Педагогические науки

Васильева Д. В.

Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого, Россия

Интерактивные задания на уроках математики как средство развития у младших школьников исследовательских умений

Исследовательские умения входят в число умений, которые характеризуют развитие личности школьника, поэтому проблема развитие исследовательских умений у младших школьников является актуальной. Особенно велика роль интерактивных заданий в развитии исследовательского умения устанавливать влияние изменения условий на изменение свойств объекта. Это умение, в отличие от многих общих исследовательских умений, требующих высокого уровня мыслительной деятельности, можно начать формировать уже в младших классах. Работа над этим умением осуществляется в ходе выполнения исследовательских заданий, которые предполагают осуществление одного или нескольких этапов исследовательской деятельности: анализ исходной информации; обнаружение, формулировка, осознание проблемы; выдвижение гипотезы; постановка эксперимента; теоретическое обоснование; доработка и уточнение исходной гипотезы, формулировка выводов; обобщение и применение новых знаний.

Под интерактивным заданием будем понимать задание, в ходе выполнения которого происходит интерактивное взаимодействие (или диалог) пользователя с программой.

Математика отличается абстрактностью объектов, а исследовательская деятельность с математическим содержанием носит преимущественно мыслительный характер. С помощью интерактивных заданий можно сделать наглядными изучаемые процессы, сложные для понимания. Интерактивные задания, как форма компьютерной поддержки обучения математике, больше всего подходят для развития исследовательского умения устанавливать влияние изменения условий на изменение объекта. Интерактивные задания хороши тем, что позволяют ученику видеть, как вводимые им данные влияют на ситуацию, к каким изменениям они приводят. При этом можно использовать разные модели: материальные, вербальные, символические, графические. Главное отличие компьютерных моделей в том, что они могут быть динамическими. Их использование вместе с другими моделями позволяет ученикам наблюдать процесс изменения и по-разному фиксировать его результат.

При рассмотрении зависимости величин и результатов действий можно выделить два шага: наблюдение за характером изменения и количественная характеристика изменения. В качестве примера рассмотрим интерактивное задание, которое позволяет выявить и обобщить пропорциональную зависимость величин, связанных с движением. Это задание входит в инструментальную компьютерную среду ИКС, разработанную специалистами РГПУ им. А. И. Герцена и фирмы «Кирилл и Мефодий» [2]. Ученикам дается текстовая установка «Наблюдай изменение пройденного пути в зависимости от скорости».

На экране строчка таблицы и схематический рисунок, текст задания: «Введи значение скорости (от 40 до 100 см/сек) и наблюдай изменение пройденного пути (при одинаковом времени)».

Ученик вписывает в таблицу значение скорости, лягушка начинает прыгать по дорожке от леса к болоту. На картинке виден процесс движения: за каждую секунду лягушка делает прыжок, длина которого зависит от указанной учеником скорости. После каждого прыжка часть пройденного пути меняет цвет. В таблице появляется значение пройденного пути. Эта операция повторяется несколько раз. Ученики могут работать самостоятельно, или в парах, обсуждая выбор следующего значения скорости. При этом при введении нового значения скорости можно предложить ученикам, обратить внимание, больше оно или меньше предыдущего, высказывать свои предположения о том, больший или меньший путь (по сравнению с предыдущим) преодолеет лягушка. Динамическое моделирование процесса движения сразу же подтверждает или опровергает высказанное ребенком предположение. После четырех экспериментов на экране появляются итоговый рисунок (его схематический вариант приведен на рис. 1) и итоговая таблица, в которой отражены, вписанные учеником, значения скорости и, вычисленный компьютером, пройденный путь, например:

Таблица

Объекты движения	Скорость (см/с)	Время (с)	Пройденный путь (см)
лягушка в желтом	40	4	160
лягушка в красном	60	4	240
лягушка в синем	70	4	280
лягушка в голубом	80	4	320

Рис. 1

Дети с учителем анализируют различные модели ситуации (схематический рисунок и заполненную таблицу), выясняют, какая лягушка (в майке какого цвета) проделала больший путь, почему. В таблице можно посмотреть, с какой скоростью она двигалась. Аналогично выясняют, какая лягушка за это же время проделала меньший путь, почему. На этом этапе работы ученики накапливают опыт наблюдений, на основе которого позже ими будет сделан вывод.

После выполнения такого задания целесообразно обратить внимание детей, какая величина в этом случае была постоянной, какую величину изменяли сами, а какая изменялась в зависимости от изменений второй. Полезно выяснить, можно ли поменять зависимые величины ролями, какую величину можно сделать постоянной, какую менять по своему желанию, и как при этом будет изменяться третья. Дети могут предложить свои варианты ответов.

Рассмотрим варианты организации работы детей по выполнению этого интерактивного задания на разных этапах исследовательской деятельности. Проблема исследования может быть поставлена учителем в готовом виде, или, прежде чем обратиться к компьютеру, школьники анализируют исходную информацию, формулируют проблему и, может быть, сами выдвинут гипотезу. Далее выдвинутые гипотезы будут подтверждать с помощью компьютера.

Результатом использования интерактивных заданий является развитие исследовательских умений учащихся, за счет открытия, осмысления, новых знаний, их обобщения, за счет накопления опыта использования компьютера. У школьника эффективнее развиваются исследовательские умения, формируется отношение к компьютеру как к средству познания, открытия нового. Задания исследовательского характера обеспечивают понимание школьниками учебного математического материала [1].

Литература:

1. Ивашова О. А. Роль исследовательской деятельности младших школьников в овладении математической культурой //Сборник научных трудов по непрерывному образованию. Выпуск. 4. «Метаметодика: продуктивный диалог предметных методик обучения». – СПб.: «Культ-Информ-Пресс», 2003. – С. 93 –118.

2. Использование ИКС в обучении студентов педагогических вузов: Методические рекомендации. – СПб, Изд-во РГПУ им. А. И. Герцена. 2004