Методы информатики в обучении математике
статья по информатике и икт (7 класс) по теме

Методы информатики в обучении математике

Математика и информатика имеют общие объекты исследования, например, алгоритмы. Для математики алгоритмы - одно из фундаментальных понятий оснований математики, а информатика ставит своей задачей разрабатывать практически удобные методы синтеза конкретных систем, в том числе и алгоритмов. Отсюда логико-алгоритмичнеский метод или алгоритмизация обучения понимается в двух смыслах:

а) обучение учащихся алгоритмам,

б) построение и использование алгоритмов самого обучения.

I. Под алгоритмом, как известно, понимается общепринятое и однозначное предписание, определяющее процесс последовательного преобразования исходных данных в искомый результат. Точное выполнение алгоритма всегда приводит к решению любой задачи из того класса задач, для которого он составлен. В математике алгоритмов для решения задач разных классов, поэтому обучение математике на любом уровне обязательно включает обучение алгоритмам. Умение формулировать и применять алгоритмы важно не только для развития математического мышления и математических умений; оно означает также и умение вообще формулировать правила и выполнять их, что важно в любой - сфере человеческой деятельности и имеет поэтому огромное воспитателе значение.

Существует два способа обучения алгоритмам:

а) сообщение готовых алгоритмов, что является вариантом догматического метода обучения и поэтому ограничу развитие активности и творческого мышления учащихся

б) подведение учащихся к самостоятельному открытию необходимых алгоритмов, что является вариантом эвристического метода обучения и предполагает реализацию все тех же трех этапов изучения математического материала - выявление отдельных шагов алгоритма, его формулировку и применение. В обоих случаях полезно применять специальную краткую запись алгоритмов, блок-схему и другие средства, которые затем будут систематизированы в курсе информатики.

II. Второй аспект логико-алгоритмического метода состоит в построении алгоритмов обучения, т.е. в описании обучающей деятельности учителя с помощью предписаний, алгоритмического типа. Реальный процесс обучения состоит из определенных действий, с помощью которых, учитель традиционно решает определенные дидактические задачи. Например, постановка вопросов, приведение примеров, показ наглядного материала, решение упражнений и т. д. Этот процесс можно проанализировать и выявить составляющие его действия; тогда определённая часть процесса обучения определённых учащихся определенному содержанию может быть представлена в виде так называемого "алгоритма обучения" .

Для построения алгоритма нужно проанализировать содержание и цели обучения, деятельность учащихся по его усвоению, деятельность учителя по организации этого усвоения. Построенный алгоритм обучения должен быть осуществим не только теоретически, но и практически, учитывать особенности учащихся данного класса. Примерами алгоритмов обучения математике могут служить: обучение доказательству теорем, обучение. решению задач и другие. Алгоритмы обучения являются составной частью педагогических технологий.

Информатика занимается также созданием аппарата, удобного для выполнения преобразований алгоритмов: вместо простейшей формы представления информации в виде слов в абстрактном алфавите, конструируются сложные, структуры, необходимые для реализации алгоритмов на ЭВМ, - алгоритмические языки" .

Процесс подготовки задач для решения на ЭВМ (составление алгоритма решения; его описание на языке программирования, т.е. составление программы; трансляция программы на машинный язык в виде последовательности команд, реализация которых техническими средствами ЭВМ и есть процесс решения задачи) называется программированием.

Отсюда заимствован термин программированное обучение - метод, в котором изучаемый материал подается в строгой логической последовательности "кадров", а каждый "кадр" содержит, как правило, порцию нового материала и .контрольный вопрос. Основой такой обучающей программы является некоторый алгоритм обучения, и таким образом осуществляется "программирование" учебного процесса.

В целом программированное обучение обладает достоинствами, способствующими лучшей реализации принципов дидактики, т.к. оно предусматривает:

а) правильный отбор учебного материала;

б) рациональную дозировку его подачи, рассчитанную на "оптимальные" алгоритмы обучения;

в) активную самостоятельную деятельность ученика по усвоению учебного материала;

г) обеспечение возможности каждому ученику работать по свойственной ему скоростью;

д) постоянный контроль за деятельностью обучаемого и её результатами (обратная связь на всех этапах обучения).

Однако за большим и широко разрекламированным подъемом программированного обучения наступил некоторый спад, объясняющийся, в частности необходимостью использования специально разработанных программированных учебников и технических средств обучения.

Широкое внедрение компьютеров во все сферы человеческой деятельности со временем коренным образом изменит среду обитания людей. Растет количество людей, профессионально занятых сбором, накоплением, обработкой, распространением и хранением информации. Говорят, что мир сейчас стоит на пороге информационного обществе - создаются различные автоматизированные системы, функционирование которых опирается на использование всего арсенала информатики новые информационные технологии в разнообразных областях человеческой деятельности.

Компьютеризация обучения в настоящее время предполагает два направления

а) компьютер как объект изучения изучения, что в первую очередь связано с введением в школу предмета "Основы информатики и вычислительной техники";

б) компьютер как средство обучения. Первое направление создает предпосылки для значительного повышения эффективности учебной, а затем и будущей профессиональной деятельности человека, для усиления его интеллектуальной деятельности.

Применение компьютера в обучении - это, прежде всего, средство управления учебной деятельностью школьников: он обеспечивает индивидуализацию обучения "в массовом порядке"; помогает создать проблемную ситуацию; дает возможность учащемуся выступать в роли пользователя современной вычислительной техники получить доступ к самой различной информации, сделав ее средством деятельности; используя цвет, мультипликацию и т.п., усиливает наглядность учебного материала; способствует активизации учащихся. Другие сильные стороны компьютера: новизна работы с ним вызывает у учащихся повышенный интерес и усиливает мотивы учения; с его помощью реализуется личностная манера общения; расширяются наборы применяемых учебных задач с использованием моделирования.

Как выразился А.П. Ершов, "…математики тоже люди и им компьютер может помогать непосредственно, как и всем остальным": он помогает провести вычислительный эксперимент с математической моделью, способствует визуализации абстракций и динамизации математических объектов, воспитанию базовых способностей и умений, систематизации математической теории, расширению математической практики, пробуждению первичного интереса.

Однако в силу специфики целей обучения математике - не столько передать информацию, сколько научить решать .определенные классы задач и развивать мышление учащихся - применение компьютера здесь вызывает определённые трудности. Из различных типов обучающих программ в практике обучения используются самые простые - контролирующие, вычислительные, иллюстративные, программы-тренажёры. Имея дело, как правило, лишь с образами и результатами решения задач, эти программы используют компьютер как большой калькулятор, а математика содержит не так уж много обьектов для наглядной иллюстрации. Используемые обучающие программы, как правило, в режиме программированного обучения ( кроме вычислительных ), не используют возможностей других методов обучения. Причины не только в особенностях математики как учебного предмета и целей его изучения, не только в проблемах материально-технического обеспечения, но больше всего в психолого-педагогических проблемах, без решения которых самые современные компьютеры при наличии мощного программного обеспечения не могут сами по себе сделать обучение математике эффективным. Многие авторитетные специалисты полагают, что создание учебного обеспечения - более сложная задача, чем разработка программного обеспечения, и её решение потребует еще немало времени и методических исследований.

Проектирование обучающей системы в существующих в настоящее время технология обучения содержит три этапа: 1) подготовка учебного материала ( тематическое планирование, .система целей в виде планируемых. результатов обучения, планируемые результатов обучения, планируемые сроки изучения, уровни усвоения, контрольные задания для диагностики достижения целей, дидактические материалы для самостоятельной работы учащихся); 2) ориентация учащихся (ознакомление с целями обучения, которые нужно преобразовать в цели учения, создание мотивов учебной деятельности учащихся, ознакомление их, с процессуальной стороной обучения и распределением функций между, участниками учебной работы, разъяснение критериев и механизмов контроля и оценки усвоения); 3) организация хода учебного занятия, для которого характерно увеличение доли самостоятельной деятельности учащихся, максимально возможная индивидуализация, активные формы и методы обучения, постоянная обратная связь.

Обратная связь осуществляется с помощью трех видов контроля: 1) входной контроль (для информации об уровне готовности учащихся к работе над новым материалов, при необходимости - коррекция этого уровня; 2) текущий или промежуточный контроль после каждого учебного элемента (как правило, мягкий, без оценки, для выявления пробелов в усвоении: самоконтроль, взаимоконтроль, сверка с образцом); 3) итоговый контроль с оценкой, показывающий уровень усвоения.

Список литературы

1. http://pedagogika.by.ru/
2. Селевко Г.К. Современные педагогические технологии: Учебное пособие. М.: Народное образование, 1998. 256 с.
3. "Подготовка обучающихся к успешной сдаче ЕГЭ по математике" Из опыта работы учителя математики МОУ СОШ № 20 Кнышенко Л.Н., г.Старый Оскол
4. Информационные технологии на уроках математики. Старцева Надежда Алексеевна, с.н.с. Института электронных программно-методических средств обучения РАО.