Доклад на тему: «Использование информационных технологий на уроках математики и информатики»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение лицей №37

городского округа Тольятти

Доклад на тему:

«Использование информационных технологий на уроках математики и информатики»

	Доклад подготовила: Паненкова Н. С., учитель информатики, первой категории

 

г. о. Тольятти, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................... 3

1. Технологии и средства мультимедиа ....................................................... 4

2. Классификация компьютерных средств обучения. Образовательные электронные издания и ресурсы...................................................................................... 16

ВЫВОД ......................................................................................................... 19

Список литературы...................................................................................... 21

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время одна из основных задач образования – это вхождение в современное информационное общество. Одновременно происходит информатизация образования - внедрение новых информационных технологий: на уроках используются компьютерные обучающие программы, создаются компьютерные презентации силами учителей и учеников, проводится компьютерное тестирование и моделирование, поиск необходимого материала в Интернете. Государство вкладывает значительные ресурсы в информатизацию образования. Основная цель информатизации образовательного пространства – повышение эффективности и качества образования, формирование информационной культуры как основы информатизации общества в целом.

В настоящее время области применения информационных технологий при изучении математики разнообразны. Рациональное использование новых информационных технологий способствует повышению интереса к предмету, лучшему усвоений знаний, формированию компьютерной культуры подростков. Одновременно актуальным становится вопрос выявления оптимальных способов организации урока.

1. Технологии и средства мультимедиа

Изучение особенностей использования ИКТ при обучении школьников должно включать знакомство с разными аспектами проникновения информационных технологий в сферу общего среднего образования. В частности, необходимо детальное рассмотрение используемых в школьном образовании технических средств информатизации, программных средств, их содержательного наполнения.

В аппаратном обеспечении особым образом выделяется семейство средств, характерной особенностью которых является возможность обработки и представления информации различных типов, являющихся относительного новыми с точки зрения развития компьютерной техники. Действительно, за последние годы к числу таких средств, получивших название средств мультимедиа, были отнесены устройства для записи и воспроизведения звука, фото и видео изображений. Если в ближайшее время появятся и получат распространение устройства для цифровой обработки запахов, то эти устройства также будут отнесены к семейству средств мультимедиа. В силу того, что такие средства имеют особое значение для развития общего среднего образования, целесообразно рассмотреть их отдельно.
     Специфику средств мультимедиа невозможно понять без знания видов (типов) информации и способов ее представления, что является предметом изучения информатики. Остановимся лишь на основных аспектах классификации информации, значимых для изучения особенностей использования средств ИКТ в общем среднем образовании.
     Существует несколько критериев, согласно которым информация может быть классифицирована. В качестве первого критерия может быть использован широко распространенный принцип выделения видов восприятия информации человеком, таких как зрение, слух, обоняние, осязание, вкус. С точки зрения изучения информатизации образования целесообразно рассматривать только те виды информационного воздействия на человека, которые возможны при работе с компьютерной и коммуникационной техникой. Таким образом, всю информацию по видам восприятия можно разделить на три основные группы:
     1. Информация, воспринимаемая зрением человека, так называемая зрительная или визуальная информация, включающая текст, графические изображения и рисунки, фотографии, мультфильмы, видеофильмы;
     2. Информация, воспринимаемая слуховым аппаратом человека, так называемая звуковая информация, включающая произвольные шумы, музыкальные произведения, речь;

3. Информация, воспринимаемая сенсорной системой человека, так называемая сенсорная или тактильная информация, при работе с помощью специальных технических средств.

Все перечисленные виды информации можно классифицировать и по другим критериям. Одним из них является способ восприятия информации человеком. В этой связи всю поступающую обучаемым информацию можно разделить на ассоциативную и прямую.

Определим ассоциативную информацию как информацию, восприятие которой основано на ассоциациях, возникающих у человека под действием раннее усвоенной информации. При таком подходе к классификации к этому виду информации можно отнести текст, речь и, возможно, рисунки и мультфильмы. В качестве примера можно привести текстовое или словесное описание растения, с которым школьники знакомятся при изучении ботаники. В этом случае чтение текста или прослушивание речи педагога приводит к ассоциации получаемой информации с уже имеющимися у учащихся представлениями о растениях. Важно понимать, что чтение текста или прослушивание речи не приведет к одинаковому восприятию растения всеми обучаемыми. Каждый ученик представит изучаемое растение по-своему.

Прямая информация непосредственно передает важные, в том числе и с точки зрения целей обучения, свойства объектов. К такому виду информации могут быть отнесены фотографии, видеофильмы, произвольный звук, называемый в науке шумом. Одной из существенных отличительных особенностей средств мультимедиа считается возможность представления и обработки прямой информации. Так, например, использование средств мультимедиа при изучении растений в курсе ботаники дает возможность обучаемым увидеть изучаемое растение и происходящие с ним процессы, услышать возможные звуки, что позволяет сформировать более корректные образы, наиболее соответствующие реальным объектам и процессам, с которыми человек имеет дело в жизни.

Таким образом, понятие мультимедиа, вообще, и средств мультимедиа, в частности, с одной стороны тесно связано с компьютерной обработкой и представлением разнотипной информации и, с другой стороны, лежит в основе функционирования средств ИКТ, существенно влияющих на эффективность общего среднего образования. Наличие и внедрение в массовую школу средств мультимедиа способствует появлению соответствующих компьютерных программных средств и их содержательного наполнения, разработке новых методов обучения и технологий информатизации профессиональной деятельности педагогов.

Так, например, появление и проникновение в систему общего среднего образования средств мультимедиа, позволяющих хранить, обрабатывать и воспроизводить видеофильмы, привело к созданию компьютерных программ, используемых в обучении и содержащих фрагменты видеофильмов, демонстрируемых школьникам. Это, в свою очередь, породило новые методические сценарии проведения уроков, на которых ученики, работая с компьютером, часть учебного времени посвящают просмотру видеофрагментов, важных с точки зрения целей обучения. Очевидно, что и сами видеоматериалы, используемые в образовании, качественно изменились, в том числе, и благодаря использованию соответствующих средств мультимедиа. Важно понимать, что, как и многие другие слова языка, слово "мультимедиа" имеет сразу несколько разных значений.
     Мультимедиа - это:

·   технология, описывающая порядок разработки, функционирования и применения средств обработки информации разных типов;

·   информационный ресурс, созданный на основе технологий обработки и представления информации разных типов;

·   компьютерное программное обеспечение, функционирование которого связано с обработкой и представлением информации разных типов;

·   компьютерное аппаратное обеспечение, с помощью которого становится возможной работа с информацией разных типов;

·   особый обобщающий вид информации, которая объединяет в себе как традиционную статическую визуальную (текст, графику), так и динамическую информацию разных типов (речь, музыку, видео фрагменты, анимацию и т.п.).

Таким образом, в широком смысле термин "мультимедиа" означает спектр информационных технологий, использующих различные программные и технические средства с целью наиболее эффективного воздействия на пользователя (ставшего одновременно и читателем, и слушателем, и зрителем).

Благодаря применению мультимедиа в средствах информатизации за счет одновременного воздействия графической, звуковой, фото и видео информации такие средства обладают большим эмоциональным зарядом и активно включаются в индустрию развлечений, практику работы различных учреждений, домашний досуг.

Появление систем мультимедиа произвело революцию во многих областях деятельности человека. Одно из самых широких областей применения технология мультимедиа получила в сфере образования, поскольку средства информатизации, основанные на мультимедиа способны, в ряде случаев, существенно повысить эффективность обучения. Экспериментально установлено, что при устном изложении материала обучаемый за минуту воспринимает и способен переработать до одной тысячи условных единиц информации, а при "подключении" органов зрения до 100 тысяч таких единиц.

В настоящее время количество созданных средств мультимедиа измеряется тысячами наименований. Мультимедиа-технологии и соответствующие средства ИКТ развиваются очень быстро. Если в первом издании российского справочника по CD-ROM и мультимедиа, изданного в 1995 году, перечислено всего 34 экземпляра мультимедиа-продуктов образовательного назначения, в издании 1996 года таких продуктов было перечислено уже более 112-ти, а в начале 1998 года это число перевалило за 300, то сейчас этот список содержит несколько тысяч наименований. Безусловно, эти показатели не отражают точной картины обеспеченности средствами мультимедиа, но однозначно свидетельствуют о неуклонном росте числа создаваемых и используемых средств мультимедиа.
     Средства и технологии мультимедиа обеспечивают возможность интенсификации обучения и повышение мотивации к учению за счет применения современных способов обработки аудиовизуальной информации, таких, как:

·  "манипулирование" (наложение, перемещение) визуальной информацией;

·  контаминация (смешение) различной аудиовизуальной информации;

·  реализация анимационных эффектов;

·  деформирование визуальной информации (увеличение или уменьшение определенного линейного параметра, растягивание или сжатие изображения);

·  дискретная подача аудиовизуальной информации;

·  тонирование изображения;

·  фиксирование выбранной части визуальной информации для ее последующего перемещения или рассмотрения "под лупой";

·   многооконное представление аудиовизуальной информации на одном экране с возможностью активизировать любую часть экрана (например, в одном "окне" видеофильм, в другом - текст);

·   демонстрация реально протекающих процессов, событий в реальном времени (видеофильм).

Существует несколько понятий, связанных с мультимедиа и использованием соответствующих средств ИКТ в общем среднем образовании. В частности, при использовании средств мультимедиа в школьном образовании существенно возрастает роль иллюстраций.
     Существует два основных толкования термина "иллюстрация".
     Иллюстрация (иллюстрирование) - это:

·   введение в текст поясняющей или дополняющей информации другого типа (изображения и звука),

·   приведение примеров (возможно и без использования информации других типов) для наглядного и убедительного объяснения.

Важно понимать, что оба толкования термина иллюстрация в равной степени имеют отношение как к обычным бумажным учебникам и учебным пособиям, так и к современным мультимедиа-средствам информатизации образования. Более того, необходимость иллюстрирования приводит к тому, что теперь все средства информатизации обучения должны быть использованы для наглядного, убедительного и доступного объяснения главных, основополагающих или наиболее сложных моментов учебного материала. Мультимедиа как раз и способствует этому.
     В мультимедиа-средствах иллюстрации могут быть представлены в виде примеров (в том числе и текстовых), двухмерных и трехмерных графических изображений (рисунков, фотографий, схем, графиков, диаграмм), звуковых фрагментов, анимации, видео фрагментов.

Появление в образовательных мультимедиа-средствах новых видов иллюстраций вовсе не означает полного отказа от прежних подходов, используемых при издании традиционных учебников на бумажных носителях. В области иллюстрирования и полиграфического оформления традиционных учебных книг накоплен значительный опыт, согласно которому определяются особенности пространственной группировки элементов издания, осуществляется акцентирование (визуальное выделение) отдельных элементов, учитываются физиологические стороны восприятия и другие факторы. Этот опыт с успехом применяется и при разработке современных средств ИКТ, предназначенных для общего среднего образования.
     В настоящее время созданы мультимедийные энциклопедии по многим учебным дисциплинам и образовательным направлениям, характерным для современной средней школы. Разработаны игровые ситуационные тренажеры и мультимедийные обучающие системы, позволяющие организовать учебный процесс в школе с использованием новых методов обучения.

Мультимедиа является эффективной образовательной технологией благодаря присущим ей качествам интерактивности, гибкости и интеграции различных типов учебной информации, а также благодаря возможности учитывать индивидуальные особенности школьников и способствовать повышению их мотивации.

Интерактивность средств ИКТ означает, что пользователям, как правило, учителям и школьникам, предоставляется возможность активного взаимодействия с этими средствами. Интерактивность означает наличие условий для учебного диалога, одним из участников которого является средство ИКТ.

Предоставление интерактивности является одним из наиболее значимых преимуществ мультимедиа-средств. Интерактивность позволяет в определенных пределах управлять представлением информации: ученики могут индивидуально менять настройки, изучать результаты, а также отвечать на запросы программы о конкретных предпочтениях пользователя. Обучаемые могут устанавливать скорость подачи материала, число повторений и другие параметры, удовлетворяющие индивидуальным потребностям. Это позволяет сделать вывод о гибкости мультимедиа-технологий.

Технологии мультимедиа позволяют осмысленно и гармонично интегрировать многие виды информации. Это позволяет с помощью компьютера представлять информацию в различных формах, таких как:

·   изображения, включая отсканированные фотографии, чертежи, карты и слайды;

·   звукозаписи голоса, звуковые эффекты и музыка;

·   видео, сложные видеоэффекты;

·   анимации и анимационное имитирование.

Целесообразность применения мультимедиа в школьном образовании можно проиллюстрировать многими примерами.

Пример. Как правило, презентации, сопровождаемые красивыми изображениями или анимацией, являются визуально более привлекательными, нежели статический текст, и они могут поддерживать должный эмоциональный уровень, дополняющий представляемый материал, способствуя повышению эффективности обучения.

Пример. Использование мультимедиа позволяет продемонстрировать учащимся ряд опытов по физике или химии, выполнение которых невозможно в школьных условиях.

Пример. С помощью мультимедиа можно "переместиться в пространстве" и показать учащимся изучаемые в курсе истории экспонаты музеев или памятники археологии, не покидая класса.

Мультимедиа может применяться в контексте самых различных стилей обучения и восприниматься самыми различными людьми: некоторые предпочитают учиться посредством чтения, другие - посредством восприятия на слух, третьи - посредством просмотра видео, и т.д.

Использование мультимедиа позволяет школьникам работать с учебными материалами по-разному - человек сам решает, как изучать материалы, как применять интерактивные возможности средств информатизации, и как реализовать совместную работу со своими соучениками. Таким образом, учащиеся становятся активными участниками образовательного процесса.

Работая с мультимедиа-средствами, школьники могут влиять на свой собственный процесс обучения, подстраивая его под свои индивидуальные способности и предпочтения. Они изучают именно тот материал, который их интересует, повторяют изучение столько раз, сколько им нужно, что способствует более правильному восприятию.

Таким образом, использование качественных мультимедиа-средств позволяет сделать процесс обучения гибким по отношению к социальным и культурным различиям между обучаемыми, их индивидуальным стилям и темпам обучения, их интересам.

Применение мультимедиа может позитивно сказаться сразу на нескольких аспектах учебного процесса.

Мультимедиа способствует:

 1. Стимулированию когнитивных аспектов обучения, таких как восприятие и осознание информации;

2. Повышению мотивации учащихся;

3. Развитию навыков совместной работы и коллективного познания у обучаемых;

4. Развитию у учащихся более глубокого подхода к обучению, и, следовательно, влечет формирование более глубокого понимания изучаемого материала.

Кроме этого к числу преимуществ использования мультимедиа-средств в общем среднем образовании можно отнести:

·   одновременное использование нескольких каналов восприятия учащегося в процессе обучения, за счет чего достигается интеграция информации, доставляемой несколькими различными органами чувств;

·   возможность моделировать сложные, дорогие или опасные реальные эксперименты;

·   визуализация абстрактной информации за счет динамического представления процессов;

·   визуализация объектов и процессов микро- и макромиров;

·   возможность развить когнитивные структуры и интерпретации учащихся, обрамляя изучаемый материал в широкий учебный, общественный, исторический контекст, и связывая учебный материал с интерпретацией учащегося.

Средства мультимедиа могут быть использованы для улучшения процесса обучения, как в конкретных предметных областях, так и в дисциплинах, находящихся на стыке нескольких предметных областей.

На эффективность системы общего среднего образования в значительной степени влияет также среда, в которой протекает учебный процесс. В это понятие входит структура учебного процесса, его условия и доступность (общество, библиотеки, центры мультимедийных ресурсов, компьютерные лаборатории и т.п.).

В таких условиях мультимедиа-средства могут быть использованы как одна из многочисленных возможных сред обучения. Такая среда применима в многочисленных образовательных проектах, в которых учащиеся размышляют об изучаемой предметной области и участвуют в диалоге со своими сверстниками и учителями, обсуждая ход и результаты своего обучения.

Итак, развитие современных мультимедиа-средств позволяет реализовывать образовательные технологии на принципиально новом уровне, используя для этих целей самые прогрессивные технические инновации, позволяющие предоставлять и обрабатывать информацию различных типов. Одними из наиболее современных мультимедийных средств, проникающих в сферу общего среднего образования, являются различные средства моделирования и средства, функционирование которых основано на технологиях, получивших название "виртуальная реальность".

К виртуальным объектам или процессам относятся электронные модели как реально существующих, так и воображаемых объектов или процессов. Прилагательное виртуальный используется для подчеркивания характеристик электронных аналогов образовательных и других объектов, представляемых на бумажных и иных материальных носителях. Кроме этого, данная характеристика означает наличие интерфейса, основанного на мультимедиа-технологиях, имитирующего свойства реального пространства при работе с электронными моделями-аналогами.

Виртуальная реальность - это мультимедиа-средства, предоставляющие звуковую, зрительную, тактильную, а также другие виды информации и создающие иллюзию вхождения и присутствия пользователя в объемном виртуальном пространстве, перемещения пользователя относительно объектов этого пространства в реальном времени.

Системы "виртуальной реальности" обеспечивают прямой "непосредственный" контакт человека со средой. В наиболее совершенных из них пользователь может дотронуться рукой до объекта, существующего лишь в памяти компьютера, надев начиненную датчиками перчатку. В других случаях можно "перевернуть" изображенный на экране предмет и рассмотреть его с обратной стороны. Пользователь может "шагнуть" в виртуальное пространство, вооружившись "информационным костюмом", "информационной перчаткой", "информационными очками" (очки-мониторы) и другими приборами.

Использование подобных мультимедиа-средств в школе изменяет механизм восприятия и осмысления получаемой информации. При работе с системами "виртуальной реальности" в общем среднем образовании происходит качественное изменение восприятия информации. В этом случае восприятие осуществляется не только с помощью зрения и слуха, но и с помощью осязания и даже обоняния. Возникают предпосылки для реализации дидактического принципа наглядности обучения на принципиально новом уровне.

Перспективно использование этой мультимедиа-технологии в школьном образовании для развития пространственных представлений, для организации тренировок школьников в условиях, максимально приближенных к реальной действительности.

Осмысление информации, предоставляемой системами "виртуальной реальности", может быть уже не только теоретическим, но и практическим, а именно: наглядно-образным или наглядно-действенным. Практическое мышление требует меньших усилий по сравнению с теоретическим мышлением, восприятие образной информации, как правило, легче восприятия символьной информации. Поэтому средства ИКТ, построенные с использованием технологии виртуальной реальности в состоянии обеспечить лучшее понимание и усвоение учебного материала в процессе обучения. Однако важно понимать, что чем выше уровень систем виртуальной реальности, тем больше труда должно быть вложено в их создание, тем совершеннее должны быть технические средства информатизации, доступные учителям и школьникам.

2. Классификация компьютерных средств обучения. Образовательные электронные издания и ресурсы

Электронное издание (ЭИ) представляет собой совокупность графической, текстовой, цифровой, речевой, музыкальной, видео-, фото- и другой информации. В одном электронном издании могут быть выделены информационные (или информационно-справочные) источники, инструменты создания и обработки информации, управляющие структуры. Электронное издание может быть исполнено на любом электронном носителе, а также опубликовано в электронной компьютерной сети.

В этом случае образовательным электронным изданием (ОЭИ) является электронное издание, содержащее систематизированный материал по соответствующей научно-практической области знаний, обеспечивающее творческое и активное овладение студентами и учащимися знаниями, умениями и навыками в этой области. Образовательное электронное издание должно отличаться высоким уровнем исполнения и художественного оформления, полнотой информации, качеством методического инструментария, качеством технического исполнения, наглядностью, логичностью и последовательностью изложения. Образовательное электронное издание не может быть редуцировано к бумажному варианту без потери дидактических свойств.

     По своему методическому назначению образовательные электронные издания и ресурсы и их компоненты можно классифицировать на:

• обучающие (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в формировании знаний, умений, навыков учебной или практической деятельности, обеспечении необходимого уровня усвоения учебного материала),
• тренажеры (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в отработке разного рода умений и навыков, повторении или закреплении пройденного материала),
• контролирующие (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в контроле, измерении или самоконтроле уровня овладения учебным материалом),
• информационно-поисковые и информационно-справочные (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в сообщении сведений, формировании умений и навыков систематизации информации),
• демонстрационные (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в визуализации изучаемых объектов, явлений, процессов с целью их исследования и изучения),
• имитационные (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в представлении определенных аспектов реальности для изучения структурных или функциональных характеристик),
• лабораторные (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в проведении удаленных экспериментов на реальном оборудовании),
• моделирующие (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в моделировании объектов, явлений, процессов с целью их исследования и изучения),
• расчетные (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в автоматизации различных расчетов и других рутинных операции),
• учебно-игровые (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в создании учебных ситуаций, деятельность обучаемых в которых реализуется в игровой форме),
• игровые (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в организации досуга учащихся, развитии у обучаемых памяти, реакции, внимания и других качеств),
• коммуникационные (ОЭИ, удовлетворяющие потребности системы обучения в организации межличностного общения педагогов, администрации, обучаемых, родителей, специалистов, общественности, доступа педагогов и обучаемых к требуемым информационным ресурсам),
• интегрированные (ОЭИ, сочетающие в себе комплекс интегрированных средств, удовлетворяющих широкому спектру потребностей системы обучения).

ВЫВОД

Одна из важнейших целей информатизации – организация  коллективного понимания роли и места информационных технологий в школе, в деятельности учителя, в подготовке учащихся к жизни в обществе.

Для реализации этой главной цели информатизации образования в школе методическое объединение учителей математики работает над проблемой «Внедрение информационных технологий в учебный процесс». Работа ведется по следующим двум   направлениям: учителя самостоятельно создают компьютерные презентации к урокам и подключают к работе старшеклассников. Презентации различаются как технически, так и методически:

1.     Работы с программами Microsoft Office (Paint, Word, Excel, Power Point).

2.     Объектно-ориентированное программирование.

3.     Flash –анимация, Web-страницы.

Наиболее важные особенности работы с компьютерной поддержкой на уроках:

• увеличение объема тренировочных заданий;
• достижение уровневой дифференциации обучения;
• сокращение времени для отработки технических навыков учащихся;
• достижение оптимального темпа работы учеников.

Именно изучение геометрии, особенно на начальном этапе, вызывает у учащихся затруднения. Это связано с введением большого количества новых понятий и определений, необходимостью выстраивать логические рассуждения при доказательстве теорем, внешней оторванностью предмета от реальной жизни. Использование компьютера позволяет значительно облегчить процесс через реализацию одного из принципов обучения – наглядность. Чертежи строятся на глазах у учеников, при доказательстве теорем появляется возможность многократного повторения логической цепочки одновременно с дополнительными построениями и выделением всех необходимых элементов (углов, отрезков и т.д.) Отпадает необходимость при подготовке к уроку загромождать доску большим количеством чертежей, значительно экономится время учителя. Для повторения ранее изученного материала достаточно найти необходимые чертежи и вывести на экран TV. Стоит так же сказать об эстетическом оформлении и четкости всех построений, выполненных с помощью компьютерных программ.

Возможность замены традиционных техниче6ских средств обучения делает урок наглядным, способствует более глубокому и осознанному усвоению изучаемого материала, и как следствие, повышает интерес учащихся к геометрии.