Розвиток компетентностей і творчих здібностей учнів шляхом впровадження інноваційних технологій на уроках математики

Надаючи можливість провести необхідний чисельний експеримент, швидко виконати потрібні обчислення чи графічні побудови, перевірити ту чи іншу гіпотезу, випробувати той чи інший метод розв'язування задачі, прикладні програмні засоби не вимагають великого обсягу знань і вмінь стосовно роботи з комп'ютером.

Використання інноваційних технологій у процесі проведення уроків математики і аналіз отриманих результатів дозволяє сформулювати деякі загальні положення. Перш за все,  методика застосування інноваційних технологій  на уроках з різних предметів не може бути однаковою. Вона залежить від змісту навчального предмета (алгебра чи геометрія), різних можливостей педагогічних програмних засобів, різного фахового рівня підготовки вчителів у галузі комп'ютерних технологій. Вирішальне значення мають також вікові особливості учнів.

Розглянемо деякі принципи використання комп'ютера на бінарних уроках таких типів: 

            • засвоєння нових знань;  

            • комбіновані; 

            • узагальнення й систематизації знань; 

            • інтегровані.

 

І. Урок засвоєння нових знань

Інтегровані уроки цього типу при традиційній методиці мають таку структуру:

1. Перевірка домашнього  завдання, корекція  знань учнів (взаємозв'язок із попереднім матеріалом).

2. Оголошення теми, мети, завдань уроку й мотивація  навчальної діяльності.

3. Первинне пізнання учнями нового матеріалу.

4. Узагальнення й систематизація  знань.

5. Підведення підсумків та оголошення домашнього завдання.

Під час проведення уроків цього типу в комп'ютерному класі учні розподіляються на 3 групи. Урок має таку структуру:

1. Актуалізація й корекція  опорних знань учнів перевіряється за допомогою комп'ютера (перша група), інші працюють з учителем за запитаннями, картками (5-7 хвилин).

2. Пізнання учнями нового матеріалу: група учнів із високим рівнем підготовки вивчає матеріал за комп'ютером, інші слухають пояснення вчителя чи працюють над поставленою проблемою за підручником (10хв.).

3. Систематизація знань: учні з високим рівнем підготовки виконують самостійно завдання за підручником; слабші учні працюють з вчителем; третя група перевіряє рівень засвоєння матеріалу за допомогою комп'ютера (15 хв.).

4. Підсумок уроку і домашнє завдання.

 

ІІ. Комбінований урок 

  На уроках цього типу комп'ютер може використовуватися на будь якому етапі. Загальна схема проведення комбінованого інтегрованого уроку така:

–        перевірка засвоєних знань

–        вивчення нового матеріалу.  

   Методика проведення комбінованого уроку з використанням комп'ютерів може бути такою:

1. Учням оголошується  тема, яка буде розглядатися на  уроці, але підкреслюється, що для вивчення нової теми необхідно перевірити, як вони засвоїли попередній матеріал. Після цього частина учнів працює за комп'ютером над перевірочними завданнями, а з рештою учнів працює вчитель, причому форми роботи можуть бути різні (фронтальна бесіда, самостійна робота, диктант тощо).

2. Далі вчитель переходить  до наступного етапу уроку  — пояснення нового матеріалу. Сильні учні можуть вивчати новий матеріал самостійно за комп'ютером, а з рештою учнів працює вчитель.

3. Опрацювавши новий матеріал, учитель і учні переходять до нового етапу уроку — закріплення вивченого. Тут, знову ж таки, група учнів працює за комп'ютером самостійно, а з рештою класу працює вчитель. Учні, що працюють за комп'ютерами, виконують, звичайно, завдання, що складені вже за новим, щойно вивченим матеріалом. Отже, якщо в них виникають проблеми, учитель бачить, на що потрібно звернути увагу під час повторення даної теми на наступному уроці. Якщо на етапі закріплення комп'ютер виставить негативну оцінку, її зовсім не обов'язково виставляти в журнал, адже учень, попрацювавши вдома, може на наступному уроці виправити ситуацію. У кінці уроку, звичайно, учитель підводить підсумки, визначає домашнє завдання. 

Для ефективного проведення комбінованого уроку в комп'ютерному класі потрібно поділити учнів на три групи, які будуть по черзі працювати за комп'ютерами:  

  • перша — на етапі перевірки знань, у цю групу можуть входити учні з будь-якими розумовими здібностями, як сильними, так і слабкими — у залежності від характеру завдань; 

  • друга — на етапі вивчення нового матеріалу, у цю групу можуть входити, як правило, учні з високими розумовими здібностями, або із середніми, якщо рівень складності матеріалу високий; 

    • третя — на етапі перевірки знань, куди, як і в першу групу, можуть входити учні з різними здібностями.

 

ІІІ. Урок узагальнення й систематизації знань

В структурі цього уроку виділяють такі складові:

1. Постановка мети уроку  й мотивація навчальної діяльності  учнів — 3 хв.

2. Відтворення й корекція  опорних знань — 6 хв.

3. Повторення й аналіз  основних фактів, подій і явищ — 6 хв.

4. Узагальнення й систематизація  понять, засвоєння системи знань  і їх застосування для пояснення  нових фактів і виконання практичних  завдань — 20 хв.

Клас ділиться на групи:

а) перша група працює на комп'ютерах 5 — 7 хв;

б) друга група дітей самостійно працює з картками 5-7 хв. (завдання творчого характеру на розвиток логічного мислення). Після виконання поставлених завдань учні міняються місцями.

в) третя група учнів працює з учителем, виконує завдання творчого характеру.

Перша група після виконання завдань на комп'ютерах працює разом з учителем або одержує індивідуальне завдання.

5. Засвоєння провідних  ідей і основних теорій на основі широкої систематизації знань — 5 хв. Учитель ставить проблемні запитання, на які учні дають відповіді.

6. Підведення підсумку уроку — 5 хв. Учитель підводить підсумки роботи учнів, виставляє оцінки, мотивуючи кожну з них. Крім цього, дає домашнє завдання і пояснює його.

Наявність спеціально розроблених програм, які мають навчально- інформаційну мету, або тестових, контролюючих програм дає можливість зберегти час у процесі узагальнення й повторення та полегшити працю вчителя.

 

 

 

 

ІV. Комбінований урок

На такому уроці поряд з основною метою стає можливим розкрити застосування програмування, показати переваги автоматизації управління, розкрити перспективи застосування основ програмування й обчислювальної техніки.

На одному з етапів уроку пропонується в ході ділової рольової гри розв'язати задачу, яка виникає з практичної ситуації.

У процесі гри моделюється робота підприємства — впровадження у виробництво автоматизованої системи управління. При цьому клас ділиться на три групи. Перша — технологи старої виробничої дільниці отримують завдання провести технологічні розрахунки (розв'язати задачу) звичайним шляхом.

Друга — технологи технологічного відділу повинні розробити завдання на складання програми для автоматичної лінії (вивести розрахункову формулу або скласти алгоритм розв'язування задачі).

Третя — робітники відділу автоматизації управління технологічними процесами повинні розробити програму, яка здатна розв'язати задачу автоматично.

Упродовж деякого часу учні розв'язують завдання, після чого керівники відповідних дільниць (начальники відділів) захищають свої роботи, перевіряють правильність виконання з використанням комп'ютера.

Таким чином, під час уроку відбувається тільки узагальнення й повторення вивченого матеріалу. При цьому формується вміння встановлювати міжпредметні зв'язки і впроваджувати інтегровані знання в конкретних обставинах.

Отже, що одне з найскладніших завдань для вчителя — це сприяти розвитку розумових здібностей школярів. Але не слід забувати про виховання певних почуттів, які підсилюють розумову активність учнів. Позитивний фон інтегрованого уроку з застосуванням персонального комп’ютера викликає у школярів почуття радості, здивування, захоплення, задоволення від розв'язання складної задачі та знаходження раціонального способу рішення, що сприяє формуванню інтересу у дітей до вивчення математики.                                

На уроках математики вчителі використовують у методиці викладання різні методи навчання: усний виклад, демонстрування та ілюстрування, метод бесіди, вправ, виробничо-практичний метод та інші. Однак ці методи всіх проблем та завдань навчання учнів не вирішують. Існує ще багато факторів, які суттєво впливають на якість навчання. Серед них не менш важливе значення мають програмні засоби та методи їх використання.                   Перш за все, добираючи до інтегрованого уроку програмне  забезпечення, ми враховуємо, що воно повинно відповідати певним вимогам, а саме:         

• бути цікавим і викликати позитивні емоції у школярів;                                 

• активізувати пізнавальну та розумову діяльність учнів;                                  

• викликати у дитини бажання навчитися працювати самостійно;                      

• відповідати валеологічним вимогам;           

• розвивати творчі здібності дитини;             

• носити навчально-контролюючий характер.   

Існує багато комп’ютерних програм, які позитивно впливають на процес навчання.  А саме: GraphPlotter, 3D Grapher, Advanced Grapher 2.2, Mathcad, MS Word, MS Excel, пакет динамічної геометрії DG, контрольно-діагностична система Test-W, MS Power Point та інші.

На уроках алгебри для побудови графіка функції функції можна застосувати графічні програми. Наприклад, застосуємо програму GraphPlotter для побудови графіків квадратичної функції:

 

 

 

 

у = х2

у =  – 2х2+4

 

у = х2 + 6 х + 5

 

Побудувавши декілька варіантів графіків,  учні можуть наочно проаналізувати  властивості квадратичної функції, встановити залежність графіка функції від значень а, в, с.

Для роботи з малюнками Word має панель інструментів „Рисование”, за допомогою якої можна створювати малюнки, використовувати прямі і криві лінії, прямокутники і еліпси, замальовувати різними кольорами, робити написи тощо.

При вивченні статистики  можна використовувати табличний прцесор MS Excel. Він має вбудований пакет аналізу даних, який дозволяє обробити дані і отримати потрібні результати. Наприклад, обчислимо числові характеристики за допомогою таблиць Excel:

               

Хmin	0
Xmax	10
R-розмах вибірки	10
h-крок	2
Кількість розрядів	5

 
                              

MyTest це ‒ система програм (програма тестування учнів, редактор  тестів і журнал результатів) для створення і проведення  комп'ютерного тестування, аналізу  результатів, оцінювання за вибраною  шкалою. Вона має зручний текстовий  редактор, що дозволяє працювати  не тільки з текстом, а й з формулами, малюнками, виразами.  Зручний вибір режимів, дозволяє не тільки проводити контроль, а й навчати методом підказок. Завдання тестів на різних комп'ютерах подається в різних варіантах, тобто не дається можливість учням "списувати" відповіді з сусідніх моніторів.

У процесі використання комп'ютера старшокласники вперше зустрічаються з елементами наукового дослідження, відчувають "смак" предмета, його живість, динаміку. Під час вивчення різних предметів із залученням комп'ютера з'являється новий емоційний аспект, процесу навчання починають допомагати нові відчуття. Відчуття і почуття, які дарує учневі комп'ютер, безумовно поглиблюють знання і полегшують процес вивчення матеріалу, тому що якоюсь мірою відволікають його від традиційного шляху вивчення цього матеріалу. 

Комп'ютер сьогодні став важливим інструментом викладання математики:

1. Використання інноваційних  технологій істотно активізує  і певною мірою полегшує сприйняття  основ предмету.

2. В ідеалі весь курс  може читатися в комп'ютерному  класі з одночасним використанням  дошки, відповідних викладок на  ній і роботою на комп'ютері. 

3. Використання інноваційних  технологій у процесі вивчення  математики не тільки поглиблює і поліпшує процес навчання, але й істотно впливає на закріплення навичок програмування в середовищі Ваsіс або Раsсаl.

У процесі вивчення різних предметів з застосуванням інноваційних технологій послідовно і систематично формується культура розумової праці на якісно новому рівні. Учні вчаться планувати свою роботу, раціонально її виконувати, критично співвідносити початковий план роботи з реальним процесом її виконання, що потім допомагає їм на уроках. Усі перераховані вище уміння і навички в значній мірі впливають на ефективність і якість навчання.