Передумови та проблеми використання ІКТ на уроках математики

     На початку ХХІ ст. людство ввійшло в нову стадію свого розвитку – вчені й політики, підприємці й педагоги все частіше говорять про настання інформаційної ери. Сучасне життя досить складно уявити без використання комп’ютерної техніки. Наш час – це епоха постійних змін у технологіях, зокрема в освітніх, а використання персонального комп’ютера є стрижнем інформаційних технологій навчання.
    Точкою відліку появи нових інформаційних технологій навчання в загальноосвітній школі вважається урядова постанова "Про заходи щодо забезпечення комп’ютерної грамотності учнів середніх навчальних закладів і широкого впровадження електронно-обчислювальної техніки в навчальний процес", прийнята у 1985 році. У 1988 році робоча група під головуванням академіка А.П.Єршова запропонувала до обговорення Концепцію інформатизації освіти, в якій давалося визначення поняттям "інформатизація суспільства", "інформатизація освіти" і впроваджено термін "нова інформаційна технологія" (НІТ). У цьому документі зафіксовано поточний стан справ у галузі інформатизації освіти і визначено головні напрями розвитку цього процесу. Згодом з’являлися фундаментальні і прикладні вітчизняні психолого-педагогічні дослідження з питань нових інформаційних технологій навчання. Дидактичні проблеми і перспективи використання інформаційних технологій у навчанні досліджувала І.В.Роберт; психологічні основи комп'ютерного навчання визначив Ю.І.Машбіц; систему підготовки вчителя до використання інформаційної технології в навчальному процесі запропонував і обґрунтував М.І.Жалдак. Американському вченому С.Пейперту належить ідея "комп’ютерних навчальних середовищ", на якій базується більшість сучасних комп’ютерних програм. Ним досліджено можливості комп’ютера як засобу для розвитку розумової діяльності школярів.
     За своїми функціональними можливостями комп’ютер уже сьогодні може стати практично ідеальним засобом навчання і підвищення пізнавальної активності школярів на уроках.
По-перше, комп’ютер значно розширив можливості подання навчальної інформації. Можливість застосування кольору, графіки, мультиплікації, звуку, можливість моделювання і прогнозування дозволяє відтворювати реальну обстановку діяльності. За своїми образотворчими можливостями комп’ютер перевершує кіно і телебачення.
По-друге, комп’ютер дозволяє підвищити мотивацію навчання. Індивідуалізація навчання, можливість на тому чи іншому рівні участі довести вирішення поставленого завдання до кінця, варіативність рішень, надання можливості учням виявити оригінальність, поставивши цікаве завдання, задавати різні запитання і пропонувати будь-які рішення – усе це сприяє формуванню позитивного ставлення до навчання.
По-третє, комп’ютер активно "втягує" учнів у навчальний процес. Він дозволяє суттєво змінити способи управління навчальною діяльністю, наприклад, занурюючи учнів у певну ігрову ситуацію або історичну епоху, зробивши його учасником подій і т. ін.
По-четверте, набагато розширюється асортимент застосовуваних навчальних завдань. Комп’ютери дозволяють успішно використовувати у навчанні завдання на моделювання різних ситуацій, на пошук і усунення деяких проблем, коли є велике число варіативних способів вирішення.
По-п’яте, комп’ютер сприяє формуванню в учнів умінь рефлексії своєї діяльності. Він дозволяє їм наочно побачити результат своїх дій .
    За умов переходу України до сучасного інформаційного суспільства все більш актуальним стає питання інтеграції інноваційних методик навчання, насамперед інформаційно-комунікаційних, у традиційну шкільну методику.
На порозі третього тисячоліття закономірним є пошук нового змісту освіти, творення педагогічних систем на основі філософії дитиноцентризму, запровадження інноваційних освітніх технологій, орієнтованих на плекання громадянина України, людини-творця.
    Викладання  природничо-математичних дисциплін повинно відповідати сучасності з часом. Нові методики їх викладання мають ураховувати сучасні вимоги до застосування інформаційних технологій. У навчальних закладах комп’ютерні технології повинні привести до поступового формування нового покоління, тих, хто в найближчому майбутньому буде користуватися новими інформаційними технологіями (НІТ) як звичайним засобом для розв’язання різноманітних завдань у побуті, навчанні, повсякденному житті, на виробництві та в інших сферах діяльності людини.
    Використання ІКТ надає широкі можливості для суттєвого підвищення якості навчального процесу, підвищує як рівень засвоєння знань, так і інтерес до навчання в цілому. Уроки із застосуванням ІКТ набувають іншого характеру та стилю, потребують нових методичних підходів. Але, які передумови повинні сприяти вчителю ефективно використовувати ІКТ?
1. Необхідна матеріальна база, тобто наявність комп’ютерів, обладнання, програм.
2. Інформаційна культура вчителя. Тут важливого значення набуває відповідна підготовка викладача до використання ІКТ. Вона передбачає оволодіння вчителем певними уміннями та навичками, які свідчать про його досконале володіння комп’ютером на рівні середньо досвідченого користувача. А саме – підготувати персональний комп’ютер до роботи, прочитати перелік програм, запустити необхідну програму на виконання, вміти зберегти інформацію, скористатись принтером. Тобто – це вміння не лише застосування комп’ютера як друкарської машинки. На превеликий жаль, більшість вчителів не готова до застосування ІКТ саме з цієї причини.
3. Інформаційна культура учня. Від того, наскільки досконало учень володіє комп’ютером на рівні користувача залежить, чи досягне праця вчителя гуманітарних дисциплін успіху. Якщо ж значна частина учнів має обмаль знань щодо володіння комп’ютером, то перед вчителем неминуче постає питання про доцільність застосування фронтальних комп’ютерних технологій.
4. Наявність значного педагогічного досвіду. З ІКТ може працювати лише той вчитель, який користується всім арсеналом традиційних методик. Урок у комп’ютерному класі вимагає від викладача додаткових психологічних та методичних зусиль.
5. Знання методик ефективного застосування комп’ютерних програм. Можна помітити в цілому таку тенденцію – молоді, недосвідчені вчителі, що добре знають комп’ютер, хочуть, але не завжди вміють ефективно використовувати ІКТ під час викладання предметів; досвідчені вчителі старшого покоління, що мають за плечима досвід та багатий арсенал засобів навчання і могли б ефективно використати ІКТ, навпаки, переважною більшістю, через незнання комп’ютера не застосовують його.
6. Наявність відповідного педагогічного програмного забезпечення, що відповідало б навчальним програмам цих дисциплін .

    Сьогодні зростає рівень інформатизованості суспільства, збільшується і кількість програмних продуктів, що мають практичну спрямованість на навчання. Існує стійка тенденція постійного зростання кількісного обсягу і технічної якості комп'ютерних програм. Але їх змістова складова з погляду вимог шкільних предметних програм, а також вікових особливостей учнів найчастіше не відповідає мінімальним вимогам до технічних засобів навчання. Програми не супроводжуються ніякими методичними вказівками, тому учні і вчителі перевантажені зайвою інформацією кількісно і не в змозі сприймати її якісно. Саме сприйняття виявляється недостатньо глибоким і осмисленим. Крім того, якою б якісною не була така програма, тільки її наявність не спричиняє помітних змін у викладанні, а тим більш – в організації пізнавальної діяльності учнів на уроках . Підвищення ефективності навчання в такому разі носить епізодичний, випадковий характер і не може розглядатися як безупинний педагогічний процес, оскільки використання комп'ютерних технологій потребує наявних змін в організації навчання і відповідної готовності до них учителів.
    Отже, хоча використання комп'ютера як засобу навчання (на основі практично необмежених можливостей організації ефективної пізнавальної діяльності) на уроках не викликає сумнівів, воно часто виявляється не сприйнятним самими вчителями. Сучасна методика повинна використовувати високотехнологічні засоби навчання. Зокрема, треба розробляти нові форми уроків, спрямовані на інтенсифікацію та індивідуалізацію навчання за допомогою комп'ютера. Комп'ютерні програми та посібники повинні супроводжуватися методичною підтримкою і входити до навчально-методичних комплексів кожного з предметів.
    У процесі навчання важлива не інформаційна технологія сама собою, а те, наскільки її використання реалізує досягнення освітніх цілей. Власне кажучи, нині освіта стоїть перед важливим завданням: навчитися правильно, оптимально і нешкідливо застосовувати комп’ютер.
Роль комп’ютера на уроці більш складна: його використання в навчальному процесі допомагає вчителю зробити урок динамічним, цільовим, насиченим, яскравим, таким, що запам’ятовується надовго. Комп’ютер - це новий вимір у просторі навчання. Це необхідний помічник учителя, інструмент для досягнення ним педагогічних цілей, але не панацея від усіх освітніх проблем. Комп’ютер ні в якому разі не замінить традиційної книжки, ні в якому разі не замінить живого спілкування з учителем, впливу особистості вчителя на учнів. Комп’ютер – це знаряддя, яке поліпшує роботу вчителя, але спочатку вчителеві треба докласти чимало зусиль для опанування знаряддям, необхідно творчо проводити підбір матеріалу до уроків, переглянути методику викладання з точки зору застосування на уроці комп’ютерної техніки, комп’ютерних мереж та можливості наситити урок мультимедійною інформацією.
     Досвід використання комп’ютера у процесі проведення навчальних занять з різних дисциплін дозволяє нам сформулювати деякі загальні положення. Насамперед, треба зауважити, що методика застосування комп’ютера на уроках з різних навчальних предметів не може бути однаковою. Зміст навчальних предметів, вікові особливості учнів, різні можливості педагогічних програмних засобів, різний фаховий рівень підготовки вчителя у галузі комп’ютерних технологій впливають на дидактичні прийоми використання комп’ютера у школі.
Більшість учених, які досліджували цю проблему (Є.Машбіц, А.Соловов, А.Шевченко та ін.), визначили, що група навчальних комп’ютерних програм, яка охоплює тему навчального курсу, розділ чи увесь курс, може називатися електронним підручником .
Використання ППЗ дає можливість вирішувати такі актуальні питання:
• використовувати у навчанні здобутки новітніх інформаційних технологій;
• удосконалювати навички самостійної роботи учнів в інформаційних базах даних, мережі Інтернет;
• інтенсифікувати математичну освіту, поліпшити засвоєння учнями знань зі шкільного курсу математики, зробити процес навчання цікавішим і змістовнішим;
Використання ППЗ в комплекті з традиційним підручником сприяє наступному:
• забезпечує особистісно орієнтований та диференційований підхід у навчанні;
• забезпечує реалізацію інтерактивного підходу (постійне спілкування з ПК, постановка запитань, які цікавлять учня та отримання відповідей на них);
• підвищує пізнавальну активність учнів за рахунок різноманітної відео- та аудіоінформації;
• здійснює контроль завдяки тестуванню і системи запитань для самоконтролю.
    Одна з важливих особливостей і переваг інформаційно – комунікативних технологій (ІКТ) порівняно з іншими навчальними засобами полягає саме в тому, що мультимедійні програми здебільшого розраховані на самостійне активне сприймання та засвоєння учнями знань, умінь і навичок. Уже сама побудова, дидактичне спрямування та розв’язання навчальної (наукової) проблеми передбачають активну розумову діяльність учнів. Вони можуть обирати оптимальний темп роботи з мультимедійною програмою відповідно до індивідуальних розумових, психолого-фізіологічних можливостей та інтересів; перевіряти правильність відповідей, використовувати у процесі сприймання та засвоєння знань необхідну зорово-слухову та текстову інформацію.
Розрізняють два типи засвоєння школярами знань: продуктивний, основою якого є пізнавальна активність і самостійність мислення учнів (характеризується великою результативністю пізнавальних процесів) та репродуктивний, що ґрунтується на запам’ятовуванні та осмисленні готових знань. Самостійна ж робота із засобами ІКТ як важливий стимул у навчанні створює всі передумови для застосування практичних та інтелектуальних умінь, поєднання чуттєвого і раціонального пізнання, бо знання, які учні здобувають у результаті самостійної діяльності, засвоюються значно краще порівняно з тими, які повідомляє вчитель. Засвоєння готових знань на основі мультимедійної інформації потрібне, але під час виконання певних завдань треба вміло поєднувати ці два типи пізнавальної діяльності так, щоб основна ознака того чи іншого явища, події чи процесу була доведена і розкрита самими учнями у посильній для них роботі.
    Інформаційно – комунікативні технології навчання досить перспективні для підвищення творчої активності. Учень відходить від позиції об’єкта навчання, отримувача готової навчальної інформації, стає активним суб’єктом навчання, він може самостійно здобувати необхідну інформацію і навіть вміти винайти, сконструювати необхідні для цього способи дій.
    Ми можемо довго дискутувати з приводу ефективності інформаційно – комунікативних технологій на уроках, але не використовувати їх не маємо права, бо вони стрімко ввійшли в усі сфери нашого життя. Вони спрощують спілкування і співробітництво, стають визначальними в економіці і на виробництві, займають центральне місце у процесі інтелектуалізації суспільства, розвитку його системи освіти і культури.

Досвід роботи "Розвиток творчого потенціалу та життєвої компетентності учнів засобами ІКТ на уроках математики"

Базова модель досвіду:

Актуальність та перспективність досвіду

     Перетворення, які відбуваються в нашій країні, потребують підготовки хо­роших кадрів для роботи в усіх сферах господарства України. Молоді фахівці повинні бути озброєні не лише міцними знаннями, а і вмінням дивитися вперед, бути готовими приймати відповідальні рішення, проявляти творчість у своїй ро­боті. У відповідності з цим відбувається реформа загальноосвітньої школи. Особливе місце у вихованні нового громадянина займає  по­треба навчати його на високому творчому рівні.     Сучасне життя досить складно уявити без використання комп’ютерної техніки. Наш час – це епоха постійних змін у технологіях, зокрема в освітніх, а використання персонального комп’ютера є стрижнем інформаційних технологій навчання.

    Особливо цінується той фахівець, який може вільно висловлювати власні думки, оцінювати різ­номанітні життєві явища, знаходити рішення в нестандартних ситуаціях, переконливо аргументувати особисту позицію,  розвивати власні обдарування і навички. Щоб виховати такого громадянина,  потрібно особливу увагу  приділяти  розвитку творчих здібностей та нахилів учнів.

     Обистість, яку має сформувати сучасна школа, - це особистість зі сформованими життєвими компетентностями. Саме така особистість зможе успішно самореалізуватися в соціумі як свідомий громадянин, відповідальний сім’янин, високий професіонал, особистість, здатна захищати свої життєві цінності, а також піклуватися про інших.

   Теоретичною базою досвіду є дослідження, що висвітлюють питання сучасних інформаційних технологій в системі загальноосвітніх закладів,  провідних вчених: В.В. Гузєєва, А.М. Нісімчука, І.О. Смалюка, Г.П. Лаврентьєвої.  Також  до уваги взято й наукові обґрунтування  П. Волкова, І. Іванова, які досліджували технології творчого навчання школярів, стратегії розвитку критичного мислення особистості; В.В. Баркасі, О.В. Пометун, які розглядали питання щодо  компетентнісного підходу в освіті. 

      За інноваційним потенціалом досвід є комбінаторним, що передбачає поєднання відомих ідей та методик навчання з інформаційно-комунікаційними технологіями та методиками.

Інформаційно-педагогічна модель досвіду

     Мета досвіду полягає у вивченні та системному застосуванні інформаційно-комунікаційних технологій на уроках математики; визначенні ролі та впливу новітніх інформаційних технологій на розвиток творчого потенціалу та життєвих компетентностей учнів.

     Як відомо, математика – надзвичайно складна наука, але при цьому вона є цікавою та захоплюючою. В наш час розв’язування складних математичних задач мало кого цікавить, особливо в умовах сільської школи. Тому для залучення більшої кількості учнів до цієї справи вчителю необхідно застосовувати всю свою майстерність та фантазію. Творчий, креативний, всебічно освічений вчитель є запорукою успішності його учнів.

     Автор досвіду переконує, що використання інформаційно-комунікаційних технологій при навчанні сприяє розвитку цілого комплексу якостей творчої особистості: розумової активності, прагненню отримувати знання,  кмітливості та винахідливості, працелюбності, здатності бачити загальне та виокремлювати головне.

    На початковому етапі роботи над досвідом автором було здійснено аналіз навчальних програм з предмета та визначено можливості застосування комп’ютера на уроках математики (рисунок 1).

ІКТ

Домашнє завдання

Самоконтроль

Презентація нового матеріалу

Засвоєння нового матеріалу

Повторення та узагальнення

Контроль знань

Рисунок 1. Можливості використання ІКТ на уроках математики

     Нестандартні уроки, дидактичні ігри, проблемні ситуації, творчі завдання дають можливість учням вчитися на власному досвіді, а не на розповідях вчителя та параграфах підручників. Математика – інструмент для пізнання навколишнього світу. Створення власних (цікавих, казкових, фантастичних) математичних моделей різних процесів та явищ набагато цікавіше, ніж просто розв’язувати рівняння та нерівності з підручника. А новітні інформаційно-комунікаційні технології дають змогу вчителю розкривати та розвивати творчі здібності учнів на всіх етапах шкільного життя.

     Використання автором в практичній діяльності  програми GRAN1 дозволяє разом з учнями  досить швидко будувати різноманітні замкнені і незамкнені ламані лінії, обчислювати їх довжини, площі і периметри многокутників, об’єми і площі поверхонь тіл обертання, розв’язувати планіметричні задачі на побудову, здійснювати перетворення ламаних – паралельні перенесення, повороти, будувати графіки кількох функцій, порівнювати їх між собою, знаходити найбільші і найменші значення функції на заданому відрізку, обчислювати статистичні ймовірності тих чи інших випадкових подій, здійснювати статистичне опрацювання експериментальних даних з побудовою відповідних графічних зображень, будувати поліноми (до 7-го степеня) тощо. При цьому однаково швидко і успішно задачу розв’язує як той учень, який добре знає формули і властивості функцій, алгоритм дослідження функцій та знаходження її екстремальних значень, формули і методи знаходження розв’язків рівнянь і систем рівнянь та нерівностей, таблиці похідних і інтегралів, правила обчислення визначених інтегралів та їх геометричну інтерпретацію і т. д., так і той учень, який має недосить тверді або і зовсім слабкі знання у вказаних питаннях. Проблема зводиться лише до з’ясування сутності досліджуваного явища чи процесу та побудови відповідної математичної моделі. Дослідження побудованої моделі за допомогою комп’ютера, оснащеного відповідною програмою, не викликає жодних труднощів. Це дає можливість дітям, які мають слабкі знання з математики і більш схильні до глибокого вивчення інших предметів, не почувати себе в складному становищі на уроках математики, не боятися втратити почуття власної гідності, подолати психологічний бар’єр до вивчення математики, яка традиційно вважається важким предметом. Дітям же, схильним до глибокого вивчення математики, також відкриваються широкі можливості значно більше уваги приділяти постановці задач, з’ясуванню сутності досліджуваних процесів і явищ, інтерпретації отриманих за допомогою комп’ютера результатів, аніж технічній стороні дослідження готових математичних моделей.

 Отже, використання ІКТ дає можливість досягти таких педагогічних цілей як активізація опорних знань, підвищення пізнавального інтересу учнів, забезпечення диференційованого підходу до вивчення предмета.  Використовуючи на уроках складені учнями схеми та презентації автор спонукає учнів до продуктивної праці, розвитку своїх здібностей, розвитку критичного та творчого мислення, які в свою чергу є цільовими настановами компетентнісно спрямованої освіти.

      Невід’ємною частиною діяльності автора є використання різнорівневих тестових завдань, які складаються як вчителем, так і учнями, що дає змогу перевірити рівень засвоєння вивченого матеріалу, вміння проаналізувати вивчену тему та виявити свою індивідуальність. Залучення учнів до участі та підготовці математичних вечорів, вікторин, конкурсів сприяє розвитку не тільки творчих здібностей, а й усіх життєвих компетентностей.

   Автором розроблено:

·                дидактичні матеріали для організації індивідуальної та групової роботи учнів на уроках математики;

·                цикл уроків із застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій з розділів математики «Прості дроби», «Раціональні числа», «Функції»;

·                 створено базу власних та учнівських мультимедійних  презентацій  до уроків.

     Використання інформаційно-комунікаційних технологій на уроках математики  дає можливість вирішувати такі актуальні питання:
• використовувати у навчанні здобутки новітніх інформаційних технологій;
• удосконалювати навички самостійної роботи учнів;
• інтенсифікувати математичну освіту, поліпшити засвоєння учнями знань зі шкільного курсу математики, зробити процес навчання цікавішим і змістовнішим;

• здійснювати контроль завдяки тестуванню і системи запитань для самоконтролю.