Методика разработки и использования средств информационно-коммуникационных технологий для формирования (стр. 31 из 39)

1) Управляющие программы, выполняющие некоторые традиционные функции учителя. В частности, управления классом.

2) Обучающие программы, направляющие обучение, исходя из имеющихся у учащихся знаний и его индивидуальных предпочтений; как правило, они предполагают усвоение новой информации.

3) Диагностические программы, предназначенные для тестирования, оценивания или проверки знаний, способностей и умений.

4) Тренировочные программы, рассчитанные на повторение или закрепление пройденного и не содержащие нового учебного материала.

5) Базы данных по различным отраслям знаний, из которых хранимая в них информация может быть запрошена.

6) Измеряющие и контролирующие программы для датчиков, позволяющие получать и записывать информацию и управлять действиями роботов.

7) Имитационные программы, представляющие тот или иной аспект реальности с помощью ограниченного числа параметров для изучения его основных структурных или функциональных характеристик.

8) Моделирующие программы свободной композиции, представляющие в распоряжение обучаемого основные элементы и типы функций для моделирования определенной реальности.

9) Программы типа «микромир», похожие на имитационно-моделирующие, однако не отображающие реальность; в идеале – это воображаемая учебная среда, создаваемая при участии учителя.

10) Инструментальные программные средства, обеспечивающие выполнение конкретных операций, например, обработку текстов, составление таблиц, редактирование графической информации.

11) Языки программирования: системы кодирования, позволяющие управлять компьютером.

Уже высказано немало идей относительно использования компьютеров в учебном процессе, но эти идеи, странствуя по свету, ищут своего практического воплощения. Вот почему мы ставим своей задачей указать конкретные способы и приемы использования новых информационно-коммуникационных технологий в обучении геометрии.

На самых различных этапах обучения геометрии может быть использован компьютер, и это применение основано, прежде всего, на его графических и вычислительных возможностях.

Рассмотрим подробнее применение компьютера в процессе обучения геометрии.

В геометрии компьютер должен играть роль эффективного средства для наглядной иллюстрации понятий, демонстрирования чертежей и рисунков. И эта возможность компьютера, представлять динамику графических изображений, как никакая другая возможность, изменит характер преподавания геометрии: геометрические фигуры могут описываться с помощью процедур, а не только уравнений.

Заметим, что в школьном курсе геометрии можно выделить три вида чертежей:

а) чертежи, иллюстрирующие содержание вводимого понятия;

б) чертежи, которые образно представляют условие решаемой задачи или рассматриваемого математического предложения;

в) чертежи, иллюстрирующие преобразования геометрических фигур.

По отношению к тексту учебника иллюстрации можно разделить на три группы: ведущие, равнозначные и обслуживающие.

Ведущие иллюстрации самостоятельно раскрывают содержание учебного материала, заменяя основной текст.

Так, например, понятие луча в учебнике вводится следующим текстом: «На прямой а отметим точку О. Она разделяет прямую а на две части, называемые лучами, исходящими из точки О». Рисунок, иллюстрирующий этот текст учебника, дан статично, что не дает возможности увидеть его динамику. Вместо этого текста на компьютере можно реализовать демонстрацию презентации, которая поэтапно представит рисунок, иллюстрирующий понятие луча.

Вообще следует заметить, что все понятия, которым в школьном курсе геометрии даются конструктивные определения, следует подкреплять ведущей иллюстрацией. К таким понятиям можно отнести: луч, цилиндр, конус, сфера, шар и т.д. Программа «Тела вращения» демонстрирует на экране дисплея компьютера способы образования цилиндра и конуса.

Одновременно с демонстрацией ученикам предлагается озвученные определения тел: Цилиндром называется геометрическая фигура, полученная вращением прямоугольника вокруг одной из его сторон.

Конусом называется геометрическая фигура, полученная вращением прямоугольного треугольника вокруг одного из катетов.

Равнозначные иллюстрации служат целям более глубокого и эффективного усвоения содержания учебного материала.

Цель этих иллюстраций – дать определениям геометрических понятий, сформулированных в учебнике в свободной логической форме, адекватную алгоритмическую процедуру получения этих понятий.

Так, например, определение медианы треугольника дано в учебнике геометрии в следующей логической форме: «Отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны, называется медианой треугольника». С помощью компьютера следует продемонстрировать внутрипонятийные связи этого понятия динамичным рисунком, на котором бы вначале был показан треугольник, затем высвечивались произвольная вершина треугольника и середина противоположной стороны его, после чего был бы проведен отрезок, соединяющий эти точки. Должно быть три различных рисунка на случай всех трех медиан, затем эти три рисунка объединяются в один.

Еще один пример. В учебнике дан текст, вводящий понятие «угла в 1 радиан»: «Центральный угол, опирающийся на дугу, длина которой равна радиусу, называется углом в 1 радиан». Следует сопроводить этот текст на компьютере равнозначной иллюстрацией, дающей возможность ученику увидеть процедурный характер получения этого понятия. Демонстрация этой иллюстрации может воспроизводиться по схеме:

а) чертится окружность произвольного радиуса с центром в точке О;

б) имитируется нитка, с помощью которой измеряется радиус этой окружности;

в) эта нитка откладывается по окружности от точки А, в результате чего появится точка В;

г) точка В соединяется с центром О окружности;

д) высвечивается радиус окружности ОА и дуга АВ и подчеркивается равенство их длин;

е) высвечивается центральный угол ВОА, и появляется соответствующий текст на экране дисплея.

Как замечено Далингером В.А., в учебниках геометрии, как правило, даются стандартные чертежи, и это приводит к связыванию школьниками формируемого геометрического понятия с фигурами определенного вида и расположения. Это происходит вследствие того, что использование стандартного чертежа вызывает у учащегося неверные ассоциации, в результате которых он в содержание понятия вносит и частные признаки демонстрируемой фигуры.

Равнозначные иллюстрации должны устранить разобщенность между словесным объяснением понятия и геометрической наглядностью, с этой целью учащимся следует предлагать рисунки, на которых бы варьировались несущественные признаки понятия.

Так, например, понятие угла в учебниках для VI класса иллюстрируется таким стандартным рисунком (рис. 1).

На дисплее компьютера надо показать вариативные рисунки (рис.2а, б, в, г, д, е.)

Обслуживающие иллюстрации призваны дополнять, конкретизировать содержание текста учебника.

В работе с геометрическими понятиями эти иллюстрации должны предлагать рисунки, на которых представлены различные комбинации существенных признаков понятий. Роль обслуживающих иллюстраций – сформировать у учащихся навык подведения под понятие.

Приведем пример. В понятии «биссектриса угла» можно выделить следующие существенные признаки:

1. Биссектриса угла – это луч.

2. Биссектриса угла выходит из вершины угла.

3. Биссектриса угла делит угол пополам.

Для того, чтобы учащиеся сознательно усвоили необходимость каждого признака и их достаточность для определения понятия биссектрисы угла, следует предложить слайды, на которых бы иллюстрировались объекты, обладающие только лишь свойствами 1 и 2 (рис …), лишь свойствами 1 и 3 (рис…), лишь свойствами 2 и 3 (рис…), свойствами 1 и 2 и 3 (рис…).

Компьютер может сыграть роль эффективного средства активного диалога в работе учащихся с моделями геометрических фигур. Педагогическое программное средство, реализующее эту функцию компьютера, должно удовлетворять следующим требованиям:

- давать возможность учащемуся контролировать динамику процесса конструирования модели, задавая режимы изменения параметров;

- давать возможность управлять позицией наблюдателя при зрительном исследовании модели;

- давать возможность отбора наиболее приемлемых с психолого-педагогической точки зрения соотношения размеров модели из большого числа экспериментальных данных;

- позволять выборочно стирать изображение;

- давать возможность учащимся достраивать модель;

- проводить дублирование изображений;

- позволять проводить анализ корректности вводимых данных;

- сопровождать модели интеллектуализированным диалогом, в ходе которого будут вводиться термины, обозначающие элементы модели, давать поясняющие сообщения.

Важное место в работе с моделями занимают упражнения на развертки различных фигур. Многие программы выводят различные плоскостные конфигурации, а учащимся предлагается узнать, какие из них являются развертками той или иной фигуры.

Пространственные соотношения между реальными объектами (положение и ориентация объектов в пространстве и их размеры) изучаются с помощью геометрических моделей. Для визуализации геометрических моделей используются идеализированные геометрические объекты (точка, линия, плоскость и др.), которые в отличие от реальных объектов обладают набором только наиболее существенных свойств. Так геометрическая точка отличается от реальной точки на чертеже тем, что имеет только координаты, но не имеет размеров, геометрическая линия не имеет ширины, геометрическая плоскость - толщины и т.д. В школьном курсе геометрии не только изучаются различные геометрические модели (теоремы), но рассматривается процесс их построения. Важное место занимают геометрические построения с использованием линейки и циркуля. Для создания геометрических моделей на компьютере удобно использовать системы автоматизированного проектирования (САПР). В качестве примера выполнения геометрического построения рассмотрим задачу о построении перпендикуляра к прямой.