Поддержка исследовательской деятельности школьников средствами ИГС

ПОДДЕРЖКА ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ СРЕДСТВАМИ ИГС

© Андрафанова Н.В.*, Закира И.А.*

Кубанский государственный университет, г. Краснодар

В статье рассматривается использование современных компьютерных технологий на примере интерактивной геометрической среды GeoGebra как средства формирования исследовательских умений и навыков школьников.

Ключевые слова интерактивная геометрическая среда, ИГС Geo-Gebra, исследовательская деятельность школьников.

Модернизация современного российского образования характеризуется введением новых федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) и изменением требований к качеству современного образования. В результате изменений происходит смена знаниевой парадигмы образования на компетентностную, отказ от привычной системы «передачи» от учителя к ученикам «необходимого запаса знаний» в соответствии с дидактической триадой «Знания - умения - навыки» в пользу формирования в процессе обучения конкретных компетенций.

Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (ФГОС ООО) устанавливает требования не только к предметным результатам освоения основной образовательной программы (ООП), но и к личностным и метапредметным результатам.

Среди метапредметных результатов освоения ООП ООО выделим: - формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий (ИКТ-компетенции) [1].

В современном обществе ИКТ-компетенция рассматривается в качестве одной из основных компетенций выпускника общеобразовательной школы, так как представляет собой способность использовать информационные и коммуникационные технологии для поиска информации, ее обработки, оценки и передачи, достаточную для того, чтобы успешно жить и трудиться в условиях информационного общества.

Требованиями ФГОС ООО определена и необходимость компьютерной поддержки учебного процесса. Современные информационные и коммуникационные технологии позволяют включать учащегося в разнообразные виды деятельности: исследовательскую, творческую, проектную и другие, открывая новые возможности для развития интереса познавательной деятельности и формирования ИКТ-компетенции.

* Доцент кафедры Информационных образовательных технологий, кандидат педагогических наук, доцент.

* Магистрант кафедры Информационных образовательных технологий.

Поэтому основная педагогическая задача обучения на современном этапе с использованием ИКТ заключается не столько в передаче существующих знаний, сколько в создании условий их самостоятельного приобретения, стремления узнавать что-то новое, формировать стойкие познавательные мотивы учения.

Таким образом, с появлением средств обучения, функционирующих на базе информационно-коммуникационных технологий, в информационное взаимодействие между учителем и учеником включается третий субъект -средство обучения, позволяющее пользователю активно взаимодействовать с носителем информации [2].

Рис. 1. Обучение с использованием ИКТ

Широкое распространение в современной школе получают интерактивные средства обучения на базе современных информационно-коммуникационных технологий, к которым относятся интерактивные геометрические среды (ИГС).

Интерактивной геометрической средой называется специализированное программное обеспечение, позволяющее выполнять геометрические построения с помощью геометрических объектов, задавая соотношения между ними. При изменении одного из геометрических объектов чертежа остальные объекты также изменяются, сохраняя неизменными заданные между объектами отношения.

Все разнообразие существующих на сегодняшний день ИГС можно разделить на два вида:

- программы двухмерной геометрии (2D), например, Cabri Geometry (Черновик для информатики), The Geometer's Sketchpad (Блокнот геометра, русская версия - «Живая математика»), GeoGebra, Geo-Next;

- программы трехмерной геометрии, например, Archimedes Geo3D, Geometria, Geogebra (с версии 5.0).

Появление ИГС создало благоприятные условия для реализации исследовательского подхода в обучении математике, так как в основу их применения положен эксперимент, наглядность, эвристическая деятельность.

Компьютерный эксперимент - это процесс получения и анализа информации о свойствах исследуемого объекта с помощью средств ИКТ. При изменении исходных данных выявляются свойства рассматриваемого объекта.

Рис. 2. Компьютерный эксперимент

Школьники с особым интересом относятся к проведению компьютерных экспериментов, так как они сами становятся причастными к «открытию» новых фактов. Результаты компьютерного эксперимента запоминаются учащимися быстрее и остаются в памяти дольше, чем представленные в учебнике готовые теоретические сведения, так как понятия и абстрактные положения доходят до сознания учащихся легче, когда они подкрепляются конкретными визуальными образами и фактами.

Компьютерный эксперимент позволяет:

- определить характеристики объекта в соответствии с заданными условиями;

- выявить свойства объекта при определенных дополнительных условиях;

- подтвердить или опровергнуть гипотезу исследования.

В пользу компьютерного эксперимента как метода «получения знаний» по сравнению с традиционным методом «передачи знаний» приведем слова из выступления Н.А. Вавилова, д.ф.-м.н., профессора кафедры алгебры и теории чисел математико-механического факультета СПбГУ на совместном заседании Санкт-Петербургского математического общества и секции математики Дома ученых, 23.03.2010: «... что касается компьютерных вычислений, то лично я склонен доверять им больше, чем любым математическим доказательствам, кроме самых простых...» [3].

При выполнении компьютерного эксперимента проявляется исследовательский характер деятельности учащихся, так как ими самостоятельно выявляются «сущностные характеристики» объекта, опровергается или доказывается истинность некоторого заданного утверждения.

Исследовательская деятельность школьников подобна научной деятельности и отличается только тем, что тематика исследования определяется требованиями школьной программы, а результат исследования обладает новизной только для данного исследователя.

Интерактивная геометрическая среда ОеоОеЬга является современным и доступным средством поддержки исследовательской деятельности учащихся. Отличительной особенностью ИГС ОеовеЪга является двойное представление объектов: в виде алгебраической и геометрической моделей, каждой из которых выделяется отдельное окно.

В качестве примера исследовательской деятельности учащихся средствами ИГС приведем знакомство учащихся 7 классов с линейной функцией. Понятие функции является абстрактным и, как показывает опыт, достаточно сложным для восприятия учащимися, которые воспринимают ее как просто некую формулу.

Изучение материала функциональной линии имеет основной учебной целью осознание учащимися на том или ином уровне понятия функции как одной из основных математических моделей, позволяющих описывать и изучать разнообразные зависимости между реальными величинами. Традиционно знакомство с функцией выполняется так: изучение свойств функции ^ построение графика функции. С помощью ИГС ОеовеЪга изменим технологию изучения: построение графика функции ^ наблюдение за изменением параметров уравнения (к и Ь) ^ вывод свойств функции.

Задание 1. Выяснить, как влияет значение углового коэффициента к на расположение графика линейной функции у = кх + Ь относительно положительного направления оси Ох.

к > 0

к = 0

к < 0

у = ?х + Ь

у = ?х + Ь

у = ?х + Ь

Алгоритм выполнения задания:

1. Задайте параметр к с помощью инструмента Ползунок, изменяющийся от -40 до 40 с шагом 1.

2. В строке ввода запишите уравнение для произвольного значения Ь, например, у = к-х+ 10.

3. С помощью инструмента Угол задайте измерение угла наклона прямой к положительной полуоси Ох.

4. Перемещайте движок ползунка от меньшего значения к большему, наблюдая динамику изменения величины угла наклона прямой к положительной полуоси Ох.

5. Сделайте вывод.

При построении прямой для различных значений коэффициента к учащиеся наблюдают за динамическим изменением угла наклона прямой к положительной полуоси Ох, осмысливают полученную информацию и делают вывод. Выводы, сделанные с опорой на динамический чертеж, являются более убедительными, так как только в динамике явно прослеживаются свойства объекта. При проведении компьютерного эксперимента у школьников формируются умения описывать по графику поведение и свойства функции.

О СеоСеЬга ВИ т

Файл Правка Вид Настройки Инструменты Окно Справка Войти... 1

.А V • ; • ? V'; .: X АВс|||]^ 4- Е0 Ой |

Панель обьектов ©  Полотно © |

=| Прямая а:у = 5* + 10 =| Число а к = 5 10 ^ = 5 1 1 1 1 1 ---25- а / | 1 1-------(------- — «

1

I 1

-20 15 -10 I 1 1 1 0 ! 5 10 15 1 1 1 1 1

| Ввод:) [

СеоСеЬга ^ВВВ

1 Файл Правка Вид Настройки Инструменты Окно Справка Войти... 1

* • & 0_ Л 'К АБС на а Ф

Панель обьектов 0 > Полотно © I

Э Прямая 1 <Л а:у= 10 =1 Число I а к=о I.....а ' : : :

|«= а , —•—

<1 э

50 10

-20 -15 -10 0 0 15

| Ввод: (

Рис. 3. Построение динамического чертежа графика линейной функции

Задание 2. Выяснить, как расположены две прямые, если их угловые коэффициенты равны (к1 = к2).

Задание 3. Выяснить, как расположены две прямые, если их угловые коэффициенты не равны (к1 ^ к2).

Значения угловых коэффициентов изменяются, демонстрируя ученикам различные варианты расположения прямых: прямые параллельны (задание 2) и прямые пересекаются (задание 3). Эти задания позволяют подготовить учащихся к изучению вопроса о графическом способе решения системы линейных уравнений, уравнений с параметром, уравнений с модулем.

Таким образом, основной идеей использования ИГС веовеЪга при изучении линейной функции является обеспечение наглядности работы с этим понятием и постепенное формирование у школьников навыков исследовательской деятельности.

Список литературы:

1. Федеральный государственный стандарт основного общего образования от 17.12.2010 г. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: Шр://51аЫаг1. edu.ru/.

2. Роберт И.В. Информационные и коммуникационные технологии в образовании: учебно-методическое пособие для педагогических вузов. - М., 2008. - С. 38.

3. Вавилов Н.А. Что доказывает математическое доказательство? [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://dha.spb.ru/PDF/vavilov.pdf.

ВОПРОСЫ СОЗДАНИЯ ПУБЛИЦИСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

© Андрюхина М.И.*

Краснодарский гуманитарно-технологический колледж, г. Краснодар

Публикация является важной составляющей информационного образовательного пространства, основным результатом деятельности исследователя. Главная цель научной публикации - сделать работу автора достоянием других исследователей и обозначить его приоритет в избранной области исследований.

Ключевые слова: публикация, аннотация, введение, актуальность, формат, содержание, заключение, литература.

Актуальность рассматриваемого вопроса заключается в том, что современные требования к уровню профессионализма пед-работников пред-

* Преподаватель.