Компьютер как средство обучения

с разными скоростями, сообщить вам данные о той области экрана, где они

находятся. Лого – прекрасное средство для развития мышления и

самостоятельных исследований в самых разных интеллектуальных областях и с

различными уровнями сложности.

Вы сможете создавать с ребятами любые тексты, обучающие и даже

обучаемые. Ваши ученики смогут изучать Лого все школьные годы, создавая,

играя и работая с простыми картинками и мультиками, а позже с другими

программами. Можно вести уроки, начиная с младших классов и кончая

старшеклассниками.

Представление об уравновешенности и гармонии свойственны народам с

древних времен. Мы все имеем интуитивное представление о том, что такое

симметрия. Однако для того, чтобы ее обнаружить (почти везде), надо знать,

как ее искать. И тогда, как утверждает американские математик М. Сенешаль,

прослеживание узоров симметрии, постижение связей между отдельными частями

и целым способно доставить особую радость и может стать источником

интеллектуального наслаждения.

Лого – среда, которая позволяет постичь красоту законов симметрии даже

учащимся начальной школы. Самая простая снежинка, обладающая поворотной

симметрией шестого порядка, может быть запрограммирована детьми в начале

обучения командам черепашки. Снежинки, расположенные на экране в

определенном порядке доставляют ребенку неожиданную радость. Это его первые

орнаментальные построения, в которых реализуется свойственная человеку

любовь к гармонии и упорядоченности.

Геометрия черепашки чрезвычайно удобна для решения задач формального и

композиционного построения орнамента. Всякий орнамент является

геометрически правильным. Это означает, что его можно разделить без остатка

на равные части относительно некоторого геометрического признака.

Творческая задача в построении орнамента состоит, прежде всего, в

разработке основного мотива орнамента, повторяемостью которого на соседних

участках и создается орнаментальная композиция.

Мотивы орнамента – это сложные построения, состоящие из комбинаций

простых (первичных узоров). К таким первичным узорам относятся:

. точка, мало значащая сама по себе, но дающая эффект при ее уместном

расположении и повторении;

. линия или лента, применяющаяся для разграничения определенных мотивов

орнамента;

. зигзаг (ломаная линия);

. многоугольник (треугольник, квадрат, ромб и др.)

. синусоида и спираль;

. всевозможные кресты и свастики;

. круг, полукруг, дуга и др.

Графический орнамент разворачивается на двумерной картинной плоскости.

Следовательно, среда Лого является очень удобным инструментарием для

построения орнаментов. С одной черепашкой реализуются методы совмещения, а

с несколькими становятся очень наглядными процессы построения орнаментов с

зеркальной симметрией.

Для начального этапа работы из класса геометрических орнаментов могут

быть выделены только те, которые основаны на использовании различных

многоугольников в качестве первичных элементов. Просто дух захватывает,

когда взгляду открываются потрясающие своей красотой памятники Самарканда.

На совершенную архитектурную конструкцию многих из них нанесены квадратный”

орнамент – орнамент, составленный из разноцветных симметрично расположенных

квадратов. Вхождение в Лого без квадрата не обходится: квадраты рисуют,

закрашивают, поворачивают, из них строят домики и т.д.

Оформление новых команд для черепашки (“квадрат” и “треугольник”)

позволяет перейти к построению орнаментальных композиций.

1. “Полоска” – полосовой орнамент, который строится как ряд из плоских

квадратов, основной мотив. В качестве параметров команды задаются

значения стороны квадрата и их количества в полоске. Отметить, что всякая

новая команда оформляется с соблюдением принципа, прозрачности черепашки

(черепашка всегда возвращается в исходное состояние, нарисовав первый

фрагмент).

2. “Разрез шишки” – полосовой орнамент, построенный из прямоугольных

треугольников, лежащих на гипотенузе, т.е. прямым углом вверх, и

соединяющихся друг с другом , ограниченный сверху линией соответствующей

длины.

3. “Зигзаг” – бордюр, составленный из двух “разрезов шишки”, зеркально-

симметрических и сдвинутых друг относительно друга на половину гипотенузы

прямоугольного треугольника.

Обилие орнаментов бесконечно. Начав с прямоугольных орнаментов, дети с

увлечением переходят к построению более сложных художественных структур на

основе круга, дуг и спиралей.

Изучая геометрию орнаментов, дети приобщаются к художественному

культурному наследию своего народа и народов всего мира, глубже знакомятся

с историей стран и народов.

Программа “Геометрия фигуры”

В программе представлена классификация геометрических фигур по форме и

цвету. В центре экрана появляются геометрические фигуры, разные по форме и

цвету, и предлагается разместить:

1. круги в верхней части экрана, а треугольники – в нижней;

2. квадраты в левой части экрана, а прямоугольники – в правой;

3. фигуры зеленого цвета в правой части экрана, красного цвета – в левой;

4. три треугольника в правом верхнем углу, а два круга – в левом нижнем.

Возможны и другие задания, программа даст широкий простор фантазии.

Выбор конкретной фигуры производится с помощью указателя-стрелки, которая

перед началом работы находится в правом верхнем углу экрана. Клавишами

управления курсором указатель устанавливается на нужную фигуру. При нажатии

клавиши “ввод” указатель пропадает и появляется возможность перемещать

выбранную фигуру клавишами управления курсором. Как только фигура приведена

на отведенное ей место, она фиксируется клавишей “ввод”. Работа с

последующими фигурами осуществляется аналогично. После выполнения задания

нажимается клавиша “пробел” и на экране появляется новый набор фигур

(состав фигур и их цвет подбираются случайно).

Дети с интересом работают на ЭВМ. Их привлекают динамика, яркость

разнообразие сюжетов. Они быстро осваивают клавиатуру, что создает

предпосылки для дальнейшей успешной работы на ЭВМ. Освоение клавиатуры

осуществляется постепенно. Каждая программа отрабатывает какую-то группу

клавиш (цифры, клавиши со стрелками, пробели др.)

Работа на ЭВМ вырабатывает усидчивость, внимательность, аккуратность.

Как следствие, повышается эффективность обучения.

3. Урок химии

Информационная технология открывает для учащихся возможность лучше

осознать характер самого объекта, активно включиться в процесс его

познания, самостоятельно изменяя как его параметры, так и условия

функционирования. В связи с этим, информационная технология не только может

оказать положительное влияние на понимание школьниками строения и сущности

функционирования объекта, но, что более важно, и на их умственное развитие.

Использование информационной технологии позволяет оперативно и объективно

выявлять уровень освоения материала учащимися, что весьма существенно в

процессе обучения.

Вопросам использования вычислительной техники в обучении химии

посвящены многочисленные труды методистов-химиков: И.Л.Дрижун, А.Ю.Жегин,

Э.Г.Злотников, Н.Е.Кузнецова, М.С.Пак, Т.А.Сергеева, M.Bilek, B.Brestenska,

A.Burewicz, H.Gulinska, J.Holy, J.Hurek, F.Kappenberg, K.Kolar, I.Moore,

K.Nowak, R.Piosik, A.Suchan, A.Sztejnberg и другие. Ими рассмотрено

применение электронной техники для составления контрольных работ,

моделирования химических процессов и явлений, компьютеризации химического

эксперимента, решения задач и проведения количественных расчетов,

разработки учащимися алгоритмов и программ действий на базе компьютеров,

осуществления самоконтроля и стандартизированного контроля знаний.

Традиционный путь учебного познания заключается, согласно понятиям

диалектической логики, в переходе от явления к сущности, от частного к

общему, от простого к сложному и т.д. Такое “пошаговое” обучение позволяет

ученику перейти от простого описания конкретных явлений, число которых

может быть весьма ограниченным, к формированию понятий, обобщений,

систематизации, классификации, а затем и к выявлению сущности разных

порядков. Новый путь познания отличается большим информационным потоком,

насыщенностью конкретикой (т.е. фактами), позволяет быстрее проходить этапы

систематизации и классификации, подводить фактологию под понятия и

переходить к выявлению различных сущностей. Однако скорость таких переходов

и осмысления фактов, их систематизация и классификация ограничены

природными возможностями человека и довольна слабо изучены. В связи с этим,

соотношение традиционного и информационного потоков учебной информации не

может быть точно определено. Сюда же относится и проблема ориентации

учащихся в потоке информации, предоставляемой компьютером.

В результате использования обучающих ППС происходит индивидуализация

процесса обучения. Каждый ученик усваивает материал по своему плану, т.е. в

соответствии со своими индивидуальными способностями восприятия. В

результате такого обучения уже через 1-2 урока (занятия) учащиеся будут

находиться на разных стадиях (уровнях) изучения нового материала. Это

приведет к тому, что учитель не сможет продолжать обучение школьников по

традиционной классно-урочной системе. Основная задача такого рода обучения

состоит в том, чтобы ученики находились на одной стадии перед изучением

нового материала и при этом все отведенное время для работы у них было

занято. По-видимому, это может быть достигнуто при сочетании различных

технологии обучения, причем обучающие ППС должны содержать несколько

уровней сложности. В этом случае ученик, который быстро усваивает

предлагаемую ему информацию, может просмотреть более сложные разделы данной

темы, а также поработать над закреплением изучаемого материала. Слабый же

ученик к этому моменту усвоит тот минимальный объем информации, который

необходим для изучения последующего материала. При таком подходе к решению

проблемы у преподавателя появляется возможность реализовать

дифференцированное, а также разноуровневое обучение в условиях

традиционного школьного преподавания.

“Машинное” и человеческое мышление существенным образом различаются.

Если машина “мыслит” только в двоичной системе, то мышление человека

значительно многостороннее, шире и богаче. Как использовать компьютер,

чтобы развить у учащихся человеческий подход к мышлению, а не привить ему

некий жесткий алгоритм мыслительной деятельности?

Процесс внедрения информационной технологии в обучение школьников

достаточно сложен и требует фундаментального осмысления. Применяя компьютер

в школе, необходимо следить за тем, чтобы ученик не превратился в автомат,

который умеет мыслить и работать только по предложенному ему кем-то (в

данном случае программистом) алгоритму. Для решения этой проблемы

необходимо наряду с информационными методами обучения применять и

традиционные. Используя различные технологии обучения, можно приучить

учащихся к разным способам восприятия материала: чтение страниц учебника,

объяснение учителя, получение информации с экрана монитора и др. С другой

стороны, обучающие и контролирующие программы должны предоставлять

пользователю возможность построения своего собственного алгоритма действий,

а не навязывать ему готовый, созданный программистом. Благодаря построению

собственного алгоритма действий ученик начинает систематизировать и

применять имеющиеся у него знания к реальным условиям, что особенно важно

для их осмысления.

Работая с моделирующими ППС, пользователь может создавать различные

объекты, которые по некоторым параметрам могут выходить за грани

реальности, задавать такие условия протекания процессов, которые в реальном

мире осуществить невозможно. Появляется опасность того, что учащиеся в силу

своей неопытности не смогут отличить виртуальный мир от реального.

Виртуальные образы могут сыграть и положительную дидактическую роль.

Информационная технология позволит учащимся осознать модельные объекты,

условия их существования, улучшая, таким образом, понимание изучаемого

материала и, что особенно важно, их умственное развитие.

При планировании уроков необходимо найти оптимальное сочетание

информационных технологий с другими (традиционными) средствами обучения.

Наличие обратной связи с возможностью компьютерной диагностики ошибок,

допускаемых учащимися в процессе работы, позволяет проводить урок с учетом

индивидуальных особенностей учащихся. Контроль одного и того же материала

может осуществляться с различной степенью глубины и полноты, в оптимальном

темпе, для каждого конкретного человека. Информационную технологию наиболее

целесообразно применять для осуществления предварительного контроля знаний,

где требуется быстрая и точная информация об освоении знаний учащимися, при

необходимости создания информационного потока учебного материала или для

моделирования различных химических объектов.

При выборе ППС для реализации различных учебных задач необходимо

учитывать их тип и структуру. Известно, что структура ППС зависит от его

назначения. Так, основной функцией обучающей программы является обучение,

контролирующей - контроль, а ППС обучающе-контролирующего типа совмещают в

себе обе эти функции. Обучающие ППС предполагают наличие двух составляющих:

демонстрационной, выводящей на экран информацию согласно заранее

разработанного сценария и имитационно-моделирующей, позволяющей

пользователю управлять динамикой изучаемого процесса. Демонстрационная

часть программы предполагает, что все числовые данные и варианты ответов, а

также художественные образы и графики, заложены разработчиками в

компьютерную программу. Работая с этой частью программы, пользователь

(учитель, ученик) в процессе демонстрации уже не имеет возможности

включаться в технологический процесс и управлять им. Все (изменение

параметров, скорость протекания реакции и т.д.) должно быть учтено на этапе

составления такой программы и ее использование наиболее целесообразно при

объяснении нового материала (лекции, семинары).

С методической точки зрения наибольший интерес представляет имитационно-

моделирующая составляющая часть программы, которая позволяет ученику как бы

“погрузиться” в изучаемый процесс, меняя те или иные его параметры,

управлять этим процессом и достигать желаемые результаты. Здесь наиболее

ярко проявляется присущая исключительно компьютеру обучающая функция

программы.

Анализ отечественных и зарубежных ППС обучающе-контролирующего типа

позволил выявить имеющиеся в них положительные и отрицательные моменты. К

основным недостаткам можно отнести следующие: большинство разработанных ППС

предназначены для изучения отдельных тем или разделов учебника, не учтены

общедидактические и общепедагогические задачи, слабо развиты эффективные

системы самоконтроля, отсутствует информационный поток знаний. К

достоинствам следует отнести наличие редактора справочной информации,

открытой (сопряженной с графическим редактором) библиотеки графических

фрагментов, режима произвольно регулируемой лупы для корректировки деталей

изображения и др.

К сожалению, при разработке традиционного курса химии не предполагалось

использование информационной технологии, в связи с чем необходимо было

разработать критерии отбора учебных тем, которые целесообразно изучать с

применением информационной технологии. Критерии отбора учебных тем по химии

для компьютерного обучения можно сформулировать следующим образом: учебный

материал темы должен способствовать созданию информационного потока,

используемого как для вывода теоретического знания, так и его применения;

содержание темы должно предполагать возможности управления учащимися

моделями химических объектов. Эти критерии, а также анализ школьных

учебников для компьютеризированного курса, позволяют отобрать учебные темы

традиционного курса, изучение которых можно проводить с использованием

ПЭВМ.

Разработка специального учебного компьютерного курса выдвигает новые

требования к отбору содержания, позволяющие формировать целенаправленные

учебные информационные потоки. Критерии отбора содержания для такого курса

можно свести к следующим положениям: 1) отбираемое содержание должно

способствовать созданию потока информации; 2) отбираемый материал должен

быть адаптирован для учащихся соответствующего возраста; 3) отбираемый

материал должен включать различные виды наглядности; 4) отбираемое

практическое содержание должно способствовать построению моделей объектов

разного рода и выявлению закономерностей их функционирования; 5)

конструкция содержания должна способствовать классификации и систематизации

потока информации, предъявляемой учащимся.

Таким образом, очевидно, что применение информационной технологии в

процессе обучения химии по традиционным программам возможно лишь

эпизодически, при изучении отдельных тем. Для более полного и

систематического применения информационной технологии в процессе обучения

химии необходимо переработать школьные программы в соответствии с учетом

возможностей.

4. Урок математики

Впервые ЭВМ применялись для проведения расчетов в ядерной физике, т. е.

машины использовались как мощные программные вычислители[11]. Практика

показала, с одной стороны, их высокую эффективность и, с другой —

потенциальные возможности для решения других задач. Так постепенно ЭВМ

осуществили «экспансию» в области ракетной техники (траектории ракет и

спутников), метеорологии (прогнозы погоды), в техническом проектировании

(выбор оптимальных решений, моделирование технических устройств),

управлении (станками, транспортными средствами, технологическими

процессами), научных исследованиях (автоматизация экспериментов, сбор и

отработка информации, моделирование сложных систем и динамических

процессов), в информационном обслуживании (хранение, поиск и выдача

информации) и др. Сфера их применения постоянно расширяется.

Как помочь ребенку изучить такой сложный предмет, как математика? Такой

вопрос задают себе, наверное, многие учителя и родители. Традиционные

методы преподавания школьной математики установились давно, и один из них -

алгоритмический, заключающийся в том, чтобы решить как можно больше задач в

каждом разделе. Причем последние разбиты на несколько этапов, которые

проходят последовательно.

Компания «МедиаХауз» издала «Курс математики 2000 для школьников и

абитуриентов», разработанный Л.Я. Боровским, построенный именно но такому

принципу. Устанавливается программа довольно просто. После регистрации

каждой темы появляется график, относящийся к какой-либо из входящих и нес

задач, и окно, где можно выбрать эту задачу. Отметив требующуюся, следует

указать вариант ее решения и максимально возможной оценки: автопилот

(оценки нет), студент (три), доцент (четыре), профессор (пять). В процессе

решения задачи требуется отвечать на задаваемые программой вопросы (выбрать

один из нескольких вариантов или ввести формулу), которые ставятся на

определенном этапе. На вопросы следует отвечать в течение определенного

времени — каждая просроченная минута расценивается как ошибка. За каждый

ответ проставляются оценки, которые заносятся в журнал. Все промежуточные

преобразования программа выполняет и выводит на экран автоматически.

Данный продукт целесообразно использовать для того, чтобы быстро

повторить некоторые разделы математики перед экзаменами, а также для

выработки навыков решения задач.

Коротко о продукте: Курс математики 2000 для школьников и абитуриентов

Л.Я. Боревского. Базовый — содержит электронный учебник-справочник по

алгебре для средней школы и интерактивную систему решения задач. Курс

математики 2000 для школьников и абитуриентов Л.Я. Боревского. Полный —

включает большее количество задач, а также печатное учебное пособие.[12]

Свободное владение техникой построения графиков различных функций

позволяет решать многие задачи в области математики и физики, а порой

является единственным средством их решения. Учеников привлекает наглядность

графического способа задания функции, т.е. возможность увидеть

функциональную зависимость y=f(x), а умение строить графики функций

представляет большой самостоятельный интерес.

Уже около сорока лет ведутся разработки в создании программ-

графопостроителей, облегчающих работу человека в данной области. Одна из

таких программ - Advanced Grapher.

Advanced Grapher – мощная, но удобная в работе программа для построения

графиков, вычерчивания кривых и вычисления. AG помогает чертить различные

графики и анализировать их. Можно строить графики декартовых (Y(x) and

X(y)), полярных и параметрических функций, табличные графики (чертятся по

таблице значений), уравнения (неявные функции), неравенства и системы

неравенств и наклонных полей. Возможности вычислений: регрессионный анализ,

интегрирование, получение нулей и экстремумов функций, пересечений,

производных, уравнений тангенсов и нормалей, числовой интеграции.

Также Advanced Grapher имеет множество удобных настроек стиля осей

координат, сетки, фона и вида самих графиков, а также возможность

импортировать графические изображения. Программа поддерживает английский,

немецкий, итальянский, французский, испанский, португальский, голландский и

русский интерфейсы. Поддержка некоторых других языков доступна на домашней

странице Advanced Grapher. Немаловажным является бесплатная регистрация для

жителей бывшего СССР – для этого нужно просто выбрать русский язык

интерфейса при установке.

Страницы: 1, 2, 3