модели интерактивных геометрических конструкций (2.5. Планиметрия и Стереометрия (ООО «Физикон»));
интерактивная среда для построения и изучения графиков функций (2.5. Функции и графики (ООО «Физикон»)) и другие.
Следующим компонентом познавательной активности является содержательно - операционный (деятельностный) компонент, предполагающий готовность учащихся к самоуправлению процессом учения, сформированность интеллектуальных умений, связанных с переработкой информации, поиском решения проблем, умений осуществлять планирование и самоорганизацию процесса учения.
Средства активизации познавательной деятельности, ориентированные на формирование данного компонента, направлены на организацию и управление (самоуправление) деятельностью учащихся по постановке, поиску и осуществлению решения проблем и познавательных задач. Такие средства, как это показано в параграфе 1.2., должны обеспечивать:
осуществление анализа проблемной ситуации, вычленение проблемы и постановку познавательной задачи;
выявление и накопление сведений, фактов, свойств, необходимых для решения учебно-познавательной задачи (проблемы);
получение эмпирического материала (результатов измерений, вычислений, иллюстраций, примеров, опытов), создающего основу для дальнейшей обработки теоретическими методами;
проведение анализа, сравнений, обобщений, использование аналогии и других теоретических методов познания для выдвижения гипотез о возможном решении проблемы;
моделирование выявленных общих отношений, закономерностей, связей;
- осуществление проверки и обоснования полученных результатов, формулировку выводов.
Для реализации выделенных функций средств активизации познавательной деятельности учащихся в процессе обучения математике могут быть использованы следующие возможности ИКТ.
. Исследование математических моделей, изменяя их параметры, создание своих собственных моделей.
. Регистрация, сбор, накопление, хранение, обработка информации, представленной в цифровой форме, об изучаемых объектах, явлениях, процессах, в том числе полученной в результате использования ИКТ для исследования математических моделей.
. Построение экранных объектов по заданным параметрам в системах, реализующих возможности компьютерной графики. Управление отображением на экране объекта изучения, его составных частей или их моделей, при необходимости - во всевозможных ракурсах, в деталях, с возможностью демонстрации внутренних взаимосвязей составных частей; представление графической интерпретации исследуемой закономерности изучаемого процесса.
. Различные формы представления данных об изучаемом объекте. Составление виртуальных каталогов, таблиц, графов, схем, позволяющих установить связи вновь изученного с известным ранее, систематизировать полученную информацию, выдвигать предположения и гипотезы на основе их анализа, сравнения и обобщения. Разработка методов проверки выдвинутых предположений в условиях обеспечения обратной связи и интерактивного диалога.
. Автоматизация процессов вычислительной, информационно-поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента с возможностью многократного повторения фрагмента или самого эксперимента;
. Использование распределенного информационного ресурса Интернета при выполнении учебных проектов, самостоятельных работ поискового характера, выдвижения и проверки гипотез, их обоснования и др.
Средства ИКТ, реализующие эти возможности, совпадают с обозначенными выше (различные виртуальные лаборатории, интерактивные чертежи и геометрические конструкции, интерактивная среда для построения и изучения графиков функций и т.п.).
Эмоционально - волевой компонент познавательной активности характеризуется способностью и стремлением к преодолению школьниками трудностей в учении и наличием определенного эмоционального настроя, связанного с развитием познавательного интереса. Этот компонент тесно взаимосвязан с личностным и мотивационным компонентами.
Можно выделить следующие возможности ИКТ в реализации этого компонента познавательной активности.
. Интерактивный диалог - взаимодействие пользователя с программой, информационной системой или ЦОР, обеспечивающий возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы с ним.
. Обеспечение доступа и различных возможностей представления информации, связанной с математикой и имеющей эмоционально-ценностную окраску (исторические экскурсы, раскрывающие появление и попытки решения изучаемого вопроса в истории математики; факты из жизни и деятельности ученых, внесших вклад в развитие математики; информация о роли математики как науки в развитии цивилизации; демонстрация возможностей математики в описании и исследовании процессов и отношений реальной действительности и т.п.).
. Использование в обучении математике игровых технологий, различных дидактических игр, способствующих как совершенствованию знаний и способов математической деятельности, так и формированию интереса к предмету, эмоциональной окраске учебно-познавательной деятельности.
Личностный компонент познавательной активности определяет субъектный характер познавательной деятельности школьника, складывающийся под воздействием индивидуальных особенностей его личности, поэтому эта деятельность приобретает личностный характер.
Возможности ИКТ в реализации этого компонента:
осуществление индивидуализации и дифференциации, учет индивидуальных психологических особенностей учащихся и уровня их обученности на основе взаимодействия учащегося (и учителя) с электронным образовательным ресурсом, обеспечивающим возможность выбора и реализации индивидуальных познавательных траекторий (вариантов содержания учебного материала, способов его представления, режима работы с ним и т.п.);
автоматизация поэлементного контроля и самоконтроля процесса и результатов учебно-познавательной деятельности.
На основе обобщения результатов проведенного анализа могут быть выделены следующие организационно-педагогические условия использования ИКТ как средства активизации познавательной деятельности учащихся в процессе обучения математике:
- систематическое и целенаправленное осуществление на основе ИКТ визуализации и иллюстрации изучаемого математического содержания, что способствует формированию познавательной мотивации, возбуждению интереса к изучению предмета, развитию наглядно-образного мышления, формированию умения создавать, применять и преобразовывать модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;
- вовлечение учащихся в поисковую познавательную деятельность (постановка проблемы, накопление информации, необходимой для ее решения, выдвижение, проверка и обоснование гипотез, формулировка выводов и выявление возможностей применения полученного результата), организуемую на основе наблюдений, измерений, построений, компьютерного моделирования, осуществляемых с использованием цифровых ресурсов, анимированного эксперимента, виртуальных лабораторий и осуществляемую, как под руководством учителя, так и самостоятельно;
- осуществление поэтапного и поэлементного дифференцированного контроля, самоконтроля и коррекции математических знаний и умений учащихся, реализуемых с помощью контролирующих программных средств ИКТ;
- организация самостоятельной деятельности учащихся по использованию ИКТ для поиска, усвоения и овладения применением учебной информации, для выполнения познавательных задач, учебных и творческих проектов с учетом индивидуальных образовательных возможностей, особенностей и потребностей учащихся.
ВЫВОДЫ по параграфу 1.3.:
Сопоставление сущностных характеристик понятия
познавательной активности и возможностей ИКТ в образовательном процессе
позволило выделить условия и возможности использования ИКТ, как средства
активизации познавательной деятельности учащихся на уроках математики, которые
состоят в: осуществлении визуализации и иллюстрации изучаемого математического
содержания; вовлечении учащихся в поисковую познавательную деятельность на
основе компьютерного моделирования изучаемых объектов, виртуальных лабораторий
и экспериментов; обеспечении доступа к информации, связанной с математикой и
имеющей эмоционально-ценностную окраску; использовании в обучении математике
игровых технологий; создании условий для учета индивидуальных образовательных
возможностей, особенностей и потребностей учащихся; осуществлении
дифференцированного контроля и самоконтроля результатов обучения.
Выводы
по главе 1
1. В данном исследовании под познавательной активностью мы понимаем:
качество познавательной деятельности личности, которое проявляется в отношении ученика к содержанию и процессу познания, в стремлении его к эффективному овладению знаниями и способами деятельности, в мобилизации для этого его нравственно - волевых, интеллектуальных и физических усилий.
состояние готовности к самостоятельной познавательной деятельности, характеризующееся совокупностью мотивационного, содержательно-операционного, эмоционально-волевого и личностного компонентов, проявляющееся в направленности на усвоение индивидом знаний и способов деятельности.
. Средства активизации познавательной деятельности учащихся предполагают учет конкретной цели каждого этапа учебного познания и в своем единстве воздействуют на каждый компонент познавательной активности.
. К дидактическим возможностям средств ИКТ образовательного назначения относятся: обеспечение обратной связи между пользователем и средствами ИКТ; визуализация учебной информации; моделирование и интерпретация информации об изучаемых или исследуемых объектах; автоматизация процессов вычислительной, информационно-поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента, построения чертежей, графиков, таблиц и диаграмм; автоматизация процессов управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения.
4. Возможные функции средств ИКТ на различных этапах урока математики определяются: особенностями целей и задач этапа; особенностями содержания учебного материала; наличием необходимых технических возможностей; наличием соответствующих цифровых образовательных ресурсов; способностью учителя самостоятельно конструировать и использовать цифровые учебные материалы.
5. Условия и возможности использования ИКТ, как
средства активизации познавательной деятельности учащихся на уроках математики,
состоят в осуществлении визуализации и иллюстрации изучаемого математического
содержания; вовлечении учащихся в поисковую познавательную деятельность на
основе компьютерного моделирования изучаемых объектов, виртуальных лабораторий
и экспериментов; обеспечении доступа к информации, связанной с математикой и
имеющей эмоционально-ценностную окраску; использовании в обучении математике
игровых технологий; создании условий для учета индивидуальных особенностей и
потребностей учащихся, осуществления дифференцированного контроля и
самоконтроля результатов обучения.
Глава II. Опытно-экспериментальная работа по использованию ИКТ как средства активизации познавательной деятельности учащихся
§
2.1 Методика использования основных видов ИКТ как средства активизации
познавательной деятельности учащихся на уроках математики
В параграфе 1.3. были выделены условия и определены возможности использования ИКТ, как средства активизации познавательной деятельности учащихся на уроках математики. При подготовке и проведении экспериментального исследования были разработаны методические материалы по реализации выделенных условий и возможностей в процессе изучения математики в 7 классе.
Поскольку для активизации познавательной деятельности имеет существенное значение не только использование отдельных средств активизации, но логика построения урока в целом, методика использования ИКТ как средства активизации познавательной деятельности учащихся представлена в нашем исследовании в виде примеров разработки структуры уроков, ориентированных на активную учебную деятельность учащихся, и примеров реализации выделенных организационно-педагогических условий и средств ИКТ на этих уроках. Опираясь на результаты теоретического анализа, проведенного в параграфе 1.1., конструируя экспериментальные уроки, мы выстраивали их логику в соответствии с тем, что активизация познавательной деятельности учащихся является их специальной целью и для достижения этой цели целенаправленно используются ИКТ.
. Методика реализации первого условия, состоящего в систематическом и целенаправленном осуществлении на основе ИКТ визуализации и иллюстрации изучаемого математического содержания, может быть продемонстрирована на примере использования для этих целей презентаций PowerPoint.
Поскольку наглядно - образные компоненты мышления играют исключительно важную роль и существенно влияют на активность учебной деятельности, то компьютерная графика и программа PowerPoint позволяет учащимся эффективно усваивать материал посредством наблюдения и манипулирования различными объектами на экране, под воздействием разнообразия и красочности информации (текст, звук, видео, цвет), а также путем ориентации учения на успех. Из всех инструментов познания мультимедиа наилучшим образом позволяет представлять знания различными способами, включая все модальности восприятия.
Использование программы PowerPoint в демонстрационном режиме позволяет сопровождать наглядными изображениями все основные этапы урока. Форма и место использования мультимедийной презентации (или даже отдельного ее слайда) на уроке зависят от учебного содержания, цели учебной деятельности, особенностей учащихся и целого ряда других параметров урока. Тем не менее, практика позволяет выделить некоторые общие, наиболее эффективные приемы применения таких пособий.
На этапе актуализации знаний презентация PowerPoint может быть использована для осуществления всех основных целей этапа: проверки усвоения предыдущего материала и выполнения домашнего задания, мотивации изучения нового и повторения опорных знаний, необходимых для его изучения. В частности на этом этапе на основе презентации может быть построен математический диктант и самостоятельная работа с самопроверкой: задания могут быть оформлены в виде слайдов, используя настройки анимации, можно сделать так, чтобы задание отображалось строго определенное количество времени, затем заменяясь на новое. Также с помощью анимации, можно обеспечить по окончанию работы появление правильных ответов, по которым учащиеся смогут проверить себя, а учитель организовать их обсуждение предупреждающее и поясняющее возможные ошибки. Использование управляющих элементов PowerPoint позволяет на их основе использовать различные игровые формы обучения, также являющиеся эффективным средством активизации учения. Для создания проблемной ситуации и мотивации изучения нового с помощью презентации может быть представлена практическая ситуация или задача с практическим содержанием, примеры объектов и явлений действительности, математические модели которых предстоит изучать. Историческая справка, сопровождаемая презентацией, в которой содержатся разного рода графическая информация (портреты учёных, чертежи приспособлений, иллюстрации интересных геометрических структур) будет более наглядна и, следовательно, окажет более сильное эмоциональное воздействие на учащихся.
На этапе изучения нового материала презентация PowerPoint может быть использована для визуализации учебного содержания: чертежи, графики, схемы, таблицы, блок-схемы, формулы, выполненные с помощью компьютерной графики и представленные на экране, появляющиеся по ходу рассуждений, ориентируемые на интерактивную позицию учащихся, позволяют значительно активизировать их учебную деятельность.