Интерактивные тренажеры обучения на уроках математики

Традиционные наборы заданий с выбором ответа или его вводом в виде числа (слова) могут — при методически выверенной последовательности их подачи на экран — давать эффект тренинга. Однако упражнения такой формы достаточно монотонны и потому непривлекательны для учащихся; мотивация к их выполнению быстро падает.

В дальнейшем под термином «тренажеры» будем понимать задания, предполагающие выполнение на экране последовательности разнообразных активных действий, вроде тех, что дозволяются в компьютерных играх, тренажерах по приобретению профессиональных навыков и графических редакторах: перемещения, повороты и изменения формы графических объектов, выстраивание их наборов с соблюдением определенной закономерности и так далее. Возможность таких действий обеспечивается развитым манипуляционно-графическим интерфейсом компьютерной системы. «Базовые умения и навыки» упоминаются в названии обсуждаемых тренажеров потому, что они содержат не сложные, комплексные задания, по крайней мере, на начальном этапе, а, напротив, достаточно короткие, «обозримые», нацеленные на поэлементную отработку операций, выполняемых в ходе решения математических задач.

1) Отдельные тренажеры, как правило, объединены в обучающие сценарии — «сериалы» тематически связанных, обладающих содержательной преемственностью, шаг за шагом усложняющихся заданий. В рамках сценария учащийся вынужденно последовательно и самостоятельно разбирает все ключевые ситуации для некоторого класса задач. Системность рассмотрения вкупе с целенаправленностью и осмысленностью манипуляций графическими и текстовыми объектами обеспечивают усвоение и фиксацию действий и связанных с ними знаний, умений и навыков, в результате чего в сознании ребенка складывается устойчивая и ассоциативно связанная совокупность представлений и операциональных компетентностей. Экспертная система тренажера осуществляет пошаговый контроль правильности действий ученика, давая контекстные реакции на ошибки («нелобовые подсказки»), чем обеспечивается формирование индивидуальной траектории обучения. Если система подсказок полна и методически продуманна, она гарантированно дает реальный обучающий эффект: кто быстрее, кто медленнее, учащиеся приходят к финишу тренажера — с различным, но ненулевым уровнем освоения учебного материала, со сформированными в определенной мере знаниями, умениями и навыками. При этом для учителя существенно снижаются объемы рутинной работы — многократных детальных объяснений с контролем освоения каждого элемента.

Задания могут включать не только статические рисунки, но и динамические фрагменты — анимационные или модельные. Имеются тренажеры, требующие анализа возможных исходов и систематизации информации в многофакторных ситуациях.

Ряд тренажеров связан с отработкой восприятия или, напротив, самостоятельного изображения учащимся на рисунке взаимного расположения и движения графиков функций.

Тренажеры совмещают в себе черты качественных и количественных задач. Они не позволяют допускать небрежность и оставлять неопределенность в графическом изображении ситуации, требуют от учащегося задумываться при выполнении рисунка.

Основой экспертной системы каждого тренажера является дерево разбора ошибок, построенное в соответствии с «эталонной» логикой анализа и решения задачи, предусматривающее обнаружение всех возможных видов ошибок и адекватные реакции на них. Благодаря «эталонной» последовательности разбора ошибок реализуется обучающая функция тренажера: он навязывает пользователю соответствующую условию задачи логику анализа ситуации, позволяет найти первое звено логической цепочки и выстроить порядок рассуждений и умозаключений вплоть до получения полного решения. В качестве примера можно привести те задачи, где по характеру движения (зависящим от значений параметра), следует сделать некоторый аналитический вывод либо умозаключение.

Экспертная система не указывает прямо, как исправить ошибку, а только обращает внимание ученика на возникшие противоречия, стимулируя его к более тщательному анализу ситуации, выработке важного навыка самоконтроля. Самостоятельно поняв причину ошибки, ученик с большей вероятностью справится впоследствии как с подобной, так и с новой задачей. Конечно, разработка такого тренажера требует большой работы, прежде всего, методиста при написании сценария, и только затем работы программиста и дизайнера.

Имеются также тренажеры по отработке техники нахождения верных соответствий, зачастую — сопоставление аналитических выражений и зрительных образов. Эти графические навыки, традиционно проверяемые только «глазом учителя» теперь также проверяются компьютером и содержат реакции на типичные ошибки.

Помимо экспертной системы эти тренажеры, как правило, содержат блоки технической поддержки (объяснение правил работы с инструментарием), демонстрации правильных действий (для части ситуаций) с пояснениями, а также отсылку к теории.