Компьютерная технология для будущего учителя математики

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

КОМПЬЮТЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ БУДУЩЕГО УЧИТЕЛЯ МАТЕМАТИКИ

А.В. Диков, доцент кафедры информатики и методики преподавания информатики Пензенского государственного педагогического университета им. В.Г. Белинского, докторант Московского государственного областного университета

В настоящее время профессиональная подготовка будущих учителей математики в области компьютерной технологии носит формальный характер и не отвечает потребностям современной школы. Эффективность информационной подготовки будущих учителей математики в области компьютерной технологии может быть повышена за счет предъявления теоретического материала, основанного на объектно-ориентированной концепции разработки и функционирования программного обеспечения персонального компьютера, а также за счет вовлечения в практическую работу задач прикладного характера.

In our days professional training of mathematics teachers in computer technologies area is formal and it falls short of requirements of contemporary school. Mathematics teachers effiecency in mastering information technologies may be enhanced by creating theoretical materials based on the objective-competent conception of software development and introducing applied tasks and problems.

Наша страна, как и весь мир, находится на пути построения информационного общества, в котором каждый гражданин должен обладать не только общей информационной культурой, но и профессиональной информкультурой. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования для будущего учителя математики приводит ряд дисциплин, способствующих повышению уровня компьютерной грамотности бывших выпускников общеобразовательной школы до профессиональной информационной культуры. Одной из базовых дисциплин, способствующих этому, безусловно, является информатика.

Проанализировав методику преподавания вузовской информатики на протяжении ряда лет, автор данной статьи считает справедливым вывод В.В. Жилкина1 о том, что наблюдается «губительная тенденция приобщения слушателей к конкретному программному продукту или части его функций, вместо привития навыков их освоения и использования». Встречаются учебные пособия, где прописывается последовательность нажатия на клавиши с целью достижения конкретного частного результата вместо формирования общего алгоритма действий. Существует большая вероятность того, что к моменту окончания студентом учебного заведения выйдет новая

версия изучаемого им программного продукта, где сильно изменится пользовательский интерфейс, и тогда возникнут большие проблемы его использования. Чтобы этого не происходило, следует в корне изменить методическую систему формирования профессиональной информационной культуры. В частности, необходимо дать студентам теоретические основы компьютерных технологий, а освоение средств информационных и коммуникационных технологий должно осуществляться не абстрактно, а в сочетании с выполнением актуальных задач, ориентированных на будущую профессию.

До середины 1990-х гг. все программное обеспечение было спроектировано с опорой на понятия функции и алгоритма. Смысл такого проектирования заключался в разбиении систем на взаимодействующие группы логически связанных функций, воздействующих на наборы несопоставимых данных. Сложная задача разбивается на более простые и решается алгоритмически. Каждая простая задача представляет собой процедуру, а совокупность процедур связана в единое целое. Процедуры обрабатывают данные, не учитывая присущие им взаимосвязи.

В настоящее время, благодаря быстрому росту аппаратной мощи компьютера, программное обеспечение стало функционально более сложным. Для гиб© А.В. Диков, 2004

кого управления была разработана новая методология анализа, проектирования и программирования, которая получила название объектно-ориентированной. Это новый способ решения проблемы, опирающийся на понятие объекта. Устанавливаются логические и семантические связи между объектами, их поведением и свойствами.

Объект — это программный модуль, который описывает физическую или ло-

гическую сущность реального мира обобщенно. Он скрывает детали своей реализации и имеет общедоступный интерфейс. Объекты обладают состоянием и поведением. Состояние объекта — это его внутренние, закрытые данные и детали его реализации. Общедоступный интерфейс формирует поведение объекта и реализован как набор методов2.

В объектно-ориентированной концепции термины, которые используются при

Текстовый редактор MS Word і

Графический интерфейс Одностраничный

Б

Документ

Окно

документа

Заявление

Письмо

Окно

приложения

I

Меню

команд

Многостраничный

Реферат

Отчет

С > Панели Дидактический

инструментов Линейки и материал

Ориентация

Редактиро-

вание

Выделение

фрагментов/

объектов

Копирование

Перемещение

Удаление

Вставка/замена

Форматирование

Стандартная

Объекты

документа

Открыть

Рисование

Страница

и

Сохранить

Абзац

Текст

і

Таблицы и границы

Фрагмент

Рисунок

Сноска

Поля

Размер

Таблица

Фрагменты документов из других приложений

Формула

С л Настройка Автофигура > Фигурный ' Фрагмент

изображения V J Ссылка — текст 1 *

Оглавление

Выделение

Примечание

Р и с. 1

ffiiliiiiiiiie № 2,

анализе и проектировании, берутся непосредственно из предметной области. Это позволяет моделировать взаимоотношения реального мира естественным образом, сохраняя семантические взаимосвязи между функциями и соответствующими данными3.

Объектно-ориентированная концепция и должна составить методическую основу изложения теоретического материала ключевых тем базового курса вузовской информатики. Важно, чтобы теория и практика изучения «работали» на понимание объектной природы устройства программного продукта. Это создает фундамент для самостоятельного освоения последующих версий и новых программных продуктов. Автор данной статьи попытался реализовать такой подход в учебном пособии «Основы компьютерной технологии для учителя матема-тики»4.

Возьмем одну из тем курса информационных технологий — текстовый редактор. На рис. 1 показана логическая структурная схема изучения темы «Текстовый редактор (Word)», где присутствует иерархия основных объектов данного приложения. Этот программный инструмент не входит в пакет специализированного программного обеспечения, ориентированного на учителя математики, а является программой широкого профиля. Существует масса примеров эффективного его использования в управлении учебным процессом. Представляется плодотворным в плане повышения эффективности усвоения учебного материала предложить подобные задачи будущим учителям математики при прохождении базового курса информатики в педагогическом вузе. Например, можно на практических занятиях создавать варианты контрольных работ, тесты, раздаточный материал и т.д.

Текстовый редактор может пригодиться и для написания деловых писем, заявлений, создания бланков. Для учителя математики MS Word интересен еще и тем, что в комплекте с ним поставляется редактор формул от компании Design Science, с помощью которого

можно добавить математическую формулу в создаваемый документ.

Несмотря на то что MS Word является редактором текстовым, в него встроены мощные графические возможности: автофигуры, рисунки, фигурный текст и др. Это значительно расширяет его оформительские возможности, но и, соответственно, увеличивает время знакомства с ним. Для учителя математики интересными автофигурами являются отрезок, стрелка, овал, прямоугольник, цилиндр, куб и т.д. Комбинируя автофигуры и изменяя их форму, можно получать разнообразные математические иллюстрации (рис. 2, а, б).

б

Р и с. 2

На рис. 3 показана логическая структурная схема изучения темы «Электронная таблица (Excel)». Для будущих учителей математики этот программный продукт открывает широкие возможности для последующего использования его на уроках математики и в управлении учебным процессом. Поэтому важно показать на примерах конкретные способы применения электронных таблиц. Многие алгоритмы решения математических задач можно с помощью формул

и функций электронных таблиц легко запрограммировать и производить по ним вычисления, т.е. получать конкретные результаты. Процесс перевода алгоритма с языка математики в электронную таблицу занимает немного времени и позволяет учащимся общеобразовательной школы активно работать с алгоритмом, непроизвольно усваивая его. Мотивом для них в данном случае служит многократное исполнение алгоритма компьютером на различных наборах данных, возможность быстрого решения большо-

го числа однотипных задач, осмысления результатов, представления их в графическом виде, оформления отчета по решению задачи непосредственно в самой среде электронных таблиц с последующей распечаткой или публикацией в Интернете. Еще одним немаловажным фактором мотивации в использовании табличного процессора выступает тот факт, что само приложение является профессиональным универсальным программным продуктом, имеющим широкий спектр применения на рынке труда.

В документы табличного и текстового процессоров от компании Microsoft можно добавлять примечания. Они являются замечательным средством для внесения замечаний учителя при провер-

ке им ученической работы, сданной в электронном виде. Примечания отображаются в выносках на полях документа Word или прикрепляются к какой-либо ячейке электронной таблицы Excel.

№ 2, 2004

Учитель математики, так же как и любой другой учитель, должен уметь использовать компьютер для демонстрации основных теоретических и практических положений объясняемого ученикам учебного материала. Для таких целей существуют программы создания,

редактирования и представления презентаций. Одной из самых популярных является программа PowerPoint корпорации Microsoft, входящая в состав офисного пакета. На рис. 4 показана логическая структурная схема изучения данной технологии.

Чтобы студент хорошо представлял себе способы использования презентаций в своей будущей профессиональной деятельности, целесообразно предложить ему пример разработки презентации на школьную тему по математике, например, «Простые числа» или «Теорема Пифагора». В качестве практических упражнений следует также дать возможность выбора темы презентации, посвященной обучению математике. Так у обучаемых сформируется четкое понимание того, как и где можно применить изучаемую технологию.

По заказу Министерства образования Российской Федерации в рамках направления «Разработка электронных средств учебного назначения для общего и профессионального образования и информационная поддержка внедрения электронных средств учебного назначения в учреждения образования, обеспечение авторских и имущественных прав, хранения и использования электронных учебных изданий» проекта «Оснащение электронными средствами учебного назначения учреждений общего и профессионального образования» и в соответствии с п.п. 3.2,

5.1 федеральной целевой программы «Развитие единой образовательной информационной среды (2001— 2005 годы)» разрабатываются библиотеки электронных наглядных пособий по различным предметам школьного цикла. В таких библиотеках хранится множество мультимедийных информационных объектов, информационно поддерживающих школьный предмет. Для предметника это отличный готовый материал, из которого можно составить авторскую презентацию объяснения какой-либо темы.

Еще одним объектом, помещаемым на слайд презентации, является диаграмма: организационная, радиальная, пирамидальная, диаграмма Венна. Организационная диаграмма может, например, использоваться учителем для графического представления какого-либо математического определения или для иллюстрации взаимосвязей частных компонентов обобщенного понятия, когда эти взаимосвязи носят многоуровневый характер (рис. 5). Если связи одноуровневые, то учитель может воспользоваться для их представления радиальной диаграммой (рис. 6).

/--------------

Пифагоров

Остроугольный

Ґ---------------

Тупоугольный

Квадрат

Параллелограмм

Прямоугольник

Равнобедренный

-------------

Ромб

Равносторонний

Р и с. 5

№ 2, 2004

Р и с. 6

С целью самопроверки студентов и для текущего контроля знаний автором разработана система тестов в формате веб-компонента, которая размещена на сайте регионального провайдера по адресу www.sura.ru/dikov. Студенты могут дистанционно проходить тестирование в удобное для них время. При этом на сервере формируется протокол успешности, который ведущий преподаватель может учитывать в текущей аттестации. Кроме того, для преподавателя формируется страница со статистической информацией об ошибках. Отдельная страница сайта предоставляет дидактический материал в поддержку учебного пособия по изучаемому разделу. Студент, таким об-

разом, обеспечивается необходимыми для самостоятельной работы средствами. И учебное пособие с практикумом, и веб-сайт создают новую среду обучения, позволяющую студенту выстраивать индивидуальную траекторию обучения.

ПРИМЕЧАНИЯ

1 См.: Жилкин В.В. Проблемы освоения современной информационной культуры // Пед. информатика. 2003. № 3.

2 См.: Пьюполо Д. OLE: создание элементов управления. К., 1997.

3 Там же.

4 См.: Дикое А.В. Основы компьютерной технологии для учителя математики. Ч. 1. Пенза, 2003; Он же. Основы компьютерной технологии для учителя математики. Ч. 2. Пенза, 2004.

Поступила 28.01.04.