Комп\’ютерні технології навчання у процесі математичної підготовки майбутніх учителів фізики (реферат)

реферат на тему:

Комп’ютерні технології навчання у процесі математичної підготовки
майбутніх учителів фізики

Одним з пріоритетних напрямків удосконалення професійно-педагогічної
підготовки фахівця у вищому педагогічному навчальному закладі є
впровадження в навчальний процес комп’ютерно-орієнтованих систем
навчання математичних дисциплін. Як зазначає Я.Я.Болюбаш, навчальний
процес організовується з урахуванням науково-педагогічного потенціалу,
матеріальної і навчально-методичної бази вищого закладу освіти, сучасних
інформаційних технологій. Він орієнтується на формування освіченої,
гармонійно розвиненої особистості, здатної до постійного оновлення
наукових знань, професійної мобільності та швидкої адаптації до
динамічних процесів в освітній та соціально-культурній сферах, галузях
техніки і технологій, системах управління й організації праці в умовах
ринкової економіки [1, 4].

Постановка наукової проблеми розробки теоретично обґрунтованих
методичних систем навчання дисциплін гуманітарного і природничого циклів
обумовлена низкою об’єктивних причин, пов’язаних із розвитком засобів
накопичення, зберігання, обробки, опрацювання та використання
інформаційних ресурсів з різноманітних сфер людської діяльності, зокрема
наукової. Крім того, інтеграція України у європейське співтовариство
вимогає переосмислення змісту та стандартів освіти взагалі, підходів до
забезпечення якісних характеристик підготовки кваліфікованих
педагогічних кадрів зокрема.

Одним із шляхів інформатизації вищих педагогічних навчальних закладів є
оволодіння студентами, викладачами та співробітниками спеціалізованими
педагогічними програмними засобами з навчальних предметів [9].

На актуальність наукових досліджень з проблеми використання
комп’ютерних технологій у навчальному процесі вищого педагогічного
навчального закладу вказує М.І.Жалдак: “Разом з тим педагогічні вузи та
інститути підвищення кваліфікації вчителів з різних причин, зокрема,
відсутності необхідної матеріально-технічної бази та науково-методичного
забезпечення, ще недостатньою мірою готують учителів до широкого
використання комп’ютерно-орієнтованих систем навчання різних предметів у
середній загальноосвітній школі та інших навчальних закладах” [3].

Схожу думку висловлює О.В.Співаковський: “Унікальність ситуації полягає
в тому, що кількість програмних продуктів, що не мають відповідної
сертифікації, може нанести шкоду освіті. Для цього необхідні відповідна
науково-методична база, відповідні систематичні дослідження, наявність
обґрунтованих теоретичних підходів до вивчення проблеми розробки і
впровадження нових інформаційних технологій у навчальний процес, у тому
числі і до навчання студентів педагогічних інститутів фундаментальних
курсів математики, причому з конкретними програмно-методичними
реалізаціями” [10].

Науково-методичні аспекти проблеми використання комп’ютерних технологій
у процесі навчання математики викладено в дослідженнях В.Ю.Бикова,
М.С.Голованя, Ю.В.Горошка, А.М.Гуржія, М.І.Жалдака, Т.В.Зайцевої,
В.І.Клочка, Н.В.Морзе, А.В.Пенькова, Ю.С.Рамського, В.І.Шавальової та
інших вчених.

. Ця проблема є важливою в експериментальних дослідженнях. Автором
пропонується використовувати педагогічний програмний засіб Gran1, який
дозволяє наближати (апроксимувати) за методом найменших квадратів
таблиці експериментальних даних поліномами до сьомого степеня включно
[2].

Статтю І.А.Мороз і Н.І.Зеленкової присвячено проблемам формування
правильних просторових уявлень геометричних фігур і тіл обертання,
розуміння взаємозв’язків між фігурами у просторових конфігураціях з
усвідомленням можливих перетинів тривимірних об’єктів площинами. Одним
із шляхів розв’язання поставлених завдань є, на думку авторів,
використання вітчизняного педагогічного програмного засобу Gran-3D при
вивченні курсу стереометрії [8].

С.Г.Мастеровою пропонуються завдання для самостійної роботи над курсом
“Аналітична геометрія” для студентів вищих педагогічних навчальних
закладів з використанням педагогічного програмного засобу Gran-2D і
шкільних підручників [6].

І.Лупан рекомендує використовувати програму DERIVE при розв’язуванні
ірраціональних рівнянь, виконанні алгебраїчних перетворень та інших
обчислень. Програма DERIVE дозволяє автоматизувати наступні задачі:
отримувати розв’язки рівнянь не лише другого степеня, а й вищих
степенів; розв’язувати обернену задачу – конструювати рівняння із
заданими комплексними коренями; значно спрощується перехід від
алгебраїчної форми комплексного числа до тригонометричної і навпаки тощо
[5].

Стислий аналіз останніх досліджень і публікацій, у яких започатковано
розв’язання проблеми і на які ми спираємось, обумовив виділення не
розв’язаних раніше низки завдань, а саме: дослідження
науково-педагогічної ефективності використання комп’ютерних технологій
при навчанні математики студентів фізичних спеціальностей вищого
педагогічного навчального закладу; розробку науково-обґрунтованих
комп’ютерно-орієнтованих методик навчання математичного аналізу з
подальшим якісним і кількісним опрацюванням одержаного емпіричного
матеріалу.

Стаття має на меті стисло викласти попередні результати наукових
досліджень зі сформульованої проблеми і визначити напрямки подальших
пошуків з урахуванням специфіки математичної підготовки студентів
фізичних спеціальностей вищих педагогічних навчальних закладів.

Використання комп’ютерних технологій у навчальному процесі вимагає
коригування методів, форм, засобів навчання, відображається на змісті і
цілях навчання, перетворюється на засіб взаємодії викладача і студента.
Надзвичайно важливою є професійна підготовка студента до використання
комп’ютера у майбутній професійній діяльності.

На думку О.В.Співаковського, студенти долають психологічний бар’єр між
традиційними формами, методами і засобами навчання і навчанням із
застосуванням комп’ютерних засобів набагато швидше, ніж вчителі, що вже
мають досвід роботи традиційними методами [10].

М.І.Жалдак наголошує: “Одним із найвагоміших аргументів на користь
використання комп’ютерів у навчальному процесі чи проти нього має бути
такий: комп’ютер, як і будь-які інші нововведення, слід використовувати
тільки тоді, коли таке використання дає незаперечний педагогічний ефект”
[3].

j

??¤????2? Ю.Г.Лотюк так визначає роль комп’ютера у педагогічному
процесі: “… із застосуванням комп’ютера пов’язані певні проблеми.
Треба розрізняти недоліки, зумовлені недосконалістю того чи іншого
математичного пакета, та недоліки, зумовлені неповною реалізацією
потенційних можливостей комп’ютера. При оцінці ролі комп’ютера як засобу
педагогічного призначення слід передусім враховувати, що він не більше
як помічник педагога, а не його заміна” [4].

Державним нормативним документом, в якому узагальнюється зміст освіти,
тобто відображаються цілі освітньої та професійної підготовки,
визначається місце фахівця у структурі держави і вимоги до його
компетентності, інших соціально важливих властивостей та якостей, є
освітньо-кваліфікаційна характеристика (ОКХ) випускника вищого
навчального закладу. Так, згідно з галузевим стандартом вищої освіти МОН
ХХ-02, до професійних типових завдань діяльності діагностичного класу
відносять наступні предметно-розумові уміння:

володіти методиками використання прикладних програмних продуктів для
підтримки навчального процесу;

вміти розробити план вивчення навчального матеріалу з поєднанням
традиційних та інформаційних технологій;

вміти орієнтуватись у доборі засобів та методів навчання з використанням
комп’ютерної техніки;

вміти використовувати комп’ютерно-орієнтовані системи навчання дисциплін
за своїм фахом;

вміти використовувати програмні засоби для вивчення учнів і учнівських
колективів.

вміти використовувати програмні засоби для обробки результатів
проведених психологічних, педагогічних і методичних досліджень.

Досить ефективним є опосередкований комп’ютером ланцюг взаємодії
“викладач – студент”, що реалізується при розв’язування задач
практичного змісту. На думку Є.І.Машбиця, розв’язок задачі складається з
розв’язків багатьох підзадач, серед яких виділяються два типи: перший –
це самостійні етапи розв’язування вхідної задачі, другий – це підзадачі,
що виникають, якщо основний етап не може бути реалізований; тоді він
розбивається на підетапи, що є допоміжними у відношенні до вхідної
задачі [7].

Студентам фізичних спеціальностей вищих педагогічних навальних закладів
у процесі навчання математичного аналізу доцільно пропонувати задачі
міжпредметного змісту, зокрема, фізичного. Розв’язування таких задач
надає викладачеві можливість проілюструвати практичну значумість,
прикладний характер теоретичного курсу своєї дисципліни. Оскільки
розв’язування таких задач потребує значної кількості обчислювальних
операцій, доцільно перекласти виконання останніх на “плечі” комп’ютера.
У наступному прикладі розкрито можливість автоматизації обчислювальних
операцій педагогічним програмним засобом GRAN-2D та перевірки студентом
отриманого розв’язку без втручання викладача.

.

здійснюється за формулами:

.

. Взаємне розташування обох ліній проілюструємо за допомогою
педагогічного програмного засобу GRAN-2D (рис.1).

Рис.1

У даному випадку плоска фігура однорідна, отже, її поверхнева густина є
величиною сталою і дорівнює одиниці. Студенти обчислюють координати
центра мас даної однорідної плоскої фігури наступним чином:

.

студенти виконують за допомогою педагогічного програмного засобу
GRAN-2D (рис.2, рис.3 та рис.4 відповідно):

Рис.2

Рис.3

Рис.4

Таким чином, за допомогою комп’ютера студенти переконуються у тому, що
отримана ними відповідь є правильною.

Отже, маємо всі підстави для формулювання наступних висновків:

використання комп’ютерних технологій у навчанні математичних дисциплін є
перспективним напрямком подальших науково-педагогічних досліджень;

діяльність викладача і студента у системі вищої педагогічної освіти,
опосередкована комп’ютером, сприяє розв’язанню проблеми підготовки
висококваліфікованих педагогічних кадрів;

педагогічні напрацювання з проблеми дослідження потребують змістовної
систематизації з метою врахування у педагогічній практиці.

Література

Болюбаш Я.Я. Організація навчального процесу у вищих закладах освіти:
Навч. посібник для слухачів закладів підвищення кваліфікації системи
вищої освіти. – К.: ВВП “КОМПАС”, 1997. – 64 с.

Горошко Ю.В. Метод найменших квадратів та його реалізація засобами НІТ
// Комп’ютерно-орієнтовані системи навчання: Зб. наук. праць / Редкол. –
К.: НПУ ім. М.П.Драгоманова. – Випуск 6. – 2003. – С.106-112.

Інформатизація освіти України: стан, проблеми, перспективи // Комп’ютер
у школі та сім’ї. – 2001. – №5. – С.2-14.

Лотюк Ю.Г. Застосування математичних пакетів у викладанні математики у
вищому навчальному закладі // Комп’ютер у школі та сім’ї. – 2001. – №3.
– С.21-24.

Лупан І. DERIVE на уроках алгебри та початків аналізу // Математика в
школі. – 2002. – №6. – С.8-10.

Мастерова С.Г. Використання шкільних підручників та персонального
комп’ютера в самостійній роботі студентів вищого педагогічного
навчального закладу при вивченні курсу геометрії // Дидактика
математики: проблеми і дослідження: Міжнародний збірник наукових робіт.
– Вип. 15. – Донецьк: Фірма ТЕАН, 2001. – С.45-55.

Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения.
– М.: Педагогика, 1988. – 192 с.

Мороз І.А., Зеленкова Н.І. Використання Gran-3D на уроках стереометрії
// Теорія та методика навчання математики, фізики, інформатики: Збірник
наукових праць. Випуск 3: В 3-х томах. – Кривий Ріг: Видавничий відділ
НМетАУ, 2003. – Т.1: Теорія та методика навчання математики. –
С.182-186.

Прокопенко І.Ф., Биков В.Ю., Раков С.А. До питання інформатизації вищих
педагогічних навчальних закладів // Комп’ютер у школі та сім’ї. – 2002.
– №4. – С.8-13.

Співаковський О.В. Підготовка вчителя математики до використання
комп’ютера у навчальному процесі // Комп’ютер у школі та сім’ї. – 1999.
– №2. – С.9-11.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *