Педагогические науки/5.Современные методы преподавания

 

К.п.н. Балоян О.Н.

Морская Государственная Академия имени адм. Ф.Ф.Ушакова, Россия

Информационные технологии как средство обучения математике

 

         На современном этапе развития высшего образования проблема подготовки специалистов, хорошо владеющих компьютерными технологиями, приобретает особо важное  значение в связи с высокими темпами развития и совершенствования науки и техники. Применение этих технологий в обучении математике объясняется также необходимостью решения проблемы поиска путей и средств активизации познавательной деятельности обучаемого, развития их творческих способностей. Особенностью учебного процесса с применением компьютерных средств является то, что центром деятельности становится обучаемый, который исходя из своих индивидуальных способностей и интересов, выстраивает процесс познания.

         Компьютерные технологии обучения – это процессы подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления которых является компьютер. Компьютерные технологии обучения являются сегодня  наиболее распространенным средством повышения результативности труда обучаемого и преподавателя /2/.

         Если говорить об основных функциях компьютера в учебном процессе, то он выступает, с одной стороны, как объект изучения и, с другой, как средство обучения. Первое направление подразумевает обучение работе с компьютером, знание основных сфер применения компьютера, формирование умения самостоятельно составлять простейшие программы, усвоение определенной терминологии. Второе направление связано с созданием и использованием различных типов программ, необходимых и полезных в учебном процессе. Сегодня количество программ, используемых в обучении, велико, выполняемые ими функции разнообразны и обширны.

         В настоящее время компьютерные технологии обучения применяются в ряде организационных форм обучения для решения различных дидактических задач. Это практические и лабораторные занятия, самостоятельная работа, курсовое и дипломное проектирование. В целях эффективного применения компьютерных технологий обучения в формах учебной работы необходимо исходить из анализа основных звеньев учебного процесса: деятельности преподавателя и деятельности обучаемого. Данная позиция легла в основу теоретических разработок проблемы современных средств обучения в русле теории поэтапного формирования умственных действий /3,4/ .

         Роль математических задач в обучении весьма значительна и многогранна. Математическое образование имеет деятельностную ориентацию, то есть формирует способность к осуществлению познавательной деятельности либо в области самой математики, либо в области ее приложений, либо в области, требующей привлечения интеллектуальных навыков, характерных для математической деятельности. В процессе решения задач обучаемые не только приобретают умения и навыки применения изученных ими теоретических положений, но и познают новые методы решения, знакомятся с новыми ситуациями, в результате чего происходит дальнейшее осознание теории. Трудности, возникающие в связи с ограниченным объемом числа часов по учебным планам, а также недостаточный уровень подготовки абитуриентов, выдвигают острейшую проблему индивидуализации обучения математике. Одним из путей решения этой проблемы является применение компьютерных технологий обучения при изучении высшей математики. Применение компьютерных технологий обучения влечет за собой решение новых дидактических задач, связанных с разработкой, внедрением и обоснованием новых методов преподавания.

          Н.Ф. Талызина отмечает, что пока основная функция преподавателя состояла в сообщении знаний студентам, лекция не вызывала тревоги. В настоящее время в связи с требованиями, которые предъявляются к молодому специалисту, функция управления процессом усвоения знаний является одной из ключевых в деятельности преподавателя. /3/ Все это приводит к выводу, что методика лекционных занятий должна строиться на основе оперативного управления познавательной деятельностью студентов.

         Повышение эффективности лекций становится одной из главных проблем высшей школы. Поэтому неслучайно на лекции стали применять компьютерные комплексы обучения, с помощью которых методика чтения лекций  с включением элементов самостоятельной работы на основе контрольно-диагностических тестов видоизменяет ее /3/.

         Чтобы управлять познавательной деятельностью студентов, преподавателю необходима информация о процессе усвоения знаний. Для обеспечения напряженной умственной деятельности на лекции необходимы приемы, способствующие активизации механизма восприятия. Поэтому в процессе структурирования лекции следует выделить те элементы знания, по которым будут формироваться индивидуальные задания студентам. После того, как весь материал разбит на методические блоки и выделены в них элементы знания, которые будут контролироваться, необходимо выбрать форму контроля. Контроль может быть полным или частичным. Если тест содержит только по одному элементу знания, то имеем разделенный способ контроля. В один и тот же тест можно включить несколько элементов знаний, в этом случае контроль знаний называется совмещенным. Возможен условно последовательный контроль знаний, когда последовательность предъявления тестов зависит от выбора той или иной альтернативы при предыдущем тестировании. Предположим, что в некотором методическом блоке изучается понятие линейного уравнения.

                                                           ТЕСТ 1

       Линейно ли уравнение:           y´ + 2 y " + 3 y "´= tg y     

       Ответы:      1. Да.                2. Нет.                3. Не знаю.

        Этим тестом обращено внимание на то, что правая часть в линейном уравнении должна быть функцией только от X. При двухкратном применении этого теста в различных потоках большинство студентов выбрало неверный первый ответ, что, в общем, было для преподавателя неожиданным. При обсуждении результатов контроля по этому тесту выявилась еще одна возможная ошибка. Некоторые  при устном опросе дали такой ответ: « Уравнение справа линейно, а слева- нет, поэтому неясно, к какому классу его отнести.». Такого вида тесты фокусируют внимание на каком-нибудь одном элементе знания, не требуют большого времени на их выполнение. С помощью таких тестов можно достичь целого ряда целей, стоящих перед контрольно-диагностическим тестированием. Поэтому их применение на лекциях вполне оправдано. Только не следует обольщаться большим числом верных ответов, поскольку всего две альтернативы и возможно угадывание. Независимо от результатов тестирования в процессе обсуждения следует обосновать все ответы, чтобы каждый студент понял причину ошибочности того или иного ответа.

         Наиболее часто на лекциях применяются тесты на проверку качества усвоения материала на уровне знакомства. Тесты на узнавание требуют от студентов указать, относится ли описываемый объект или явление к объектам данного вида. К такому типу можно отнести, например,

                                                     ТЕСТ 2

Является ли уравнение            уравнением Бернулли?

Ответы:    1. Да.       2. Нет.        3. Не знаю.

Все данные для ответа находятся в самом опросе, т.е. анализировать необходимо только вид уравнения.  

         На практических занятиях при максимальном разнообразии процессуальной стороны познавательной деятельности, содержательная сторона остается неизменной: активная самостоятельная работа студентов. Задачи могут играть большую роль в процессе последующей работы над теоретическим материалом, в выработке у обучаемых более внимательного и неформального отношения к применению тех или иных формул. В частности, при обучении математической статистике, вследствие специфики ее содержания, необходимо систематическое наглядное представление о влиянии случая на статистические выводы. Применение компьютерных технологий обучения является эффективным средством поддержки надлежащего уровня значения этой дисциплины. На этапе приобретения начальных знаний, умений и навыков по усвоению основных понятий и методов математической статистики, может быть использован электронный учебник, содержание которого структурируется на основе электронной модели компьютерного обучения /1,2/.

         Характерной чертой практического занятия является необходимость постоянного информационного обмена между преподавателем и обучаемым, т.е. осуществление прямой и обратной связи. Однако преподаватель обычно не может уделить достаточного времени для индивидуальной работы с каждым студентом в группе во время занятия. Разрешить это противоречие можно, в частности, путем применения компьютерных средств обучения /1/.На практических занятиях с использованием компьютерных технологий обучения студенты, учитывая свои способности, интересы, потребности, получают право и возможность выбирать объем и глубину усвоения учебного материала, варьировать свою учебную нагрузку, а преподаватель со своего дисплея наблюдает за их работой и, в случае необходимости, может оказать индивидуальную помощь.

         При традиционной системе обучения существенным недостатком является то, что практические и самостоятельные занятия отодвинуты во времени от лекций. Устранить этот недостаток могут компьютерные технологии обучения, которые, совершенствуя многие из традиционных форм обучения, служат основой для создания принципиально новой организационной формы, приближающейся к той, которая соответствует требованиям деятельностной теории усвоения социального опыта. Новая организационная форма органически синтезирует функции существующих ныне форм обучения на качественно ином, более высоком уровне. Она предполагает предъявление каждому обучаемому не только учебных и контрольных заданий, но и информирующих доз учебного материала на основе регулярной и своевременной обратной связи. Это радикально решает проблему индивидуализации обучения в условиях его массовости. При этом появляется возможность реализовать основные требования теории усвоения, подавая каждому обучаемому информацию в виде, соответствующем текущему этапу усвоения. Благодаря совмещению дидактических функций информирования и отработки, устраняется разрыв между уяснением учебного материала и его действительным усвоением ходе выполнения упражнений.

         Применение компьютерных технологий обучения сопровождается новой организацией труда. Необходимы определенные изменения в учебных программах, методах и дидактических приемах обучения. Требуется разработка, экспериментальная проверка и организация эффективного использования современных средств поддержки образовательных процессов, а также подготовка организационно-методического сопровождения. Вместе с тем, использование компьютерных технологий  в обучении математике, позволяет дифференцировать учебную деятельность, активизирует познавательный интерес обучаемых, развивает их творческие способности, стимулирует умственную деятельность.

         Таким образом, проблема совершенствования форм и способов организации учебной деятельности студентов приобретает особую актуальность в условиях реформы высшей школы. Решение этой проблемы включает разработку комплекса вопросов, в том числе:

- выявление направленности и содержания познавательной активности студентов при разных формах организации учебной деятельности;

-  создание методического обеспечения различных видов занятий;

- разработку системы контроля и коррекции процесса усвоения знаний и формирования умений.

                   

                                             Литература:    

1.     «Компьютеризация учебного процесса»: Межвузовский сборник научных трудов под ред. проф. В.Н.Врагова; Новосибирский университет. Новосибирск, 1992 г.

2.     Панюкова  С.В. «Информационные и коммуникационные технологии в личностно-ориентированном обучении». М., 1998 г.

3.     Талызина Н.Ф. «Пути и проблемы управления познавательной деятельностью человека.- в кн.: Теоретические проблемы управления познавательной деятельностью человека». М. -1975 г. С. 154-165

4.     Талызина Н.Ф., Габай Т.В. «Пути и возможности автоматизации учебного процесса.» М. -1977 г. – с. 64