Педагогические науки/5. Современные методы преподавания

Заикина Т.В., студент, Кочнева А.П.

Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова, Казахстан

Мультимедиа технологии как средство формирования пространственного воображения в школьном курсе стереометрии

Внедрение мультимедиа технологий в образовательные процессы является одним из ключевых моментов информатизации образования. В настоящее время мультимедиа технологии относятся к одним из наиболее динамично развивающихся и перспективных направлений информационных технологий.

Актуальность применения мультимедиа технологий в образовательном процессе обусловлена тем, что на современном этапе нашего общественного развития происходит информатизация общества и широкое распространение глобальной компьютерной сети Интернет. Компьютерные технологии на сегодняшний день стали уже неотъемлемой частью жизни многих учащихся. Они зачастую воспринимают их с гораздо большим интересом, чем обычный школьный учебник.

Использование информационных технологий дают большую степень усвоения материала учащимися. Интерактивность является очень важной составляющей мультимедиа. Люди запоминают только 20% того, что они видят, и 30% того, что они слышат. Также запоминается 50% того, что видят и слышат, и целых 80% того, что они видят, слышат, и делают одновременно.

Основными целями применения мультимедиа являются переход от знаньевой педагогики к компетентностной, развитие творческих способностей учащихся через интерактивность, которая открывает перед учащимися огромные познавательные способности. Применение мультимедиа технологий в преподавании математики волнует сейчас многих учителей. Рассмотрим пять основных дидактических функций компьютера в преподавании математики [1].

1. Выполнение упражнений, когда учащимся предлагаются ранжированные по трудности задания.

2. Электронная доска, использование мультимедиа – проектора на уроках математики.

3. Моделирование.

4. Исследование, когда из числа предлагаемых вариантов ученик выбирает, аргументируя, собственное решение.

5. Математические расчеты в курсах других дисциплин.

Конечно, выполнение всех этих функций предполагает большой труд учителей. Уроки с интерактивной доской – это не просто красивые динамические картинки на уроках, но и возможность сохранить в памяти компьютера весь ход урока, а затем воспользоваться этим при необходимости: при повторении, при реализации меж предметных связей, при дистанционном обучении. Однажды созданные математические модели с помощью интерактивной доски могут использоваться многократно. Работа с графиками, геометрическими телами и фигурами становится яркой, запоминающейся. Информация, оформленная в таблицы, диаграммы, презентации также может редактироваться, исправляться и сохраняться. При освоении грамотного изображения элементов многогранников и тел вращения (в рамках пропедевтического курса геометрии особенно) используются модели электронного изображения.

Уроки с использованием интерактивных средств обучения ученики оценивают как наиболее продуктивные и интересные. Благодаря наглядности и интерактивности, класс вовлекается в активную работу, обостряется восприятие, повышается концентрация внимания, улучшается понимание и запоминание материала. Мультимедийные средства обучения нового поколения объединяют в себе все преимущества современных компьютерных технологий, выводят процесс образования на качественно новый уровень.

Использование компьютера на уроках математики способствует активной деятельности учащихся. Внутренняя формализованность работы компьютера, строгость в соблюдении “правил игры” с принципиальной познаваемостью этих правил способствует большей осознанности учебного процесса, повышают его интеллектуальный и логический уровень. Компьютер является как помощником, так и контролером на стадии тренировочных упражнений. Огромное разнообразие ролей компьютера в учебном процессе в своей основе является сочетанием трех главных функций: компьютер как орудие, компьютер как партнер, компьютер как источник формирования обстановки. Он помогает в значительной степени учителю при проведении урока, делая его отношения с учениками более человечными.

Во-первых, компьютер замыкает на себя большую часть контрольных функций и реакций на ошибки ученика. Ошибки, беспощадно фиксируемые компьютером, оказываются в значительной степени частным делом школьника. Учитель освобождается от необходимости выявлять слабые стороны в знаниях учащихся, его отношение к детям становятся более позитивными.

Во-вторых, компьютер, вступая с учеником в партнерские отношения, освобождает учителя от необходимости поддерживать темп и тонус деятельности каждого обучаемого. Благодаря этому учитель получает больше возможностей видеть обстановку в классе в целом или уделять внимание отдельному ученику.

Все это реализуется только в тех случаях, когда урок хорошо оснащен технически и методически обеспечен и сам учитель не принужденно и свободно владеет общими навыками работы за компьютером. Использование новых технологий дает возможность учителю вносить в учебный процесс новые разнообразные формы и методы, что делает урок более интересным. Однако чтобы подготовить урок с использованием компьютерных технологий, затрачивается много сил и времени для этого. Компьютер расширяет так же возможности решения сложных стереометрических задач. Он позволяет такого типа задачи сделать наглядно обозримыми, помогает развитию пространственного воображения.

Одной из основных проблем при изучении стереометрии в школе является проблема наглядности, связанная с тем, что изображения даже простейших геометрических фигур, выполненные в тетрадях или на доске, как правило, содержат большие погрешности. Современные компьютерные технологии позволяют решить эту проблему [2].

Стереометрия - это одна из немногих, если не единственная область школьной математики, в отношении которой не приходится агитировать за информационные технологии. Современная трехмерная графика позволяет создавать модели сложных геометрических тел и их комбинаций, вращать их на экране, менять освещенность. Поэтому интерактивный курс стереометрии, призван помочь учителю более успешно справиться с решением стоящих перед ним задач, а его использование на уроках геометрии в 10-11 классах сделает доступным сложный учебный материал более широкому кругу учащихся.

Приступая в 10 классе к изучению нового раздела геометрии - стереометрии, учащиеся, имевшие дело в 7-9 классах с геометрией на плоскости, испытывают серьезные затруднения при переходе из плоскости в пространство, хотя, казалось бы, новый предмет можно начать "с чистого листа". "Лишнее" измерение создает особенные сложности в начале изучения стереометрии, когда учащиеся сталкиваются с необходимостью представить себе столь абстрактные понятия, как бесконечно протяженные прямая и плоскость в пространстве, которым посвящено большинство теорем и задач курса 10 класса.

Второе затрудняющее школьников обстоятельство - как подойти к доказательству теоремы или решению зачастую весьма абстрактной задачи. А проблема учителей - как научить школьников находить нужный подход. Большинству школьников требуется помощь в развитии умения представлять и изображать стандартные стереометрические конфигурации; их приходится как-то обучать геометрическому видению - пониманию теорем и условий задач, сформулированных словесно [3].

Одним из условий успешного изучения учащимися начал стереометрии является наличие у них развитых пространственных представлений. Под пространственными представлениями понимают умственную деятельность по созданию образов и оперированию ими. Психолого-педагогические исследования пространственных представлений у школьников показывают, что у учащихся 10-х классов оно развито намного слабее, чем у учащихся 7-х классов.

Развитие пространственного воображения школьников на уроках стереометрии является важным моментом в преподавании курса. Подтверждением этого являются многочисленные исследования в различных областях: философии и методологии математического познания и математического образования; создания и использования средств обучения и учебно-материальной базы; теории методологии и практики информатизации образования; теории и методики обучения математике; психологии и педагогики.

Под пространственным представлением, формируемым в процессе обучения, понимается обобщенный образ геометрического объекта, складывающийся в результате переработки (анализа) информации о нем, поступающей через органы чувств. Базисными для пространственного воображения являются основные подструктуры: топологическая, проективная, порядковая, метрическая и алгебраическая [4].

Правомерность использования информационных технологий в качестве вспомогательного средства в процессе обучения стереометрии основывается на том факте, что рисунок любого объемного тела является имитацией трехмерного пространства на плоском двумерном листе бумаги. Применение же трехмерного компьютерного моделирования позволяет облегчить процесс понимания конструкции реального трехмерного тела, а также дает возможность проследить пространственные линии связей с помощью каркасной модели объекта и, в конечном счете, получить реалистическую визуализацию с помощью наложения текстур и фактур. При изучении школьного курса геометрии возможны различные способы использования информационных технологий (индивидуальное, в качестве презентации). Их можно использовать на всех этапах урока.

Одним из основных условий формирования пространственных представлений в процессе обучения стереометрии является использование упражнений, которые требуют оперирования ранее созданными пространственными представлениями. Учитель, использующий на занятиях мультимедийные технологии, получает положительный результат по формированию умений:

ü сопоставлять различные изображения образа геометрической конфигурации (оперировать различной наглядностью);

ü анализировать образ геометрической конфигурации;

ü синтезировать образ геометрической конфигурации;

ü вычленять форму образа геометрического объекта;

ü определять взаимное расположение данного образа геометрического объекта относительно других образов;

ü определять взаимное расположение отдельных элементов образа геометрического объекта;

ü конструировать образы новых геометрических конфигураций и воспроизводить их с помощью модели, рисунка, чертежа или словесного описания.

Литература

1. «Мультимедийные технологии» лекционный курс. Якушин А.В
http://www.tula.net/tgpu/resouces/yakushin/html_doc/doc08/doc08index.htm

2. Дубровский В. Н. Стереометрия с компьютером // «Компьютерные инструменты в образовании». - 2003. - № 6. - с. 34.

3. Смирнова И.М., Смирнов В.А. Компьютер помогает геометрии - М.: Дрофа, 2003г. – 365с.

4. Якиманская И.С. Развитие пространственного мышления школьников - М.: Просвещение, 1980. – 325с.