Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Математика / Другие методич. материалы / Использование ЭОР в процессе обучения математике

Использование ЭОР в процессе обучения математике


  • Математика

Поделитесь материалом с коллегами:

Использование ЭОР в процессе обучения в основной школе


Принципиальные особенности электронных образовательных ресурсов

Внедрение информационных технологий в процесс обучения создает принципиально новые педагогические инструменты, предоставляя учителю, тем самым, и новые возможности. При этом изменяются не только функции педагога, значительно расширяется и сектор самостоятельной учебной работы его учеников. Известно, что самостоятельная учебная работа эффективна только в активно-деятельностной форме. Следовательно, неотъемлемой частью учебного процесса необходимо считать внедрение методик и подходов, развивающих эти формы обучения и усиливающих мотивацию учащихся. Еще одним последствием расширения сектора самостоятельной учебной работы является необходимость непрерывного мониторинга процесса обучения. Все это, безусловно, требует изменение методик преподавания.

Действительная цель информатизации отечественного образования — это изменение содержания, методов и организационных форм учебной работы в условиях становления «новой» школы, которая призвана решать задачу подготовки молодежи к жизни в информационном обществе. Как показывает анализ существующей ситуации, жизнь не только предъявляет к школе новые требования, но и предоставляет ей некоторые инструменты для решения новых задач. Главными среди них являются новые педагогические технологии и поддерживающие их средства ИКТ.

Анализ существующих возможностей информационных технологий с точки зрения проблем образования позволяет выделить пять новых педагогических инструментов:

  • интерактивность,

  • мультимедиа,

  • моделирование,

  • коммуникативность,

  • производительность.

Интерактивность (от английского interaction – «взаимодействие») - понятие, которое раскрывает характер и степень взаимодействия между объектами, это принцип организации системы, при котором цель достигается информационным обменом элементов этой системы. Элементами интерактивности являются все элементы взаимодействующей системы, при помощи которых происходит взаимодействие с другой системой/человеком (пользователем). В информационных системах под интерактивностью понимается способность системы активно и разнообразно реагировать на действия пользователя.

Интерактив дает учителю возможность воздействия и получения ответных реакций и, в тоже время, помогает учащимся организовать самостоятельную аттестацию, то есть проверить свои знания без участия учителя.

Именно это новое качество – сравнительная простота организации самостоятельной работы учащихся – возможность расширения функционала самостоятельной учебной работы учащихся, весьма полезного с точки зрения целей образования и эффективного с точки зрения временных затрат. В истории образования такая возможность появилась впервые. Она позволяет развивать активно-деятельностные формы обучения. Поэтому вместо текстового фрагмента с информацией по тому или иному разделу физики можно использовать интерактивный электронный контент. Это обстоятельство предоставляет всем участникам образовательного процесса возможность создать новое содержание предметной области «физика», представленное такими учебными объектами, которыми можно манипулировать, а также такими явлениями и процессами, в которые можно «вмешиваться». Таким образом, интерактив является главным педагогическим инструментом электронных образовательных ресурсов, но существуют и другие новые педагогические инструменты, которые создают интерактиву новую среду применения.

Появление мультимедиа позволяет учителю реализовать аудиовизуальное преставление фрагмента реального или воображаемого мира.

Мультимедийные электронные образовательные ресурсы позволяют осуществить представление учебных объектов множеством различных способов, т.е. с помощью графики, фото, видео, анимации и звука. Иными словами, используется всё, что человек способен воспринимать с помощью зрения и слуха. Сегодня термин «мультимедиа» применяется достаточно широко, когда мы говорим о мультимедийных электронных образовательных ресурсах, то имеем в виду возможность одновременного воспроизведения на экране компьютера и в звуке некоторой совокупности объектов, представленных различными способами. Все представляемые объекты должны быть в этом случае связаны логически, подчинены определенной дидактической идее, изменение одного из них обязательно вызывает соответствующие изменения других. Такую связную совокупность объектов мы чаще всего и получаем в мультимедиа ЭОР, где представляются фрагменты реальной или воображаемой действительности. Мультимедиа обычно обеспечивает в большей или меньшей степени реалистичное представление объектов и процессов, степень адекватности представления фрагмента реального мира определяет качество мультимедиа продукта. Высшим выражением качества мультимедийных объектов является «виртуальная реальность», в которой обычно используются мультимедиа компоненты трехмерного визуального ряда и стереозвук.

Возможность имитационного моделирования с аудиовизуальным отражением изменений сущности, вида, качеств объекта предоставлена для образовательного процесса таким новым педагогическим инструментом как моделинг. Этот педагогический инструмент можно определить как имитационное моделирование с аудиовизуальным отражением изменений сущности, вида, качеств объектов, явлений и процессов. Такой инструмент позволяет создать электронный образовательный ресурс, в котором вместо описания в символьных абстракциях можно создать вполне адекватное представление фрагмента реального или воображаемого мира, реализуя реакции, характерные для изучаемых объектов, а также исследуемых явлений процессов.

Концептуально новые возможности для системы образования дает сочетание интерактива, мультимедиа и моделинга. Интеграция этих инструментов порождает новое качество в представлении и познании мира. С помощью интерактива, мультимедиа и моделинга мы получаем не описание реальности в символьных абстракциях как, например, в обычном учебнике, не просто аудио/видео отражение объектов и процессов, а принципиально более полную модель окружающего мира, которую можно характеризовать как более адекватное представление об этом мире. Все это позволяет нам при совершенстве компонентов, использовать термин «виртуальная реальность».

Интерактивные флэш-ролики иллюстрируют те или иные законы физики, которые трудно объяснить без использования средств компьютерной визуализации, поскольку отсутствует принципиальная возможность проведения демонстрационного эксперимента, вызванная не нехваткой оборудования, а «физической невозможностью» его проведения.

Коммуникативность обеспечивает возможность непосредственного общения, оперативность представления информации - возможность быстрого доступа к образовательным ресурсам, удаленный контроль состояния образовательного процесса и позволяет решать многие вопросы доставки информации учащимся в кратчайшие сроки. Благодаря наличию этого педагогического инструмента, учитель получает возможность дистанционно управлять учебным процессом. В тоже время этот новый инструмент обеспечивает для учащихся возможность консультаций с квалифицированными педагогами, работающими в самых разных городах или даже странах, а также возможность on-line коммуникаций довольно большого количества удаленных пользователей при выполнении коллективного учебного задания. Это также можно отнести к совершенно новым возможностям организации учебного процесса.

Появление новых педагогических инструментов повышает производительность труда «образовательных» пользователей – и учителей, и учащихся. Рост производительности труда исчисляется в ряде случаев порядками. Достаточно сравнить огромные возможности современных баз данных, электронных энциклопедий, поисковых машин в интернете со старыми технологиями поиска справочной информации, необходимых книг, статей, и переход количества в качество становится очевидным. Благодаря автоматизации нетворческих, рутинных операций поиска необходимой информации использование этого педагогического инструмента заметно усиливается роль творческого компонента и, соответственно, эффективность учебной деятельности всех ее участников – и учителей, и учеников - резко возрастают.

Новые возможности представления реальности окружающего нас мира в совокупности с современным технологическим прорывом в области телекоммуникаций и повышения производительности пользователей оказывают заметное положительное влияние на образование. Именно поэтому интерактив, мультимедиа, моделинг, коммуникативность и производительность можно рассматривать как новые педагогические инструменты. Следует учесть, что интерактив является стержневым педагогическим инструментом, всегда присутствующим в той или иной степени. Все другие новые педагогические инструменты используются только вместе с первым, создавая ему среду применения.


Открытая образовательная модульная мультимедиа система

На портале Федерального центра информационно-образовательных ресурсов (ФЦИОР) (http://fcior.edu.ru/) представлена коллекция электронных образовательных ресурсов, созданных на базе открытых модульных систем.

Открытая образовательная модульная мультимедиа система (ОМС) представляет собой электронный образовательный ресурс модульной архитектуры1. В соответствии с программой обучения весь школьный курс по предмету разбит на разделы, темы и т.д. Минимальной структурной единицей является тематический элемент, например, тематический элемент - «Закон Ома». Для каждого тематического элемента имеется три типа электронных образовательных ресурса:

  • модуль получения информации (И-тип);

  • модуль практических занятий (П-тип);

  • модуль контроля (К-тип).

При этом каждый ЭОР автономен, представляет собой законченный интерактивный мультимедиа продукт, нацеленный на решение определенной учебной задачи. Иными словами, каждый ЭОР – это самостоятельный учебный продукт объёмом несколько Мбайт, так что получение его по сетевому запросу не представляет принципиальных трудностей даже для узкополосных (низкоскоростных) компьютерных сетей. Для каждого ЭОР разработаны аналоги – вариативы. Вариативами называются электронные учебные модули одинакового типа (И, или П, или К), посвященные одному и тому же тематическому элементу данной предметной области.

В итоге структура совокупного контента ОМС по предмету имеет следующий вид:

pict1

Структура открытой образовательной модульной мультимедиа системы.


К основным преимуществам открытых образовательных модульных мультимедиа систем относятся:

  • отсутствие содержательных и технических ограничений: полноценное использование новых педагогических инструментов – интерактива, мультимедиа, моделинга сочетается с возможностью распространения в глобальных компьютерных сетях, в том числе – узкополосных;

  • возможности построения авторского учебного курса преподавателем и создания индивидуальной образовательной траектории учащегося: благодаря наличию вариативов исполнения электронных учебных модулей, в ОМС возможно выбрать их оптимальную с персональной точки зрения комбинацию для курса по предмету;

  • неограниченный жизненный цикл системы: поскольку каждый учебный модуль автономен, а система открыта, ОМС является динамически расширяемым образовательным ресурсом, не требующим сколь-нибудь существенной переработки в целом при изменении содержательных или технических внешних условий.

Исключительно важным свойством разработанной архитектуры является её открытость. Это относится, прежде всего, к совокупному контенту ОМС, открытому для расширений как по оси тематических элементов (например, открыты новые знания по предмету), так и по оси вариативов (например, родилась новая методическая идея или появилась более эффективная мультимедиа технология для представления учебных объектов).

Не менее важным свойством является открытость электронных учебных модулей для изменений, дополнений, полной модернизации. Java script и XML являются интерпретируемыми языками, так что в распоряжении любого пользователя ЭОР находится исходный текст его сценария. Script можно изменить, дополнить или использовать в качестве шаблона для создания ЭУМ с совершенно иным контентом.

Вышеперечисленные преимущества открытых модульных мультимедиа систем обеспечивают достаточно высокие качества электронных образовательных ресурсов, необходимые для их широкого внедрения и эффективного использования в учебном процессе за счет развития активно-деятельных форм обучения. Разумное и методически обоснованное применение таких форм обучения открывает перспективы реализации новых образовательных технологий, новых форм аудиторной и самостоятельной учебной работы.

Основные характеристики ЭОР, размещенных во ФЦИОР:

  • модульная архитектура (учебный электронный модуль (ЭОР) – законченный мультимедиа продукт, решающий определенную учебную задачу);

  • доступность (свободное размещение в Интернет, небольшой объем, для воспроизведение требуется установка плеера и в ряде случаев дополнительного программного обеспечения, что несколько снижает доступность этих ЭОР и предъявляет требования к ИКТ-компетентности пользователей);

  • вариативность (содержательная вариативность: уровень сложности, ориентация на различные учебники; стиль изложения учебного материала; форма предъявления учебного материала);

  • мультимедийность (мультимедийные средства: текст; аудио; видео; модели; анимации; иллюстрации и их различные комбинации);

  • интерактивность (интерактивные средства: интерактивные модели, интерактивные анимации, интерактивные задания разного типа с автоматизированной проверкой ответа).

Выделяют четыре уровня интерактивности ЭОР:


Уровень интерактивности

Описание

I – Условно-пассивный

Чтение текста, просмотр графики и видео, прослушивание звука.

II – Активный

Навигация по гиперссылкам, просмотр трехмерных объектов, задания на выбор варианта ответа и другие простейшие формы.

III - Деятельностный

Задания на ввод численного ответа, перемещение и совмещение объектов, работа с интерактивными моделями.

IV - Исследовательский

Работа с виртуальными лабораториями.


Для воспроизведения учебного модуля на компьютере требуется предварительно установить специальный программный продукт – ОМС-плеер.


Информационные модули (И-тип) представлены иллюстрированными материалами, интерактивными анимациями, видеофрагментами, интерактивными моделями.

Практические модули (П-тип): лабораторная работа, виртуальная среда, самостоятельная работа с комментариями, игровые задания, задания творческого характера с комментариями, практикум – интерактивные тестовые задания с комментариями.

  • Контрольные модули (К-тип) делятся на:

  • интерактивные тренажеры, предназначенные для формирования базовых знаний и умений с последующей отработкой ключевых компетенций, нужных для решения задач;

  • интерактивные модели исследовательского характера (лабораторные работы);

  • интерактивные тесты, включающие задания различных типов (сортировка, указание объекта, классификация, выбор нескольких ответов, перемещение объектов и т.п.)

Только 20% контрольных модулей ЭОР имеют простую форму. В зависимости от уровня интерактивности модуля, в него включены задания: на выбор нескольких вариантов ответа, заполнение пропусков, сортировка (установлении правильного порядка по определённому критерию), классификация (установление соответствия между 2-мя типами объектов вида текста или изображения, а также распределение однородных объектов по группам), указание объекта (при проверке знания изображения, устройства приборов, структуры процессов, явлений и природных объектов), перемещение объектов (при проверке знания устройства приборов и приспособлений, структуры процессов, явлений и природных объектов), анализ временной шкалы, поиск ошибок. Таким образом распределение ЭОР П- и К- типов следующее:


Уровень интерактивности

Описание

I – Условно-пассивный

Тестовые задания простой формы

II – Активный

Тестовые задания сложной формы

III - Деятельностный

Тестовое задание на ввод численного ответа, открытую форму, работа с интерактивными моделями, видеофрагментами.

IV - Исследовательский

Работа с виртуальными лабораториями и тест


Для каждого электронного учебного модуля разработаны вариативы. Вариативы электронных учебных материалов могут отличаться друг от друга:

  • глубиной представления материала (например, соотношением постулатов и объяснений/доказательств)

  • методикой (например, обусловленной иным набором предыдущих знаний)

  • характером учебной работы (например, решение задач или эксперимент, тест или контрольное упражнение на тренажере)

  • технологией представления учебных материалов (например, текст или аудиовизуальный ряд)

  • наличием специальных возможностей (например, для слабо слышащих или слабо видящих учащихся)

  • способом достижения учебной цели (например, другим вариантом доказательства формулы линзы или иным содержанием лабораторной работы).

Изучая совокупный контент открытой образовательной модульной мультимедиа системы, учитель для каждого тематического элемента может выбрать наиболее подходящие с его точки зрения модули изучения информации (И), практических занятий (П) и контроля (К).

Вариатив И-модуля дает возможность учителю представить тот же учебный материал в другом изложении, более понятном и комфортном для данного ученика. Поскольку один вариатив может отличаться от другого глубиной представления материала, учитель может выбирать И-модули в соответствии с ожидаемым в данном образовательном учреждении уровнем знаний по физике или подобрать соответствующие вариативы, исходя из уровня подготовленности и способностей конкретного класса или конкретного ученика. А в группе П-модулей учитель физики может выбрать фронтальную или компьютерную лабораторную работу или решение задач по теме. Среди К-модулей можно выбрать либо простой тест, либо практическое задание, выполняемое на виртуальном тренажёре.

Таким образом, совокупный контент электронных образовательных ресурсов может постепенно расширяться, в тоже время открытость электронных учебных модулей позволяет изменить существующий электронный учебный модуль или даже собрать новый электронный учебный модуль самостоятельно. Таким образом, шаг за шагом (по тематическим элементам) опытный преподаватель может постепенно выстроить авторский вариант учебного курса. А потом перейти к его расширению, добавляя вариативы И, П, К-модулей для каждого тематического элемента. Такая работа может позволить учителю дифференцировать задания для слабых, средних и сильных учеников; постепенно формируя для отдельных учащихся индивидуальные образовательные траектории.



1 Осин А.В. Открытые образовательные модульные мультимедиа системы. – М.: Агентство ”Издательский сервис”, 2010


Автор
Дата добавления 12.09.2015
Раздел Математика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров451
Номер материала ДA-041047
Получить свидетельство о публикации

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх