Использование компьютерных обучающих программ на уроке математики

Использование компьютерных обучающих программ на уроке математики

План

• 1. Понятие компьютерных обучающих программ, их формы, классификация, достоинства и недостатки
• Достоинства и недостатки компьютерных обучающих программ
• Классификация компьютерных учебных программ
• Типы обучающих программ
• Формы обучающих программ
• Группы компьютерных обучающих программ
• 2. Наиболее часто используемые бесплатные компьютерные обучающие программы
• 3. Описание программы «Рисуем по координатам»
• 4. Применение программы «Рисуем по координатам» на уроках математики

1. Понятие компьютерных обучающих программ, их формы, классификация, достоинства и недостатки

Компьютерная обучающая программа — это программное средство, предназначенное для решения определенных педагогических задач, имеющее предметное содержание и ориентированное на взаимодействие с обучаемым.

Приведенное определение фиксирует то, что компьютерная обучающая программа является средством, специально созданным для решения педагогических задач, т. е. использование в учебном процессе — его главное назначение.

Можно выделить следующие основные педагогические задачи, решаемые с помощью компьютерных обучающих программ:

1) начальное ознакомление с предметной областью, освоение ее базовых понятий и концепций;

2) базовая подготовка на разных уровнях глубины и детальности;

3) выработка умений и навыков решения типовых практических задач в данной предметной области;

4) выработка умений анализа и принятия решений в нестандартных (нетиповых) проблемных ситуациях;

5) развитие способностей к определенным видам деятельности;

6) проведение учебно-исследовательских экспериментов с моделями изучаемых объектов, процессов и среды деятельности;

7) восстановление знаний, умений и навыков (для редко встречающихся ситуаций, задач и технологических операций);

8) контроль и оценивание уровней знаний и умений.

Компьютерная обучающая программа — это продукт для обучаемого. Решение педагогических задач осуществляется в процессе взаимодействия последнего с компьютерной обучающей программой.

обучающая программа математика

Достоинства и недостатки компьютерных обучающих программ

Компьютерные обучающие программы составляют обширный класс средств, относящихся к образовательным информационным технологиям. На сегодняшний день они обеспечивают поддержку учебного процесса наравне с традиционными учебно-методическими средствами. Однако по сравнению с традиционными учебно-методическими средствами компьютерные обучающие программы обеспечивают новые возможности, а многие существующие функции реализуются с более высоким качеством.

Достоинства компьютерных обучающих программ:

Возможность сосредоточения в одном месте материалов разного характера и обеспечение возможности легко перемещаться между учебными материалами через гипертекстовые ссылки.

Возможность создания материалов в удобной для восприятия форме (таблицы, графики, анимация) и обеспечение возможности манипулирования данными — распечатка, копирование, размножение.

Относительная дешевизна создания электронных учебников, учебных материалов, обеспечение возможности их легкой корректуры.

Возможность тиражирования и обеспечения доступности учебных материалов (из-за дороговизны книг, нехватки методических пособий в библиотеках).

Возможность самоконтроля и оперативного получения консультаций обучаемых.

Возможность обеспечения перехода на прогрессивные методики обучения (исключение потерь времени на чтение лекций). Т. е. обучаемые готовятся самостоятельно, а при общении с преподавателем обсуждают только непонятные и сложные для восприятия материалы.

Уменьшение затрат на преподавание.

Наличие большого количества положительных сторон делает возможным сделать вывод о необходимости таких систем, их удобстве и практичности в применении.

Такое преимущество компьютерных обучающих программ нельзя понимать в том смысле, что они полностью вытеснят и заменят традиционные средства. Тем более неправильно считать, что компьютерными обучающие программы состоят из одних достоинств и не обладают недостатками.

Недостатки компьютерных обучающих программ

необходимость иметь компьютер (в ряде случаев с выходом в Internet) и соответствующее программное обеспечение для работы с компьютерными обучающими программами;

необходимость обладать навыками работы на компьютере;

сложность восприятия больших объемов текстового материала с экрана дисплея;

недостаточная интерактивность КОП (существенно большая по сравнению с книгой, но меньшая, чем при очном обучении);

отсутствие непосредственного и регулярного контроля над ходом выполнения учебного плана.

Классификация компьютерных учебных программ

К настоящему времени созданы тысячи обучающих программ, однако общепринятой классификации не существует.

Согласно первой классификации из множества компьютерных обучающих программ можно выделить три, наиболее важные и получившие большее распространение:

1) специализированные обучающие программы;

2) компьютерные модели;

3) автоматизированные обучающие системы.

Готовые к применению специализированные обучающие программы, которые специально написаны для оказания помощи учащимся и преподавателю в обучении. Слово «специализированные» означает, что они предназначены для решения специальной обучающей задачи: обучения отдельному вопросу учебного курса, изучения какого-либо частного понятия.

Преподаватель не может вмешаться в содержание специализированной обучающей программы, поскольку обычно в таких программах ничего менять нельзя. Можно лишь как-то дозировать их, встраивая в общую систему преподавания, методически приспосабливаясь к тому способу изложения, какой принят в каждой из таких программ. Они не допускают никаких доработок, и преподаватель пользуются ими как готовым учебным средством.

Их завершенность может выступать недостатком, поскольку возлагает большую ответственность на разработчика в плане опоры на образовательные стандарты и типовые учебные программы. Если этого не происходит, специализированные программы лишаются гибкости и все изложение учебного материала необходимо подчинить логике построения такой программы.

С помощью компьютерной модели обучаемый изучает то или иное учебное явление, научное положение и т. д. Популярность моделирования можно объяснить тем, что, не будучи стесненным жесткими рамками указаний о последовательности действий, обучаемый может наиболее полно реализовать свои учебные интересы, проявить инициативу в проведении экспериментов с моделью. Реализация возможностей компьютерных моделей зависит от того, насколько удачно модель отражает моделируемые явления (знания о предметной области), насколько удачна модель в дидактическом отношении (знания о стратегии обучения). Компьютерные модели входят как составные части в состав разнообразных тренажеров.

Автоматизированные обучающие системы представляют собой программную оболочку, предполагающую заполнение ее предметным содержанием. Автоматизированные обучающие системы можно определить как организованный комплекс средств технического, учебно-методического и программного обеспечения, предназначенный для диалогового учебного взаимодействия и образующий программную оболочку, приспособленную для заполнения учебным материалом пользователем-непрограммистом. В отличие от специализированных обучающих программ автоматизированные обучающие системы предполагают возможность активного вмешательства преподавателя в содержание готового учебного материала или заполнения ее собственными дидактическими материалами. Как результат такой работы появляется автоматизированный учебный курс, который затем можно редактировать. Преимущество автоматизированных обучающих систем состоит в том, что преподаватель, имея инструментарий, может создавать учебный курс в соответствии со своими потребностями, своей методикой преподавания. Автоматизированные обучающие системы могут накапливать информацию о прохождении учеником всего курса, отдельных его частей, а затем использовать эти данные при построении диалогов, подсказок и помощи.

Классификация компьютерных обучающих систем в зависимости от решаемых педагогических задач подразделяет их на четыре класса:

средства теоретической и технологической подготовки;

средства практической подготовки;

вспомогательные средства;

комплексные средства.

К первому классу относятся следующие виды компьютерных обучающих программ.

Компьютерный учебник — компьютерная обучающая программа для базовой подготовки по определенному курсу (дисциплине), содержание которого характеризуется относительной полнотой и представлено в форме учебника (книги).

Компьютерная обучающая система — компьютерная обучающая программа для базовой подготовки по одному или нескольким разделам (темам) курса (дисциплины).

Компьютерная система контроля знаний — компьютерная обучающая программа для определения уровня знаний обучаемого (тестируемого) по данной дисциплине, курсу, разделу, теме или фрагменту предметной области и его оценивания с учетом установленных квалификационных требований.

Класс средств практической подготовки включает два вида компьютерных обучающих программ:

Компьютерный задачник, или компьютерный практикум, — компьютерная обучающая программа для выработки умений и навыков решения типовых практических задач в данной предметной области, а также развития связанных с ними способностей.

Компьютерный тренажер — компьютерная обучающая программа для выработки умений и навыков определенной деятельности, а также развития связанных с ней способностей.

К вспомогательным средствам относятся компьютерные обучающие программы, способствующие решению задач теоретической, технологической или практической подготовки, но в самостоятельном качестве не достаточные для достижения соответствующих целей. Данный класс объединяет следующие виды компьютерных обучающих программ:

Компьютерный лабораторный практикум — компьютерная обучающая программа для поддержки автоматизированных лабораторных работ, в рамках которых изучаемые объекты, процессы и среда деятельности исследуются с помощью экспериментов с их моделями

Компьютерный справочник — компьютерная обучающая программа, содержащая справочную информационную базу по определенной дисциплине, курсу, обеспечивающая возможности ее использования в учебном процессе

Мультимедийное учебное занятие — компьютерная обучающая программа, основным содержанием которой является мультимедийная запись реального учебного занятия или мероприятия (лекции, семинара, демонстрации).

В классе комплексных средств, покрывающих широкий круг педагогических задач, выделяют два вида компьютерных обучающих программ.

Компьютерный учебный курс — компьютерная обучающая программа для подготовки по определенному курсу (дисциплине), в котором интегрированы функции или средства для решения основных задач теоретической, технологической и практической подготовки.

Компьютерный восстановительный курс — компьютерная обучающая программа для восстановления знаний и умений в рамках определенного курса, в котором интегрированы функции или средства, поддерживающие разные этапы процесса повышения квалификации.

Типы обучающих программ

Различают следующие типы обучающих программ:

1) программы, предназначенные для закрепления умений и навыков. Их можно использовать после усвоения определенного теоретического материала в рамках традиционной системы обучения.

2) программы ориентированные преимущественно на усвоение новых понятий в режиме, близком к программированному обучению. Большинство их обладает ограниченными дидактическими возможностями. Преобладают обучающие программы, которые реализуют проблемное обучение, особенно «интеллектуальные» обучающие программы (своим названием они обязаны тому, что при их разработке использованы идеи «искусственного интеллекта»). Эти системы осуществляют рефлексивное управление учебной деятельностью, что предполагает построение модели обучаемого. Многие из них генерируют обучающие воздействия (учебные тексты, задачи, вопросы, подсказки). Такие системы, как правило, учитывают правильность ответа, но и способ решения, могут его оценивать, а некоторые — совершенствовать стратегию обучения учетом накапливаемого опыта.

3) программы, предполагающие моделирование и анализ конкретных ситуаций. Такие программы особенно полезны в трудовом и профессиональном обучении, поскольку способствуют формированию умений принимать решения в различных ситуациях, в том числе и экстремальных. Число таких программ в последнее время возросло.

4) программы, обучение по которым строится в виде игры. Они способствуют повышению мотивации учения (хотя следует отметить, что соревновательные мотивы, желание, во что бы то ни стало победить иногда преобладают тут над познавательными мотивами, что вряд ли педагогически оправдано). Игра стимулирует инициативу и творческое мышление, способствует формированию умений совместно действовать (особенно в кооперативных играх), подчинить свои интересы общим целям. Кроме того, игра позволяет выйти за рамки определенного учебного предмета, побуждая учащихся приобретению знаний в смежных областях и практической деятельности. Игры создают предпосылки для формирования у обучаемых всевозможных стратегий решения задач и структуры знаний, которые могут быть успешно применены в различных областях. Немаловажно и то, что ученик может свободно принимать решения — как правильные, так и не правильные — и при этом видит, к чему приводит каждое решение Такое обучение весьма привлекательно для школьников, и многим оно настолько нравится, что они хотели бы осуществлять все учение в форме игры.

Формы обучающих программ

1) Электронный учебник (ЭУ);

2) Автоматизированная обучающая система (АОС);

3) Тестирующая программа.

Группы компьютерных обучающих программ

В общем случае компьютерные программы учебного назначения можно разбить наследующие группы:

1) компьютерные учебники;

2) предметно-ориентированные среды (микромиры, моделирующие программы, учебные пакеты);

3) лабораторные практикумы;

4) тренажеры;

5) контролирующие программы.

2. Наиболее часто используемые бесплатные компьютерные обучающие программы

Advanced Grapher v2.11

Advanced Grapher 2.2 — программа для построения графиков и их анализа. Поддерживает построение графиков функций вида Y (x), X (y), в полярных координатах, заданных параметрическими уравнениями, графиков таблиц, неявных функций (уравнений) и неравенств. До 100 графиков в одном окне. Вычислительные возможности: регрессионный анализ, нахождение нулей и экстремумов функций, точек пересечения графиков, нахождение производных, уравнений касательных и нормалей, численное интегрирование.

Большое количество параметров графиков и координатной плоскости. Имеет возможности печати, сохранения и копирования графиков в виде рисунков.

Algebra 1.0

Программа, которая выполняет такие вычислительные функции, как нахождение корней квадратного уравнения, точек пересечения графиков, выделения квадрата трехчлена. Основной задачей Algebra 1.0 является вычисление комбинированных выражений записанных в одну строку. Встроенная поддержка различных функций, начиная с простейших. В программе есть возможность настройки работы в неактивном режиме и получения ответа.

Графин (Graphwin)

Программа предназначена для:

· построения графиков функций, задаваемых формулой;

· построения нескольких графиков в одной системе координат;

· исследования графиков функций (поиск их пересечения, поиск точек, принадлежащих графику и т. п.);

· усовершенствования графика (создание «уголков», «насечек», надписей).

3. Описание программы «Рисуем по координатам»

Эта программа имеет два режима:

1) рисует на доске изображение по введенной таблице, печатает в цвете таблицу и рисунок;

2) составляет таблицу координат по нарисованному на доске изображению.

Максимальный объем таблицы 255 строк.

Точность записи рисунка — 0,5 единиц по обеим осям.

Индикатором и переключателем режима работы — таблица /доска является значок наверху справа.

Вводите в ячейках таблицы координаты точек X и Y, начало ломаной линии — обозначайте значком + в третьей колонке.

Маленький квадрат, к примеру, глаз щенка обозначайте точкой в третьем столбце таблицы.

Строки таблицы, которые следует удалить, обозначьте знаком — в третьем столбце.

В таблице не должно быть пустых или непонятных программе строк.

По мере заполнения таблицы проверяйте, что получается, нажимая кнопку нарисовать (F4).

Для поиска ошибок двигаетесь по таблице клавишами с вертикальными стрелками, на доске отрезок, соответствующий текущей строке таблицы, окрасится в красный цвет.

Рисовать на доске отрезки надо, удерживая кнопку мыши.

Кнопками справа можно изменять масштаб рисунка, сдвигать окно по доске.

4. Применение программы «Рисуем по координатам» на уроках математики

На координатной плоскости построить фигуру по заданным точкам. Что получилось?

Нужно заполнить табличку в левой части экрана. После её заполнения нужно нажать на кнопку «Нарисовать». (1; - 4), (1; - 6), (-4; - 6), (-3; - 5), (-1; - 5), (-3; - 4), (-3; - 3), (-1; - 1), (-1; 0), (-3; 0), (-3; - 1), (-4; - 1), (-4; 0), (-3;1), (-1; 1), (-1;2), (-3;3), (-1;4), (0;6); (1;4), (1;2), (3;4), (6;5), (9;2), (9; 0), (9; - 4), (6; - 4), (5; - 1), (4; - 1), (1; - 4).

(7; - 2), (7; - 3), (5; - 3), (5; - 4), (1; - 4), (1; - 5), (-7; - 5), (-8; - 3), (-10; - 3), (-11; - 4), (-11; - 5), (-6; - 7), (-4; - 9), (-4; - 11), (-12; - 11), (-15; - 6), (-15; - 2), (-12; - 1), (-10; - 1), (-10;1), (-6;3), (2;3), (3;4), (5;4), (6;5), (6;4), (7;5), (7;4), (8;2), (8;1), (4; - 1), (4; - 2), (7; - 2)

(- 9;5), (- 7;5), (- 6;6), (- 5;6), (- 4;7), (- 4;6), (- 1;3), (8;3),(10;1), (10; - 4), (9; - 5), (9; - 1), (7; - 7), (5; - 7), (6; - 6), (6; - 4),(5; - 2), (5; - 1), (3; - 2), (0; - 1), (- 3; - 2), (- 3; - 7), (- 5; - 7),(- 4; - 6), (- 4; - 1), (- 6;3), (- 9;4), (- 9;5)