Информационные технологии обучения как компонент гуманитаризации математического образования

Проблема гуманитаризации математического образования обсуждается достаточно давно в работах таких ученых, как В. Г. Болтянский, Г. Д. Глейзер, Р. С. Черкасов, Г. В. Дорофеев, Г. И. Саранцев и др. Так, Г. И. Саранцев отмечает: «...будем понимать гуманитаризацию математического образования как отражение в нем деятельностной природы математического знания. Гуманитаризация образования есть методологическая идеология, требующая пересмотра основных концепций методики обучения математике» [6, с. 52].

Гуманитаризация образования подразумевает учет индивидуальных особен ностей обучаемого, формирование у него навыков научного поиска и творческого мышления, дифференциацию обучения. Такой подход к образованию позволяет сделать его развивающим и личностно ориентированным. Технология обучения призвана играть в гуманизации математического образования значительную роль. Речь идет, в частности, об инновационных технологиях обучения, позволяющих внести в него технологические изменения.

Обратимся к понятию «технология». Оно имеет много определений и трактовок. Интересно проследить за их эволюцией. Для начала XX в. характерна праг- матическая трактовка: «Технология — наука о способах и средствах переработки сырых материалов в предметы потребления. Технология разделяется на техническую, занимающуюся изменением формы сырых веществ, и химическую, занимающуюся изменением состава веществ» [1]. Как можно видеть, использование технологий в социальных процессах, например в обучении, не подразумевалось.

К середине XX в. содержание данного понятия существенно расширилось, что свидетельствует о его проникновении в различные сферы человеческой деятельности: «Технология — совокупность процессов обработки или переработки материалов в определенной области производства, а также научное описание способов производства» [2]. Современное определение можно сформулировать так: «Технология — это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способах их соединения для создания продукта или услуги, отвечающих определенным требованиям».

Данное понятие применяется и в педагогике, где оно имеет особый смысл: «с одной стороны, технология обучения — это совокупность методов и средств обработки, представления, изменения и предъявления учебной информации, с другой — это наука о способах воздействия преподавателя на учеников в процессе обучения с использованием необходимых технических или информационных средств» [3, с. 5].

Большое значение придается определению педагогической технологии при исследовании педагогических систем. В этом плане технология обучения предстает как системная категория, структурными составляющими которой являются цели обучения, содержание обучения, средства педагогического взаимодействия, организация учебного процесса, ученик, учитель, результат деятельности [3].

Г. К. Селевко полагает, что понятие «технология» может быть использовано в качестве «системообразующего каркаса», а «технологический» подход приложим к анализу и проектированию педагогических процессов [9].

Г. И. Саранцев применительно к методике обучения математике отмечает, что технология наряду с теорией и приложениями выступает ее составляющей. «Технологии обучения, — утверждает ученый, — призваны организационно упорядочить все зависимости процесса обучения, выстроить его этапы, выделить условия их реализации, соотнести с возможностями школьников и т. п. Можно сказать, что теория обучения математике выявляет закономерности функционирования методической системы обучения математике, методика строит их приложения, а технология разрабатывает способы реализации модели этой системы» [5, с. 169].

Педагогические технологии подразделяются на несколько видов, один из которых составляют информационные технологии.

Если говорить о гуманитаризации математического образования, то информационные технологии могут оказать здесь существенную помощь. Действительно, информационные технологии обладают большим как образовательным, так и развивающим потенциалом. Они способны реализовать наглядность обучения, обеспечить индивидуализацию и дифференциацию обучения математике, организовать автоматизированное обучение и др. Реализуется все это с помощью инструментального и обучающего программного обеспечения, функционирующего на базе компьютерной техники.

В настоящее время появилось большое количество качественных продуктов, предназначенных для компьютерной поддержки изучения математических дисциплин. Для работы с данными пакетами не требуется глубокое знание компьютера, нужны лишь начальные навыки работы с манипулятором и клавиатурой. Рассмотрим некоторые подобные пакеты для начальных классов.

• 1.    «Вундеркинд+» («Никита», Nicita Ltd, 2000). Данный пакет содержит 26

• 2.    «Веселая математика» («Руссобит Паблишинг», 2001). Диск содержит 10 развивающих математических мини-игр, предназначенных для детей от 5 лет на арифметические действия (сложение, вычитание, умножение и деление).

• 3.    «Трое из Простоквашино. Математика с Дядей Федором» (Akella, 2006). Это развивающая игра, помогающая освоить простые случаи сложения, умножения и вычитания.

• 4.    «Математика. Счет» («1С»). Электронное издание для обучения начертанию цифр и чисел, а также устному счету — сложению и вычитанию в пределах 20. Обучение ведется в игровой форме.

• 5.    «Математика. Измерение» («1С»). Развивающее пособие по математике для детей 5—8 лет. Подбор задач и их направленность позволяют подготовить ребенка к школе без привязки к тем или иным конкретным учебникам, по которым он будет заниматься в 1 классе. Для учащихся начальной школы на диске также содержится много интересных заданий, развивающих пространственное воображение. При решении задач используется интерактивный режим прямого манипулирования объектами, что позволяет лучше усвоить многие геометрические понятия, меры веса, времени и расстояния. Всего диск содержит 130 интерактивных задач и презентаций для пред-школьной подготовки и начальной школы.

• 6.    «Математика. Начальная школа. 2—4 класс» (Серия «Семейный наставник», ИнисСофт). Программно-методический комплекс, охватывающий традиционную программу по математике четырехлетней начальной школы, предназначен для диагностики пробелов в знаниях, выдачи индивидуальных рекомендаций, проведения коррекционной работы, контроля усвоения учебного материала.

развивающих игр, распределенных по четырем классам. Среди игр имеются и математические, например, на сложение чисел, распознавание геометрических фигур и др.

Данный список можно продолжить. Укажем также несколько дисков, кото рые целесообразно использовать в 5— 11 классах.

• 1.    «Математика 5—6» («Просвещение-МЕДИА»).

• 2.    «Алгебра 7—9» («Просвещение-МЕДИА»).

• 3.    «Алгебра и начала анализа 10—11» («Просвещение-МЕДИА») [7].

• 4.    «Планиметрия 7—9» («1С-Кудиц») [8].

• 5.    «Стереометрия 10—11» («1С-Ку-диц»).

• 6.    «Живая геометрия» (Geometer’s Sketchpad, Key Curriculum Press).

Компьютер может служить и инструментом вычислений, например при организации вычислительного эксперимента с помощью следующих программных средств: виртуальных лабораторий,табличных процессоров (Quattro Pro, Microsoft Excel, OpenOffice Calc и др.), языков программирования (Basic, Pascal, C, Delphi, Visual Basic, Visual C, Java Script и др.), пакетов символьной математики (Mathematica, Maple, MatLAB, Derive, Mathcad, Maxima и др.), пакетов статистической обработки данных (Statistica, Stadia, Statgraphics и др.).

Указанный обширный перечень обучающих средств должен внушать оптимизм в плане перспектив организации компьютерной поддержки изучения математических дисциплин. Однако возникают вполне закономерные вопросы, например: возможен ли гарантированный положительный эффект от использования подобных средств на уроках математики? Всеми ли этими средствами учитель математики обязан владеть? Как осуществлять выбор средства в зависимости от изучаемой на уроке математики темы?

Подобные вопросы, на наш взгляд, являются следствием незнания основ компьютерной технологии обучения, ее сущности и назначения. До сих пор можно слышать мнение, что при использовании компьютера на уроке (и в любой другой деятельности) учителю нет необходимости прикладывать существенных усилий: компьютер все сделает сам. Другое мнение — не стоит менять традиционную систему обучения математике путем привлечения компьютерной тех- нологии. Такие подходы, как правило, отражают информационную культуру их сторонников.

По данным педагогических и психологических наук, применение информационных технологий в процессе обучения способно привести к улучшению его результативности за счет эволюции методов обучения, использования новых средств обучения и др. Однако применение должно быть грамотным и обоснованным.

Таким образом, на первый план выходит проблема подготовки учителя к использованию информационных технологий в учебном процессе. С одной стороны, ответы на поставленные выше вопросы должны быть получены учителем в процессе его подготовки; с другой — будущий учитель должен быть способен к самостоятельному поиску ответов на вновь возникающие вопросы. В указанном контексте актуальными представляются следующие направления подготовки учителя к использованию информационных технологий в учебном процессе:

• —    формирование компьютерной грамотности;

• —    овладение типологией педагогических программных средств;

• —    ознакомление с готовыми педагогическими программными средствами по предмету;

• —    формирование умения создавать педагогические программные средства с использованием инструментальных программных средств;

• —    ознакомление с компьютерной технологией обучения и возможностями, которые она предоставляет наряду с традиционной технологией;

• —    подготовка учителя к организации и проведению различных форм работы по предмету с использованием вычислительной техники.

Многими учеными отмечается специфика информационных технологий в образовании. Так, авторы учебника «Педагогические технологии» выделяют информационные технологии в обучении в отдельную самостоятельную группу [3]. Г. К. Селевко обозначает их как «компьютерные (новые информационные) тех нологии обучения» и относит к группе «Педагогические технологии на основе эффективности управления и организации учебного процесса» наряду с технологиями уровневой дифференциации, индивидуализации обучения, программированного обучения, что подчеркивает их общность с компьютерной технологией обучения [9]. Специфика информационных технологий определяется в первую очередь необходимостью использования компьютерной техники и соответствующего программного обеспечения, что ведет к изменению существующих форм и методов обучения или к возникновению новых.

В научно-методических публикациях, посвященных информационным технологиям в обучении математике, редко можно обнаружить целостный взгляд на обозначенную проблему. Это отражает ситуацию, сложившуюся в большинстве средних общеобразовательных учреждений: информационные технологии если и используются в школе при обучении математике, то, как правило, фрагментарно. До сих пор отсутствует стратегия информатизации математического образования, в учебниках математики практически нет ссылок на решение задач с помощью компьютера, отсутствуют рекомендации по использованию появившегося и пополняемого набора обучающих компьютерных программ по математике.

Актуальной становится задача по определению места информационных технологий в методике обучения математике, исходя из того что предметом методики обучения математике «является специальная методическая система (будем называть ее традиционно «Обучение математике»), составляемая целями и содержанием математического образования, методами, средствами, формами обучения, индивидуальностью ученика и результатами обучения. На функционирование методической системы обучения математике оказывает влияние ряд факторов, например, цели образования, роль математики в науке, жизни, производстве, новые образовательные идеи и т. д.» [5, с. 11].

Известно, что происходящая в настоящее время информатизация общества приводит к информатизации образования, что, в частности, реализуется применением средств информационных и коммуникационных технологий в обучении. Однако отметим, что «... информатизация образования рассматривается в настоящее время как новая область педагогического знания, которая ориентирована на обеспечение сферы образования методологией, технологией и практикой решения. проблем и задач.» [4, с. 13].

Можно говорить о большом количестве «точек соприкосновения» математики и информатики. Действительно, и анализ содержания этих дисциплин, и история их развития убедительно показывают высокий уровень межпредметности. Информатика способна оказать влияние на методику преподавания математики. Так, Г. И. Саранцев отмечает, что «в последнее время в связи с развитием информатики, изучающей проблемы получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации, усиливается ее влияние на методику обучения математике. С одной стороны, это влияние обусловливает ряд проблем, связанных с формированием определенного стиля мышления, с обучением переводу с одного языка на другой, с использованием компьютера, с другой — методика получает новые эффективные средства и даже информационные технологии, использование которых призвано повысить эффективность обучения математике» [5, с. 16]. Появление в образовательной среде информационных технологий создает предпосылки изменения существующей системы обучения математике. Внесение коррективов в цели математического образования, модернизация методов и разработка новых средств обучения математике должны привести к изменению содержания математического образования и возникновению новых форм обучения математике.

Таким образом, гуманитаризация математического образования подразумевает применение новых технологий при обучении математике. Информационные технологии могут занять в их ряду заметное место благодаря таким возможностям, как наглядность, интерактивность, организация экспериментальной деятельности и т. д. Именно эти возможности способствуют включению обучаемого в активную познавательную деятельность, или, говоря другими словами, содействуют гуманитаризации математического образования.

СПИСОК

ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

• 1.    Брокгауз, Ф. А. Энциклопедический словарь. Современная версия / Ф. А. Брокгауз, И. А. Ефрон. — М. : Изд-во Эксмо, 2003. — 672 с.

• 2.    Ожегов, С. И. Словарь русского языка / С. И. Ожегов ; под общ. ред. проф. Л. И. Скворцова. — М. : ООО «Издательство Оникс» ; ООО «Издательство «Мир и Образование», 2007. — 1200 с.

• 3.    Педагогические технологии : учеб. пособие для студентов пед. специальностей / под общ. ред. В. С. Кукушина. — М. : ИКЦ «МарТ» ; Ростов н/Д : Изд. центр «МарТ», 2004. — 336 с. — (Педагогическое образование).

• 4.    Роберт, И. В. Информационные и коммуникационные технологии в образовании : учеб.-метод. пособие для пед. вузов / И. В. Роберт, С. В. Панюкова, А. А. Кузнецов, А. Ю. Кравцова. — М. : ИИО РАО, 2006. — 259 с.

• 5.    Саранцев, Г. И. Методика обучения математике в средней школе / Г. И. Саранцев. — М. : Просвещение, 2002. — 224 с.

• 6.    Саранцев, Г. И. Методология методики обучения математике : моногр. / Г. И. Саранцев. — Саранск : Тип. «Крас. Окт.», 2001. — 144 с.

• 7.    Сафонов, В. И. УМК «Алгебра и начала анализа. 10—11» / В. И. Сафонов // Математика в школе. — 2009. — № 1. — С. 49—63.

• 8.    Сафонов, В. И. УМК «Планиметрия. 7—9» / В. И. Сафонов // Математика в школе. — 2008. — № 5. — С. 61—69.

• 9.    Селевко, Г. К. Современные образовательные технологии : учеб. пособие / Г. К. Селевко. — М. : Народное образование, 1998. — 256 с.

Поступила 10.11.09.