране изучаемых объектов, процессов, как в виде моделей, так и в виде геометрических интерпретаций (диаграммы, графики, таблицы и пр.); архивное хранение больших объемов информации в базах и банках данных, их передача и обработка; автоматизация процессов вычислительной, информационно-поисковой деятельности, обработки результатов учебного эксперимента; автоматизация процессов контроля результатов усвоения), а также возможности повышения эффективности всей системы образования в результате их использования. Перечисленные возможности средств ИТ позволяют осуществить учебную деятельность в области: регистрации, сбора, хранения, обработки, передачи и тиражирования информации об изучаемых объектах, процессах; управления отображением на экране моделей изучаемых объектов, процессов; автоматизированного контроля и самоконтроля результатов учебной деятельности; компьютерного тестирования; тренажа для формирования умений и навыков учебной деятельности. Вышеизложенное определяет возможность реализации углубленного индивидуального подхода к обучаемому, при котором каждому ученику может быть предоставлена его собственная "траектория" обучения.

По мнению некоторых исследователей (Гужвенко Е.И., Панюкова С.В., Шухман А.Я. и др.) технологическая реализация индивидуализации обучения на базе вышеописанных возможностей средств ИТ целесообразна на базе личностно ориентированного обучения (JIOO). Обобщая мнения специалистов (Гужвенко Е.И., Панюкова С.В. и др.) в области организации JIOO с использованием средств ИТ будем понимать под этим словосочетанием процесс обучения, учитывающий: личностные интересы, предпочтения, уровень подготовленности и субъективный опыт обучаемых; специфику учебной деятельности; особенности изучения учебного предмета в процессе организации различных видов учебной деятельности; возможность выбора режима учебной деятельности из допустимых и уровня сложности учебного материала. Современные методики личностно ориентированного обучения (Берулава Н.М., Бондаревская Е.В., Зеер Э.Ф., Петровский А.В., Сериков В.В., Якиманская И.С. и др.) находятся в настоящее время в стадии развития. Несмотря на большой вклад в педагогическую науку теория JIOO не рассматривает реализацию возможностей ИТ как фактор обеспечения личностных предпочтений обучаемого при самостоятельном выборе учеником своего продвижения в учении, адекватно его подготовке и самоопределению. Особую значимость при этом имеет развитие познавательного интереса у обучаемого, являющегося важным фактором самостоятельного продвижения в учении в условиях личностно ориентированного обучения.

В исследованиях Л.И. Божович, А.К. Марковой, Н.Г. Морозовой, Г.И. Щукиной и других показана значимость развития познавательного интереса к учению для успешного овладения знаниями. По мнению этих авторов, если мотивом деятельности является познавательный интерес, то включается непроизвольное внимание и память, активизируется мышление, деятельность становится продуктивной и успешной, а знания глубокими и прочными. Поэтому развитие познавательного интереса является важным средством повышения эффективности обучения. Вместе с тем, в современных педагогических исследованиях полноценная реализация возможностей средств ИТ в процессе развития познавательного интереса недостаточно изучена.

Существует много исследований (Зайнутдинова Л.Х., Кузнецов А.А., Панюкова С.В., Роберт И.В., Софронова Н.В. и др.), представляющих интерес в области реализации возможностей ИТ в целях совершенствования учебно-воспитательного процесса, повышения его мотивации, перехода на уровень самостоятельного «открытия» изучаемых явлений, закономерностей.

В работах многих современных исследователей (Глейзер Г.Д., Гужвенко Е.И., Капустина Т.В., Кравцов С.С., Майер В.Р., Роберт И.В., Розов Н.Х., Якобсон JLJI. и др.) подчеркивается необходимость использования ИТ при изучении математики. Отечественные и зарубежные исследования, а также опыт использования учителями средств ИТ в процессе изучения математики общеобразовательной школы свидетельствуют о том, что помимо специализированных пакетов, представляющих возможность осуществления учебной деятельности в области математики (Mathcad, Matlab, Mapl, Matematica, Derive, Excel и др.) разработаны в значительном количестве авторские компьютерные программы, применяемые при обучении математике (например: электронные учебники-справочники "Планиметрия 89 класс" и "Стереометрия 10-11 класс", учебное пособие для школьников "Уроки геометрии Кирилла и Мефодия 7-9 класс" и др.).

Программный продукт, обеспечивающий возможность: выполнения построений на экране (в том числе в динамике) математических объектов, графиков функций, диаграмм, описывающих динамику изучаемых закономерностей; создания экранных изображений геометрических объектов и их динамического представления; автоматизации вычислительной информационно-поисковой деятельности будем называть математической информационной системой (МИС).

РФ для студентов - будущих учителей математики предусмотрено изучение таких систем как MathCAD, MatLab, Matematica и др., анализ научно-методической литературы показывает, что уровень применения учителями математики средств ИТ в учебном процессе невысок. В лучшем случае учителями математики на отдельных уроках используются программные средства учебного назначения для решения локальных педагогических задач. Одной из причин возникновения подобной ситуации является неподготовленность учителя математики к систематическому использованию средств ИТ в процессе преподавательской деятельности. Кроме того, низкое качество электронных средств учебного назначения и неподготовленность учителя в области грамотного выбора этих средств затрудняет использование их для достижения конкретных методических целей урока. Но самое главное — в современной педагогике в настоящее время отсутствуют обобщенные подходы к реализации возможностей ИТ, ориентированных на исследование закономерностей предметной области, на развитие познавательного интереса у учащихся. В связи с этим важным является обучение учителей математики знаниям: о реализации возможностей ИТ в области построения различных экранных изображений математических объектов, их динамического представления; об автоматизации процессов вычислительной и информационно-поисковой деятельности, а также деятельности по сбору, обработке данных об изучаемых объектах, явлениях, процессах; о реализации прикладной направленности обучения математике с использованием ИТ; о требованиях к электронным средствам образовательного назначения, предназначенных для изучения математики и их экспертной оценке; об использовании компьютерных тестирующих и диагностирующих методик установления уровня обученности.

Гипотеза исследования состоит в следующем: методические подходы к обучению учителей математики педагогически целесообразной реализации возможностей информационных технологий в области: создания экранных изображений математических объектов, их динамического представления; построения на экране графиков и диаграмм; осуществления деятельности по сбору, обработке, использованию учебной информации; автоматизации вычислительной, поисковой деятельности обеспечат развитие познавательного интереса учащихся в аспекте прикладной направленности обучения математике, усвоения специфических особенностей использования ИТ, создания условий для проявления личностных интересов и предпочтений в области математики.

Согласно цели и гипотезе, определены задачи исследования:

1. Провести анализ научно-методических разработок в области реализации возможностей информационных технологий в процессе обучения математике.

2. Выявить методические цели использования математических информационных систем и педагогическую целесообразность их применения при обучении математике в среднем звене школы, в аспекте развития познавательного интереса учащихся.

3. Сформулировать требования к структуре, содержанию учебного материала и организации учебной деятельности с использованием информационных технологий на уроках математики.

4. Определить основные направления обучения учителей использованию информационных технологий в процессе преподавания математики.

6. Разработать структуру и содержание курса информатики для учителей «Использование информационных технологий в обучении математике» и провести экспериментальную проверку его эффективности.

Методологической основой исследования явились фундаментальные работы в области: педагогики и психологии (Бабанский Ю.К., Барабанщиков А.В., Беспалько В.П., Давыдов В.В., Краевский В.В., Лернер И.Я.), теории и методики обучения информатике и информатизации образования, в том числе использования современных ИКТ в учебном процессе (Ваграменко Я.А., Зайнутдинова Л.Х., Кузнецов А.А., Кузнецов Э.И., Лапчик М.П., Линькова В.П., Пак Н.И., Панюкова С.В., Роберт И.В.,

Савельев А.Я., Сердюков В.И., Софронова Н.В. и др.), теории и методики обучения математике, в том числе с использованием педагогических программных средств (Глейзер Г.Д., Дорофеев Г.В., Кравцов С.С., Луканкин Т.Л., Розов Н.Х. и др.), развития познавательного интереса (Божович Л.И., Маркова А.К., Морозова Н.Г., Щукина Г.И. и др.), личностно ориентированного обучения (Бондаревская Е.В., Зеер Э.Ф., Петровский А.В., Сериков В.В., Якиманская И.С.).

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоят:

Практическая значимость исследования состоит в разработке: структуры и содержания курса информатики «Использование информационных технологий в обучении математике», ориентированного на систематическое применение средств ИТ на практических занятиях и в ходе самостоятельной подготовки к ним; методических рекомендаций к отбору средств информационных технологий, адаптированных к определенному контингенту обучаемых. Разработанный курс может быть использован в процессе подготовки будущих учителей, учителей школ и средних специальных учебных заведений к использованию ИТ в процессе преподавания математики.

Апробация результатов исследования проводилась на Всероссийских научно-методических конференциях, семинарах Института информатизации образования РАО, на научно-практических семинарах в Высшей школе («Институт управления образованием» РАО), на Международной конференции "Применение новых технологий в образовании" в г. Троицк Московской области, на занятиях с учителями математики школ №№ 1256, 911 г. Москвы и МОУ «Ивановская средняя общеобразовательная школа» Истринского района Московской области, со слушателями Института повышения квалификации РАО.

Положения, выносимые на защиту:

1. Обучение учителей, ориентированное на содержательную, аналитическую и практическую направленность использования информационных технологий в личностно ориентированном обучении, обеспечивает выполнение требований к структуре и содержанию учебного материала, а также к организации учебной деятельности с использованием математических информационных систем на уроках математики.

2. Реализация методических подходов к обучению учителей знаниям о возможностях ИТ и умениям их использовать в процессе формирования прикладной информационно-технологической направленности обучения математике в условиях педагогически эффективного и безопасного их применения как инструмента визуализации, обработки, представления и использования учебной информации способствует развитию познавательного интереса учащихся в условиях личностно ориентированного обучения математике.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Анализ научно-методических разработок в области реализации возможностей ИТ в процессе обучения математике в школе показал необходимость систематического и планомерного их применения для выполнения построения на экране графиков различных функций, создания экранных изображений геометрических объектов, динамического представления математических объектов, построения диаграмм, описывающих динамику изучаемых закономерностей, автоматизации вычислительной и информационно-поисковой деятельности.

- формирование представлений о компьютерном моделировании, об исследовании математических моделей и создании собственных моделей на базе «компьютерной визуализации»;

Установлено, что педагогическая целесообразность применения математических информационных систем при обучении математике в аспекте развития познавательного интереса учащихся в условиях личностно ориентированного обучения способствует осуществлению приемов самостоятельной творческой деятельности содержательной направленности понимание сути представления математических моделей и их геометрической интерпретации на экране; необходимость освоения возможностей ИТ для изучения математической теории и использования ее на практике), аналитической направленности (исследование математических моделей; анализирование массива статических данных; поиск математической информации), прикладной направленности (создание геометрических объектов; построение графиков, диаграмм; автоматизация получения результата математических вычислений и нахождения оптимальных решения математических задач).

3. Сформулированы требования к структуре, содержанию учебного материала, представляемого с использованием средств ИТ на уроках математики: учебный материал разбивается на теоретический и практический, а также для контроля и корректировки знаний. В каждом конкретном случае материал подбирается так, чтобы он был адекватен цели, содержанию и назначению урока. При этом необходимо, чтобы учитель учитывал возрастные особенности учащихся, а также способности и интересы каждого.

Сформулированы требования к организации учебной деятельности на уроках математики с использованием средств ИТ:

- обеспечение мотивации обучения и активизации деятельности обучаемого в условиях личности о ориентированного обучения должны опираться на реализацию возможностей ИТ;

4. Определены основные направления обучения учителей использованию ИТ в процессе преподавания математики:

- информационное взаимодействие в условиях функционирования локальных и глобальной компьютерных сетей, реализации потенциала распределенного информационного ресурса;

- основные положения разработки и использования электронных средств образовательного назначения, их проектирования и оценки их содержательно-методической значимости;

- осуществление деятельности по наполнению баз и банков данных предметным (содержательным) материалом (в том числе авторскими разработками);

- организация научно-исследовательской и экспериментальной деятельности на основе средств автоматизации процессов обработки результатов учебного эксперимента (лабораторного, демонстрационного), протекающего как в реальных условиях, так и виртуально.

Заключение

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Мартиросян, Лора Пастеровна, Москва

1. Белова Л.Ю., Белов Ю. Изображение поверхностей // Информатика и образование, 1990, № 2, с. 57-65.

2. Белова Л.Ю., Кузнецова В.А. Задача изображения сечений многогранников // Информатика и образование, 1995, № 6, с. 49 58.

3. Берулава Н.М. Гуманизация образования: направления и перспективы // Педагогика, 1996, № 4, с. 3 27.

4. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. М., 1995.

5. Беспалько В.П. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов. М.: Высшая школа, 1989.

6. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989.

7. Беспалько В.П. Стандартизация образования: основные идеи и понятия // Педагогика, 1993, № 5, с. 16 23.

8. Бим-Бад Б.М. Петровский А.В. Образование в контексте социализации // Педагогика, 1996, № 1, с. 3 8.

9. Боженкова Л.И. Использование компьютера при изучении первых разделов стереометрии // Применение информационных технологий в образовании: Материалы VIII Международной конференции. 30 июня 3 июля 1997 г., Троицк, 1997, с. 17 - 22.

10. Божович Л.И., Морозова Н.Г., Славина Л.С. Развитие мотивов учения школьников // Известия АПН РСФСР, вып. 36, с. 34 40.

11. П.Болотова Н.В., Корниенко И.А., Шабат Г.Б. Компьютеры в школьной геометрии // Информатика и образование, 1998, № 7, с. 63-75.

12. Болотова Н.В., Скуредина Л.М. Поддержка курса черчения компьютерными уроками // Информатика и образование, 1998, № 3, с. 70 85.

13. Бондаревская Е.В. «Круглый стол». Учебно-научно-педагогический комплекс: проблемы и перспективы // Педагогика, 1996, № 2, с. 31- 36.

14. Бордовский Г.А., Извозчиков В.А. Новые технологии обучения: вопросы терминологии // Педагогика, 1993, № 5, с. 12-16.

15. Возрастная педагогическая психология / Под ред. А.В. Петровского. М., 1973.

16. Вуль В.А., Траскевич JI.B. Изучение основ издательского дела и полиграфии в рамках изучения школьного курса информатики // Компьютерные инструменты в образовании, 1998, №1, с. 85 92.

17. Выготский JI.C. Собр. соч. в 6-ти тт. ТА. М.: АПН СССР, 1984.

18. Выготский J1.C. Проблема возрастной периодизации детского развития // Вопросы психологии, 1972, № 2.

19. Гальперин П.Я. Основные результаты исследований по проблеме «Формирование умственных действий и понятий». М., 1965.

20. Герасимов С.В. Познавательная активность и понимание // Вопросы психологии, 1994, № 3, с. 35 43.

21. Гисин В.Б. Графические инструментальные среды при изучении начал анализа // Педагогическая информатика, 1994, № 1, с. 17-25.

22. Глейзер Г.Д. История математики в школе 7-8 классов: Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1982.

23. Гнеденко Б.В. Математика и математическое образование в современном мире: Библиотека учителя математики. М.: Просвещение, 1985.

24. Гнеденко Б.В. Математика и научное познание. М.: Знание, 1983.

25. Гнеденко Б.В. О математических способностях и их развитии // Математика в школе, 1982, № 1, с. 31-34.

26. Гнеденко Б.В. Формирование мировоззрения учащихся в процессе обучения математике. М.: Просвещение, 1982.

27. Государственный образовательный стандарт Высшего профессионального образования. Специальность 032100 Математика. М.: Министерство Образования Российской Федерации, 2000. — 19 с.

28. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. М.: Педагогика, 1977.

29. Гужвенко Е.И. Автоматизированный учебный курс как средство активизации обучения математике // Активные формы и методы обучения в вузе: Тез. докл. межвуз. конф. / Под ред. JI.K. Гребенкиной. Рязань: Pi НУ, 1994, с. 186 188.

30. Гужвенко Е.И. Компьютер как объединяющее звено в подготовке инженеров // Интегративные процессы в подготовке специалиста на основе государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. Рязань. 1997, с. 167-169.

31. Гужвенко Е.И., Гужвенко Г.И. Компьютерная поддержка учебного взаимодействия (гуманизация учебного взаимодействия), отягощенного пропуском занятий // XXV научно-методическая конференция: тезисы докладов. Рязань, 1995.

32. Гужвенко Е.И. Компьютерная поддержка учебного взаимодействия // Общепедагогические проблемы образовательного процесса в высшей школе: Тезисы докладов межвузовской конференции. 10 11 января 1996 г. — Рязань: РГПУ, 1996, с. 129-130.

33. Гужвенко Е.И. Пакет обучающе-контролирующих программ по теории вероятностей. Рязань, 1997.

34. Гужвенко Е.И. Технология использования рабочего времени ЭВМ как фактора оптимизации процесса обучения // Педагогические технологии в высшей школе: Тезисы докладов межвузовской конференции. 24-25 января 1995 г. Рязань: РГПУ, 1995, с.151-153.

35. Гужвенко Е.И. Технология расчета допустимого компьютерного времени обучающих программ (на примере высшей математики) // Новые информационные технологии в вузах: Тезисы докладов XXVI научно-методической конференции ВАИ. Рязань, 1996, с.34 38.

36. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения. М.: Просвещение, 1986.

37. Далингер В.А. Новые информационные технологии в обучении геометрии // Новые исследования в педагогических науках. Вып. 1 (57). М., 1991.

38. Денисова М.И. Активизация учебно-познавательной деятельности школьников в процессе обучения математике // Методологические и теоретические проблемы активизации учебно-познавательной деятельности в свете реформы. JX-, 1986, с.119 125.

39. Дидактические основы использования средств обучения в учебно-воспитательном процессе общеобразовательной школы / Под ред. Е.С. Полат. М.: Ротапринт НИИ СО и УК АПН СССР, 1991.

40. Ездов А.А. Лабораторные работы по физике с использованием компьютерных моделей // Информатика и образование, 1996, № 1, с. 86 94.

41. Елисеева В.И. Применение компьютерной техники как средства активизации познавательной деятельности учащихся в процессе трудового обучения: Дисс. .канд. пед. наук. М., 1994.

42. Есипова И.А., Шамшурин В.А. Компьютерная графика в процессе преподавания математики // Применение информационных технологий в образовании: Материалы VIII Международной конференции. 30 июня 3 июля 1997 г. Троицк, 1997.

43. Жихарская О.Б., Чернякова В.Н. Комбинированный урок по технологии и информатике // Школа и производство, 1998, № 5, с. 26 32.

44. Захарова Т.Б. Профильная дифференциация обучения информатике на старшей ступени школы. М., 1997.

45. Иванников А.Д., Лобанов B.C., Сидорук P.M. Компьютерная графика в высшей школе РФ // Информационные технологии, 1996, № 4.

46. Изучение многогранников в школьном курсе геометрии: Методические рекомендации. М.:НИИ ШОТСО АПН СССР, 1989.

47. Компьютерные технологии в высшем образовании / Под ред. А.Н. Тихонова, В.А. Садовничего и др. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1994.

48. Концепция информатизации высшего образования России. Госкомвуз. М.: Высшая школа, 1993, с. 8 14.

49. Концепция информатизации // Информатика и образование, 1990, № 1, с. 3 9.

50. Концепция использования НИТ в организационно-методическом обеспечении учебного заведения / РОСЦИО, (Науч. рук.: Ваграменко Я.А., отв. исп.: Роберт И.В.). М., 1992.

51. Кравцов С.С. Методика проведения занятий с отстающими по математике с использованием технологии мультимедиа: Дис. канд. пед. наук. М., 1999.

52. Кравцова А.Ю. Изучаем искусство, графику, дизайн с компьютером // Информатика и образование, 1988, № 6, с. 35 47.

53. Краевский В.В. Методология педагогического исследования: Пособие для педагога-исследователя. Самара: Изд-во СамГПИ, 1994.

54. Краевский В.В. Проблемы научного обоснования обучения. (Методологический анализ). М.: Педагогика, 1977.

55. Краевский В.В., Лернер И.Я. Дидактические основы определения содержания учебника. М.: Высшая школа, 1980.

56. Краткий психологический словарь. М.: Изд-во полит, лит, 1985.

57. Кухарев Н.В. Формирование познавательных интересов. Методологические рекомендации. Гомель, 1983.

58. Кухарь А.В. Формирование познавательного интереса у учащихся к математике в процессе ее изучения в 4-7 классах: Дисс. . канд. пед. наук. Киев, 1984.

59. Лавина Т.А. Содержание подготовки студентов педвузов к применению современных информационных технологий в будущей профессиональной деятельности: Дисс. . канд. пед. наук. М., 1996.

60. Лапчик М.П., Рагулина М.И., Исупова Н.И. Компьютерная графика как средство визуализации математических вычислений // Информационные технологии в образовании: Сборник научных трудов. Вып. 2 / Под ред. М.П. Лапчика. Омск: Изд-во ОмГПУ, 1999.

61. Леднев B.C. Непрерывное образование. Структура и содержание. М., 1988.

62. Леднев B.C. Содержание общего среднего образования. Проблемы структуры. М., 1980.

63. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность. М.: Политиздат, 1975.

64. Леонтьев А.Н. Потребности, мотивы и эмоции // Психология эмоций. М., 1984.

65. Леонтьев А.Н. Проблемы развития психики. М.: Изд-во МГУ, 1981.

66. Ломов Б.Ф. Научно-технический прогресс и средства умственного развития человека // Психологический журнал, 1985, № 6, с. 86 -94.

67. Ломов Б.Ф. ЭВМ и развитие человека // Вестник высшей школы, 1985, № 12, с. 34-42.

68. Львовский М.Б., Львовская Г.Ф. Преподавание физики с использованием компьютеров // Информатика и образование, 1999, № 5, с. 72 79.

69. Майер В.Р. Компьютерная поддержка курса геометрии. В 2 ч. 4.1. Геометрия на плоскости: Методическое пособие. Красноярск: КГПУ, 1995.

70. Майер В.Р. Компьютерная поддержка курса геометрии. В 2 ч. 4.2. Геометрия в пространстве: Учебное пособие. Красноярск: КГПУ, 1996.

71. Маркова А.К. Формирование интереса к учению у школьников. М.: Педагогика, 1986.

72. Маркова А.К. Формирование мотивации учения в школьном возрасте. М.: Просвещение, 1983.

73. Мартиросян Л.П. Информатизация учебной деятельности по математике в средних классах школы // Информатика и образование, 2002, № 9, с. 127-128.

74. Мартиросян Л.П. Информационные технологии и области их применения на уроках математики в средней школе / Ученые записки ИИО РАО, 2002, вып. 6, с. 63 68.

75. Мартиросян Л.П. Математические информационные системы для преподавания математики / Ученые записки ИИО РАО, 2002, вып. 7, с. 32 — 42.

76. Мартиросян Л.П. Области применения информационных технологий на уроках математики в средней школе // Образование в современном обществе: Сб. научных трудов. М.: МГПУ, 2001, с.59 62.

77. Мартиросян Л.П. Реализация возможностей информационных технологий в процессе преподавания математики // Информатика и образование, 2002, № 12, с.78 82.

78. Марюков М.Н. Научно-методические основы использования компьютерных технологий при изучении геометрии: Дисс. . д-ра пед. наук. Брянск, 1998.

79. Масалова В.А., Коблякова Е.Б. и др. Автоматизированное проектирование изделий с рукавом покроя реглан и цельнокроенным в САПР

80. AUTOCAD 11 Применение информационных технологий в образовании: Материалы VIII Междунар. конф. 30 июня 3 июля 1997 г. Троицк, 1997 г.

81. Математика. 5-9 кл.: Методические рекомендации. М.: Образование для всех, 1995.

82. Математика: 6 класс: Дидактические материалы к учебнику «Математика 6» / Г.В. Дорофеев, И.Ф. Шарыгин, С.Б. Суворова и др.; под ред. Г.В. Дорофеева, И.Ф. Шарыгина. М.: Дрофа, 2000.

83. Математика: бкласс: Учебник для общеобразовательных учебных заведений/ Г.В. Дорофеев, С.Б. Суворова, И.Ф. Шарыгин и др.; под ред. Г.В. Дорофеева, И.Ф. Шарыгина. М.: Дрофа, 1995.

84. Математика: Дидактические материалы для 5 класса общеобразовательных учреждений / Г.В. Дорофеев, JI.B. Кузнецова, С.С. Минаева, С.Б. Суворова. М.: Просвещение, 1998.

85. Математика: Учебник для 5кл. общеобразовательных учреждений/ Г.В. Дорофеев, И.Ф. Шарыгин, С.Б. Суворова и др.; под ред. Г.В. Дорофеева, И.Ф. Шарыгина. М.: Просвещение, 1999.

86. Мацкин Ю.М. Элементы координатного метода в курсе математики 4-5 классов средней школы: Дис. . канд. пед. наук. М., 1988.

87. Методика преподавания математики в средней школе: Общая методика / Сост. Р.С. Черкасов, А.А. Столяр. М.: Просвещение, 1985.

88. Мехтиев М.Г. Методика обучения геометрии в 10-11 классах общеобразовательной школы с использованием компьютера: Дис. . д-ра. пед. наук. Махачкала, 2002.

89. Мещеряков А.Ф. Графические системы в школе // Информатика и образование, 1997, № 7, с. 36 44.

90. Морозова Н.Г. Учителю о познавательном интересе. М.: Знание, 1979.

91. Морозова Н.Г. Формирование познавательного интереса у аномальных детей. М.: Просвещение, 1969.

92. Моторина В.Г. Развитие графической грамотности учащихся 6-8 классов при обучении математике: Дисс. . канд. пед. наук. Киев, 1988.

93. Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь. М., 1987.

94. Панюкова С.В. Информационные и коммуникационные технологии в личностно ориентированном обучении. М.: «Про-пресс», 1998.

95. Панюкова С.В. Концепция реализации личностно ориентированного обучения при использовании информационных и коммуникационных технологий. М.: «Про-пресс», 1998.

96. Панюкова С.В. Создание и использование средств повышения эффективности обучения с помощью ЭВМ (на примере проведения лабораторных и практических занятий по гидравлике и технической термодинамике в военном вузе): Дисс. . канд. пед. наук. М., 1993.

97. Петросян В.Г. Использование графических возможностей ЭВМ при решении физических задач // Информатика и образование, 1996, № 4, с. 48-53.

98. Плакидин В.И. Занятия по технологии в школах Англии // Школа и производство, 1998, № 3, с. 24 29.

99. Повышение эффективности обучения математике в школе: Книга для учителя: Из опыта работы / Сост. Г.Д. Глейзер. М.: Просвещение, 1989.

100. Полонский В.М. Оценка качества научно-педагогических исследований. М.: Педагогика, 1987.

101. Прима B.JL, Прима И.Л. Компьютерная технология САПР в начальной профессиональной подготовке // Применение информационных технологий в образовании: Материалы VIII Междунар. конф. 30 июня 3 июля 1997. Троицк, 1997.

102. Профессиональная педагогика: Учебник для студентов, обучающихся по педагогическим специальностям и направлениям. М.: Ассоциация «Профессиональное образование», 1997.

103. Раздомахин Н.Н., Басуев А.Г. Система трехмерного автоматизированного проектирования одежды. // Применение информационных технологий в образовании: Материалы VIII Междунар. конф. 30 июня 3 июля 1997 г. Троицк, 1997.

104. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования. М.: «Школа-Пресс», 1994.

105. Роберт И.В. Распределенное изучение информационных и коммуникационных технологий в общеобразовательных предметах // Информатика и образование, 2001, № 5, с. 12 16.

106. Сериков В.В. «Круглый стол». Теория и практика личностно ориентированного образования // Педагогика, 1996, № 5, с. 72-80.

107. Сериков В.В. «Круглый стол». Учебный научно-педагогический комплекс: проблемы и перспективы // Педагогика, 1996, № 2, с. 13.

108. Сериков В.В. Личностно ориентированное образование // Педагогика, 1994, № 5, с. 18-24.

109. Смирнов А.А. Проблемы психологии памяти. М., 1966.

110. Совертков П.И., Тушканов И.М. Построение огибающих на компьютере // Информатика и образование, 1998, № 7, с. 66 72.

111. Советский энциклопедический словарь / Под ред. A.M. Прохорова. М.: СЭ, 1984.

112. Столяр А.А. Педагогика математики. М., 1974.

113. Тараканова О.В. Развитие интереса к математике с помощью задач как условие повышения эффективности обучения алгебре в 6—8 классах средней школы: Дис. . канд. пед. наук. М., 1988.

114. Удалов С.Р. Обучение конструированию с применением компьютера на уроках черчения // Информатика и образование, 1994, № 3, с. 31 38.

115. Хусаинов Т.Ж., Хусаинова З.И. Живая Геометрия: Учебно-методическое пособие для учителя информатики. М., 1997.

116. Шатсков А.А., Богуславский А.А. Декоративные композиции на дисплее // Применение информационных технологий в образовании: Материалы VIII Междунар. конф., 30 июня 3 июля 1997 г. Троицк, 1997.

117. Шафрин Ю.А. Информационные технологии. В 2ч. 4.1: Основы информатики и информационных технологий. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999.

118. Шафрин Ю.А. Информационные технологии. В 2ч. 4.2: Офисная технология и информационные системы. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999.

119. Щукина Г.И. Педагогические проблемы формирования познавательных интересов учащихся. М.: Педагогика, 1988.

120. Щукина Г.И. Проблема познавательного интереса в педагогике. М.: Педагогика, 1971.

121. Щукина Г.И. Роль деятельности в учебном процессе: Книга для учителя. М.: Просвещение, 1986.

122. Щукина Г.И., Крутецкий В.А. Психология обучения и воспитания школьников: Книга для учителей и классных руководителей. М.: Просвещение, 1976.

123. Энциклопедический словарь юного математика для среднего и старшего школьного возраста. М.: Педагогика, 1985.

124. Якиманская И.С. Личностно ориентированное обучение в современной школе. М.: Сентябрь, 1996.