Статья. Использование компьютера на уроках математики, 2015 г
статья

Введение

Изобретение компьютера несет человеческому обществу кардинальные изменения. Но само по себе изобретение еще не означает каких-то перемен. Последствия применения изобретений определяются тем, с какой целью и каким образом они используются. Поэтому считается, что использование компьютера на уроках  без реорганизации учебного процесса нецелесообразно. Реорганизация учебного процесса, связанного с применением компьютера на уроках называется информатизацией учебного процесса.

 Итак, мы рассмотрим:

• возможности, предоставляемые компьютером для усовершенствования учебного процесса;
• возможные варианты применения компьютеров в школе и на уроках учителями;
• какие навыки необходимо приобрести обучающимся и учителям предметникам для использования компьютера на уроках.

1. Зачем использовать компьютер на уроках

1. Компьютер в современном производстве

Развитые страны переходят к информационному обществу. Характерным для этого общества является увеличение доли информационной составляющей в общественно-полезном труде и  совокупной стоимости продуктов с одновременным уменьшением количества затраченных материальных, трудовых и энергетических ресурсов.

Современное производство основано на повсеместном использовании информационных технологий - компьютеров, программ, средств хранения и передачи информации и т. д., что позволяет оперативно отслеживать изменения в качестве продукции и принимать взвешенные решения на каждом рабочем месте.

Естественно, школа должна готовить выпускников к работе в условиях современного производства - использованию информационных технологий в процессе производственной деятельности. Причем главное в этом использовании заключается не в умении нажимать на кнопочки компьютера и работать с разными программами, а в умении работать с информацией, проводить анализ информации, принимать взвешенные решения, доводить принятые решения до конечного результата и т. д.

1.2. Почему обучающимся нужно применение компьютеров  на уроках                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

Процесс перехода к информационному обществу называется информатизацией. Школа для соответствия современному производству также должна перейти к обучению на основе использования информационных технологий. Обучающемуся необходимо предоставить возможность поучаствовать в применении и в создании современных технологий производства. Сколько бы ни рассказывали ученику о них на уроках информатики, этого будет мало, если в повседневности он не видит этого на других уроках, если сам не участвует в создании информационных технологий. Поэтому задачей информатизации образовательных учреждений является не только организация обучения информатике, но и разворачивание повсеместного применения информационных технологий на других предметах, ориентация кабинета информатики и деятельности учащихся на обслуживание такого применения.

1.3. Почему учителям необходимо осваивать применение компьютера на уроках

Применение информационных технологий позволяет значительно повысить качество усвоения знаний обучающимися, улучшить наглядность подачи материала учителем, повысить эмоциональную, эстетическую, научную убедительность преподавания,  интенсифицировать обучение.

Применение компьютеров на уроках повысит уважение и доверие к школе в глазах обучающихся, улучшит дисциплину и успеваемость.

Одним из важных этапов проведения информатизации школы  является этап формирования знаний, мнений и убеждений каждого  учителя-предметника в реальности перехода к обучению на основе применения информационных технологий уже сегодня в каждом предметном кабинете, в каждой школе.

Успех в реализации любого дела во многом зависит от того, с какой точки зрения смотреть на данный вопрос и на себя относительно выполняемого дела. Либо это ещё одна обязанность, ещё одна ответственность или это приобретение дополнительной возможности по реализации своих жизненных планов, ещё одна степень приобретаемой свободы, профессиональный рост, сближение с обучающимися, повышение авторитета в их глазах, совместный с обучающимися творческий процесс, наличие опорного конспекта па экране компьютера, систематизация методического материала в виде электронных опорных конспектов, открывающиеся возможности по использованию опыта других и т. д. В общем, этот разговор можно продолжать и продолжать - так много дополни-тельных возможностей открывает учителю использование компьютера на уроке. Все определяется желанием учителя. Поэтому каждому педагогу предстоит найти свой интерес в этой области, попробовать углубиться в данную тему, попробовать поиграть в неё и, отбросив сомнения, подумать вместе с учащимися.

Многие из нас считают, что для нашего предмета это не применимо, да и учиться пользоваться компьютером поздновато, но накопленный нами опыт, пусть совсем небольшой – показывает, что использование элементов информационных технологий доступно каждому учителю! (пример «Окружающий мир» 4 класс).  Может, стоит даже объединить усилия педагогов, для более успешного освоения информационных технологий, и, прежде всего,  для преодоления психологического барьера.

2. Использование компьютера в школе

2.1. Этапы информатизации школы

Компьютер начали использовать в школах Кемеровской области с 1986 года для усовершенствования учебного процесса на основе использования информационных технологий. В решении этой задачи выделяют несколько этапов:

1. Компьютеризация школ - введение предмета информатики - изучение компьютера.

2.   Использование компьютеров для преподавания других предметов.

3. Переход к обучению по всем предметам на основе использования информационных технологий.

4.  Модернизация содержания образования на основе использования информационных технологий.

До настоящего времени большинство школ решало задачи первого этапа. И лишь в немногих школах компьютер использовался для преподавания других предметов.

В связи с этим Министерство образования Российской Федерации осенью 2002 года по всем органам управления образованием РФ разослало письмо «Об организации использования информационных и коммуникационных ресурсов в общеобразовательных учреждениях», в котором рекомендовало: принять срочные меры по увеличению времени использования компьютеров при обучении другим предметам, организовать доступ к использованию компьютерной техники во внеучебное время.

Если говорить о нашей школе, то можно сказать, что мы находимся на очень ответственном втором этапе, и дальнейшее продвижение в данном направлении зависит от всех педагогов.

2.2. Возможности, предоставляемые компьютером для усовершенствования учебного процесса

Применение компьютера в учебном процессе позволяет в значительной степени повысить эффективность деятельности всех участников образова-тельного процесса.

Подготовка к уроку

На этапе подготовки к уроку компьютер предоставляет возможности:

*   создания компьютерной модели плана-конспекта урока,

темы, курса в целом;

* максимально целесообразно располагать материал;

* обеспечивать основной материал дополнительной информацией;

*подбирать и систематизировать материал с учетом особенностей класса и отдельных учащихся.

Проведение урока

На этапе проведения уроков компьютер позволяет:

* экономить время;

* красочно оформлять материал;

*  повышать эмоциональную, эстетическую, научную убедительность преподавания;

* повышать процесс усвоения знаний, воздействуя на различные анализаторы;

* индивидуализировать обучение;

* концентрировать внимание на важнейшей проблеме урока;

* в любой момент возвращаться к уже знакомому материалу;

* самостоятельно использовать учебный материал обучающимися.

Методическое осмысление

На этапе методической проработки процесса обучения у учителя появляются дополнительные возможности:

* аккумулировать совместные усилия учителей;

*  развивать, модернизировать, корректировать электронные материалы;

* систематически накапливать материал;

* повышать мотивацию преподавания и обучения.

Проверка

Экранные иллюстрации к уроку можно дополнить различным по дидактическому назначению раздаточным материалом, который в любой момент можно распечатать в нужном количестве, раздать обучающимся, а затем в считанные минуты проверить.

В целом компьютер предоставляет учителю свободу постоянного экспериментирования с целью улучшения методики преподавания. Уроки в компьютерном классе могут быть яркими, интересными, запоминающимися.

Доступ к большому количеству информации

Отдельного упоминания заслуживает обеспечение при помощи компьютера доступа к большому объёму учебной информации. Только на одном лазерном диске размещается до 1 миллиона страниц текста, что соответствует нескольким тысячам книг. Но таких дисков в каждой школе может быть больше тысячи. Следовательно, каждая школа может иметь в электронном виде несколько миллионов книг. Примерно такое количество книг было написано за всю историю человечества. Это позволяет выровнять возможности школ относительно доступа к учебной информации.

Сохранение информации

На компьютере можно прослушивать музыкальные диски, радио, смотреть телевизионные передачи и демонстрировать полноценные художественные фильмы с качеством изображения и звукового сопровождения лучше, чем на обычных телевизорах.

Понравившаяся нам информация может быть сохранена на компьютере в электронной форме. Для этого используется ввод информации с внешних устройств через звуковую карту при помощи сканера или видеоадаптера. Специальная программа позволяет распознавать текстовую информацию.

Обратная связь

Следующим важнейшим дидактическим свойством компьютера является возможность организации при его помощи обратных связей между участниками учебного процесса.

Во многих школах усилиями обучающихся и учителей информатики создаются специальные программы, позволяющие проводить различные варианты опроса. Они имеют простой интерфейс, поэтому при помощи учащихся или учителя информатики Вы быстро научитесь пользоваться ими.

Фиксация результатов тестирования, устного опроса на различных стадиях урока, результатов голосования по тому или иному поводу позволяет получить данные о количественной стороне обучения в самом процессе урока и использовать их на этом же уроке. Такая возможность позволяет улучшить качество деятельности всех участников учебного процесса и их мотивацию к использованию компьютера на уроках.

Так в начале урока учитель может предложить обучающимся оценить свою готовность к уроку, а затем, просматривая тетрадки с домашним заданием, выставить ученикам предварительную оценку. Учитель вводит данные в компьютер, и на мониторе отображается в красочной форме в виде диаграмм и графиков степень готовности класса и каждого из его учеников, высвечиваются данные в сравнении с прошлыми уроками и в сравнении с другими классами. В процессе демонстрации учитель обращает внимание на проявленные закономерности. Например, что Иванов, как всегда, не преодолел барьер в 3 балла, зато Петров опустился ниже 4, а общая, заявленная классом готовность к уроку все больше соответствует оценке учителя. Для проведения опроса в классе можно провести тестирование, используя тесты с вариантами ответом, как на компьютере, так и на бумаге, а результаты тестирования занести в компьютер. Скажем, если в тесте 5 вопросов, то на каждого учащегося надо ввести пять символов. Достаточно будет одной-двух минут для ввода результатов тестирования класса.

После объяснения нового материала точно также можно провести тестирование и оценить результат учебного процесса (пример, журнал для каждого учащегося по математике, который учитывает даже все  неудавшиеся попытки решения).

В конце урока интересно будет попросить обучающихся выставить оценку всему уроку. Пусть каждый ученик ответит на вопрос «Насколько оправдались мои ожидания от урока?» в виде оценки, допустим, по 10-балльной шкале. Полученная оценка будет интегрированной. На неё будет оказывать влияние множество факторов: предыстория ведения предмета и степень готовности обучающихся и учителя к уроку, эффективность их работы и степень усталости после предыдущего урока по другому предмету и т. д.

Анализ зависимости этой оценки от различных факторов может выявить её корреляции с различными событиями в классе, школе, данной местности и в семьях учеников. Наличие базы с учебными данными позволяет развернуть в школе бесконечное количество исследований. Объектами таких исследований являются сами участники учебного процесса, их оценки, учебный процесс в целом и процедура его оптимизации. Можно сказать, что объектом исследования является сама школьная жизнь, в которую зачастую проникает и внешняя, относительно школы, среда.

Анализ результатов обратных связей позволяет выявить различные особенности, как отдельных учеников, так и класса в целом, организации учебного процесса разными учителями, учебного материала и методов его преподнесения, используемых заданий, тестов, задач. Позволяет выбрать лучших и обратить внимание на отстающих, выявить возможные причины их отставания (по корреляциям с различными факторами, предположим, с днями болезни, с достатком семьи, уровнем образования родителей, посещаемости родительских собраний и т. д.). Кроме этого, можно будет отсеять слишком легкие и слишком сложные (а может, и ошибочные) задания. В целом, учитель получает инструмент для бесконечного совершенствования учебного процесса. При этом без использования компьютера о каком-либо сопоставимом совершенствовании учебного процесса и говорить не приходится.

2.3.  Модели использования компьютеров на уроках

В Концепции информатизации сферы образования были приведены некоторые модели использования компьютеров в школе.

Изучение

Модель изучения предназначена для освоения компьютера, пользовательского интерфейса, программ. Происходит освоение инструмента, орудия труда. Модель характеризуется непосредственным общением с компьютером с целью последовательного выполнения действий и проверки правильности реакции программного обеспечения. Модель имеет вспомогательное значение как подготовительный этап, обеспечивающий возможность реализации других моделей использования компьютера. В нашей школе эта модель используется, прежде всего, на уроках информатики.

Существование

В последние годы все большее практическое значение приобретают программные средства, реализующие некоторые искусственные среды методом моделирования или созданием виртуальной реальности. Используются также средства мультимедиа. При этом обучающийся воспринимает эту искусственную среду как реальность, в которой он некоторое время существует. Назначение таких программных средств может быть различным. Наиболее часто эта модель реализуется в компьютерных играх, тренажерах.

Модель существования имеет большое значение, поскольку обладает наибольшей силой воздействия на учащегося. Реализуется модель при непосредственном общении обучающегося с компьютером. В качестве одного из вариантов учебного применения могут быть использованы созидательные игры, реализующие макроэкономические и социальные модели.

         Управление собственной информацией

Модель управления собственной информацией реализуется, когда в результате работы с компьютером обучающийся накапливает некоторые материалы, требующие специального внимания в смысле организации хранения, обновления и т. д. В простейшем варианте модель управления собственной информацией реализуется при создании учащимися собственных подкаталогов с результатами своей деятельности: текстов, графиков, таблиц и т. п.  Эта модель уже успешно используется учащимися старших классов и многими педагогами.

Творчество

При достаточном овладении компьютером как инструментом (модель изучения), учащийся может быть поставлен в ситуацию творчества. Компьютер в значительной степени снижает трудоемкость написания сочинений, позволяет оформить создаваемые тексты с высоким полиграфическим качеством. Создание компьютерных рисунков и программирование также можно рассматривать как творчество. Процесс творчества требует специальной атмосферы, которой трудно добиться на уроке, тем более в ситуации, когда количество компьютеров ограничено и все обучающиеся должны делать одно и то же.

Обучающиеся нашей школы используют эту модель, как правило, для выполнения рефератов. К сожалению, чаще это сводится только к механическому копированию информации из энциклопедии Кирилла и Мефодия. Стоит ли в этом обвинять информационные технологии? Может стоит подумать об общих требованиях к реферату? М/О естествознания и

уже выработали такие требования в этом учебном году. Надеемся, что это принесет положительные результаты. Хочется привести еще один пример подготовки к сообщениям (Антон Тарасов по литературе об Александре Невском). Учащимся проще работать по шаблону, не проявляя ни какой инициативы, творчества – так проще. В таком случае здесь на помощь могут прийти информационные технологии, а наша задача суметь заинтересовать и научить ребят работать творчески. В этом году планируется провести эксперимент по использованию методов проектов на уроках химии в 9 классе, интегрируя их с уроками информатики.

Проектная деятельность

Отдельного обсуждения заслуживает организация проектной деятельности учащихся при помощи компьютера. В основу этой модели положен хорошо известный в педагогике метод проектов.

Одним из основных противоречий современной школы является несовпадение педагогических целей, стоящих перед учителями, и целей, к которым стремятся обучающиеся. Низкая значимость педагогических целей для учащихся не способствует повышению их мотивации и приводит к общему уменьшению интереса к учебе и, как следствие, к снижению успеваемости.

Повысить мотивацию можно путем формирования значимых для учащихся целей, достижение которых осуществляется через овладение определенными знаниями. В этом случае достижение собственно педагогических целей становится средством достижения целей, искусственно поставленных перед учащимися.

Представляется достаточно вероятным, что это известное в педагогике положение может обрести новую жизнь в связи с появлением возможности использования в школе информационных технологий на основе вычислительной техники.

Овладевая методом проектов, учитель сосредотачивает свое внимание на педагогических вопросах, на планировании изменений учебно-воспитательного процесса. Использование информационных технологий здесь приобретает вспомогательную роль обеспечения планируемых изменений. Поскольку проектная деятельность подразумевает наличие различных ролей у участников, использование компьютера становится эпизодическим, осуществляемым по мере необходимости в соответствии с распределением ролей между учащимися. Однако из-за высокой мотивации учащихся можно, по крайней мере, быть уверенным, что все они заняты делом. Но усложняется оценка учебных достижений каждого ученика. Чтобы избежать этой сложности, планирование оценочных процедур должно осуществляться на этапе проработки проекта. Очевидно, что в зависимости от содержательного наполнения проекта может быть реализована любая из методологических моделей использования информационных технологий, кроме модели изучения.

Проектно-групповая модель будет реализована при использовании нескольких компьютеров и даже при одном компьютере в школе. Некоторые из проектов вообще не требуют наличия компьютера в классной комнате, при этом оказывается информатизированным именно учебный процесс, а не вспомогательная операция изучения самого компьютера.

Общение

Современные компьютерные сети реализуют функцию передачи сообщений между их пользователями. В последние годы они превратились в значимый элемент человеческой культуры, который не может быть реализован другими средствами передачи сообщений на расстояние (почта, телефон, телеграф, факс). В компьютерных сетях вместе с простым общением на бытовом уровне могут быть реализованы образовательные проекты, содержащие помимо материалов учебного назначения также и специфические для телекоммуникаций элементы мотивации учащихся. Эти средства позволяют также осуществлять дистанционное обучение с реализацией метафоры виртуальной классной комнаты.

Удачными учебными мероприятиями являются сетевые телевикторины, в которых используется информация из разных географических мест. Например, телевикторина по биологии. Каждая команда готовит вопросы по своему региону, отвечает на все вопросы других команд и выставляет им оценки за ответы и вопросы. Затем подводится итоговая оценка. За 2-3 месяца проведения мероприятия каждому учащемуся (в командах бывает по 6-10 человек) приходится изучить и активно переработать свыше 1 000 страниц текстовых сообщений от других участников. Это не считая того, что для написания ответа необходимо изучать специальную литературу. В условиях обычного обучения объём активно перерабатываемого текста обычно на 2 порядка меньше.

Такие сетевые мероприятия нуждаются в специальной подготовке. В сети Интернет ведется специализированный информационный ресурс «Педсовет по средам», в котором размещается информация о проведении таких мероприятий. Любая школа может принимать в них участие, предлагать свои сценарии и проводить подобные мероприятия.

Такая модель использования компьютеров, при наличии полного комплекта проектов для всех учебных тем, могла бы стать базовой в учебном процессе.

Просмотр

Обучающийся, умеющий работать на компьютере, зачастую начинает не с реализации поставленной перед ним задачи, а со знакомства с содержимым компьютера. Он просматривает каталоги, запускает заинтересовавшие его программы и просматривает файлы, представляющие для него интерес.

Аналогом этой деятельности может служить просмотр книг при свободном доступе в библиотеке. Модель реализуется и для удовлетворения собственного любопытства, и как метод поиска информации. При этом может быть так, что человек, осуществляющий этот поиск, не знает, что он ищет. Просто идет ознакомление с содержанием новых (незнакомых) массивов информации, добывание информации.

Добывание информации

Эта модель выделена как самостоятельный способ взаимодействия с компьютером, поскольку для целенаправленного поиска информации используются другие программные средства, а не те, которыми реализуется модель просмотра. Модель добывания информации может быть реализована при учебном использовании электронных энциклопедий и путеводителей, например, при подготовке рефератов и докладов. Эта модель очень доступна и реально осуществима, но используется больше дома (энциклопедия Кирилла и Мефодия), а не в школе, где гораздо больше возможностей.

Обучение по лазерным мультимедийным дискам

Существует ряд фирм, занимающихся производством мультимедийных обучающих программ. Есть диски и по многим школьным предметам. Теоретически обучение по мультимедийным лазерным дискам должно быть гораздо более эффективным, чем стандартное, поэтому школу ожидают очень большие изменения в ближайшее время. Но на разработку таких обучающих программ нужны средства (до 10 тыс.$), специалисты (до 10 человек на диск) и время (до 1 года). Наладить такое производство может позволить себе только государство. Для этого развернута федеральная целевая программа «Развитие единой образовательной информационной сети на 2002-2005 годы». Пока среди имеющихся сегодня на рынке электронных учебных средств в виде мультимедийных лазерных дисков очень мало полноценных учебников, соответствующих современной школьной программе. Так в рамках компьютеризации сельских школ было отобрано только 27 полезных для учебного процесса дисков, из которых лишь некоторые могут напрямую использоваться на уроках. Однако их можно использовать  фрагментарно, либо при подготовке учителя к уроку, либо для получения дополнительной информации.

В нашей школе имеется более шестидесяти дисков, из них       мультимедийных,      электронных учебников. Наиболее широко они использовались педагогами естественного цикла, математиками, учителями начальных классов. (более конкретные примеры).

Контролирующие программы

Контролирующие программы применяются для получения обратной связи. Эта модель, оснащенная средствами статистической обработки, позволяет разрабатывать идеальные модели участников урока и реорганизовывать учебный процесс. Отдельное применение контролирующих программ в виде тестов имеет ряд ограничений, ведь ни для кого не секрет, что подобное тестирование может выявить лишь уровень знания фактов, но никак не умение их анализировать (что для всех гуманитарных дисциплин как раз и является главным). Вопросы, формулируемые учителем для пользователей, вовсе не должны предполагать немедленных ответов, правильность которых будет проверять машина. Их цель - задать направление анализу, стимулировать самостоятельные размышления для последующей работы.

Эта модель чаще используется на уроках географии, биологии, химии,  и информатики.

3. Подготовка педагогических кадров

Информатизация образования предъявляет новые требования к профессиональным качествам и уровню подготовки педагогов, требует существенной перестройки в их работе, значительных начальных усилий для повышения самостоятельности учащихся, создания на занятиях атмосферы творческого поиска и делового сотрудничества.

Педагогическое освоение новых информационных технологий включает в себя:

• овладение основами необходимых знаний и накопление личностного опыта их практического использования;
• общекультурную и методическую подготовку по их использованию в учебном процессе;
• приобретение педагогических навыков эффективного использования компьютеров, их периферийных устройств и других средств информатизации, создание библиотек электронных учебных средств и справочников, ведения архивов.

Заключение

Понятно, что модернизация современной школы должна быть основана на проведении ее информатизации, что на основе применения информационных технологий возможно существенное улучшение качества обучения.

Жизнь начинает меняться все быстрее и быстрее. В основе этих изменений лежит сегодня информатизация производственной и бытовой сфер. Каждый из нас и коллектив в целом вынуждены меняться. Процесс осознания развивающейся ситуации – это тоже информатизация. Никакие информационные технологии не сделают это за нас, они только помогают нам осознавать себя и ситуацию в целом. Поэтому первые шаги не требуют ни какой дополнительной вычислительной техники.

Каждому из нас необходимо определяться, кто он есть на самом деле, кем он был до этого, кем он хочет быть завтра и что для этого нужно  сделать. Любой может выступать как двигателем модернизации учебного процесса, так и его тормозом. Качество учебного процесса в целом зависит  от всех участников.