Розділ 4. Оптимізація навчання дисциплін природничо-математичного циклу засобами інформаційних технологій

УДК 372.851:004

І.В. Калашніков

Вінницький державний педагогічний університет ім. М. Коцюбинського, м.Вінниця

Є.І. Калашнікова

Національний педагогічний університет ім. М.П. Драгоманова, м.Київ

Калашніков і.В., Калашнікова є.І. Підвищення ефективності навчання математики шляхами відеовізуалізації

Розглянуто шляхи підвищення ефективності навчання математики шляхом системи відеоуроків. Виділено основні принципи конструювання відео уроків (принципи оптимального обсягу, динамічності, опори, наочності, ергономічності, науковості, системності, педагогічної доцільності, інтеграції та вільного доступу до навчальних матеріалів). Авторами статті визначено основні завдання, що потребують першочергового вирішення: створення інформаційного середовища математичного спрямування для суб’єкта освітнього процесу; забезпечення відповідності навчальних матеріалів сучасним освітнім пріоритетам, із врахуванням вікових та індивідуальних особливостей учнів; дотримання фізіологічних норм у навчальному процесі.

Ключові слова: математика, відеоурок, відеовізуалізація, принципи конструювання відеоуроків.

Постановка проблеми. Одним із важливих факторів удосконалення системи освіти України, є активне використання в освітньому процесі сучасних інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ).

Однак, наразі, впровадження сучасних інформаційно-комунікаційних технологій стримується недостатньою розробленістю дидактичних основ і відсутністю науково обґрунтованих практичних рекомендацій, щодо їх впровадження в навчальний процес, також недостатньо вивчені психологічні аспекти впровадження ІКТ.

При навчанні математики учителі намагаються регламентувати навчання учня. В «ідеалі» це виглядає так: (засвоєння теоретичного матеріалу на уроці – вироблення навичок його застосування у процесі розв’язування задач – домашні завдання – контрольний зріз – … – повторення вивченого матеріалу).

Для виховання і розвитку творчо мислячого учня така регламентованість є необхідною, але не достатньою умовою.

Відомо, що сприйняття і обробка інформації учнем відбувається у двох режимах: у режимі швидкого панорамного огляду, обробка здійснюється майже на рівні підсвідомості, у цьому режимі інформація сприймається миттєво, але її засвоєння є поверховим; у режимі повільного сприймання, деталізації інформації, у цьому режимі здійснюється ретельний послідовний аналіз інформації.

Для формування творчого учня потрібне середовище, яке забезпечить багатосторонню дію на нього, яке володіє потенційною багатоваріантністю, та містить зразки творчої діяльності та її результатів.

На нашу думку, створення такого середовища має забезпечуватись: широким впровадженням інформаційно-комунікаційних технологій; надання можливості працювати по індивідуальному плану завдяки сучасним комунікаційним технологіям; широкій підтримці електронних ресурсів; вільним спілкуванням з учителем.

Мета статті – розглянути можливості відео візуалізації у процесі навчання математики.

Виклад основного матеріалу. В межах перевірки даної гіпотези нами було проведено ряд порівняльних експериментів із використання відеоуроків під час навчання учнів математиці. Суть експериментів полягала в тому, що було відібрано дві групи учнів із приблизно однаковим рівнем навченості (перевірка здійснювалась за допомогою серії контрольних робіт); майже однаковими здібностями, щодо засвоєння математичного матеріалу (перевірка здійснювалась за допомогою спостережень за учнем під час пояснення йому нового матеріалу); та приблизно однаковим рівнем інтелекту (перевірка здійснювалась за допомогою тестів IQ).

Процес пояснення «ключових моментів» навчального матеріалу, був відзнятий як відеофільм, цей відеоматеріал після завершення заняття віддавався учням, які переглядали його у фіксований нами час. Рівень навченості учнів які використовували відеоматеріали у навчанні виявився вищими ніж у тих, що їх не використовували, зокрема, найкращий рівень навченості мали учні, які переглядали ці відеоуроки в інтервалі 6 – 7 годин після проведення реального заняття.

Результати отримані під час експерименту дають можливість констатувати той факт, що таке використання відеоуроків при навчанні математики сприяє кращому засвоєнню матеріалу.

Чому саме таке? В межах експерименту нами було також встановлено, що існуючі відеоуроки в мережі Internet не дають очікуваного ефекту в навчальному аспекті. Шляхом анкетування, опитування та аналізу результатів було виокремлено ряд основних факторів, які негативно впливають на якісний показник навчання, серед них наступні: банальні лінь та відсутність мотивації; можливості мережі Internet надають більш значимі для учня види діяльності ніж навчання; перегляд відео уроку створює поверхове розуміння матеріалу і не стимулює подальше його вивчення, фактично створює ситуацію відмови розуміти матеріал глибше; відеоуроки не створюють цілісну систему відеозанять; та інші.

В межах дослідження нами означено поняття відеовізуалізація та на основі експериментальних даних сформульовано основні принципи конструювання відеоматеріалів.

Як відомо, візуалізація це метод представлення інформації у вигляді оптичного зображення.

Відеовізуалізацію ми розуміємо як метод представлення навчальної інформації у вигляді відеоматеріалу.

Як було відмічено раніше, у процесі експерименту ми сформулювали основні принципи конструювання відеоуроків.

Принцип від латинського principium твердження, яке сприймається як головне. У науці, принципи – це загальні вимоги до побудови теорії, сформульовані як те первинне, що лежить в основі певної сукупності фактів. При характеристиці різноманітних систем принципи відображають ті суттєві характеристики, що відповідають за правильне функціонування системи, без яких вона не виконувала б свого призначення.

1. Принцип оптимального обсягу. Відеоматеріал має бути сформований у логічно завершені відеоуроки тривалістю не більше 10 хвилин.

2. Принцип динамічності. Передбачає оптимальність підбору темпу пояснення, стислість викладу, максимальну інформативність, чітку впорядкованість.

3. Принцип опори. Відеоурок має містити матеріал, у вивченні якого учень брав безпосередню участь, продивлявся реально, в умовах фактичного заняття.

4. Принцип наглядності Розуміння цього принципу є традиційним і стосується в переважній більшості змісту та форм подання навчального матеріалу.

5. Принцип ергономічності. Розміщення матеріалу на екрані має бути ергономічним.

6. Принцип науковості. Зміст навчального матеріалу відеоуроку має ґрунтуватися на наукових фактах, поняттях, закономірностях. Форма подання не має суперечити реальним фактам.

7. Принцип системності. Відеоуроки мають бути послідовно впорядковані, класифіковані, логічно пов’язані як з відповідним навчальним матеріалом так і один з одним.

8. Принцип педагогічної доцільності. Відеоурок обов’язково має мати чітко визначену навчальну мету, і відображати суть навчального матеріалу «ключовий момент».

9. Принцип інтеграції. Система відеоуроків має бути узгодженою з іншими інформаційними системами і входити як складова до цілісної системи засобів навчального процесу.

10. Принцип вільного доступу до навчальних матеріалів.

Майбутнє навчальних відеоуроків, на нашу думку визначено. Надалі вони складатимуть значну частину серед навчальних засобів, а відеозапис «ключових моментів» навчального матеріалу є, наразі, принаймні доцільним.

Нижче в табличній формі наведемо перелік назв відеоуроків у навчальному матеріалі курсу алгебра за 11 клас, які утворюють систему відеозанять вивчення теми похідна та її застосування, і коротко окреслимо їх зміст (табл. 1).

Таблиця 1

№	Назва відеофрагменту	Зміст відеофрагменту
1.	Послідовність	Означення послідовності. Приклади
2.	Функція	Означення функції. Область визначення. Область значень. Способи задання функції. Ілюструючі приклади. Складена функція (композиція функцій). Обернена функція
3.	Границя послідовності.	Парадокси Зенона. Означення границі послідовності. Ілюструючі динамічні приклади
4.	Границя функції	Означення границі функції. Ілюструючі динамічні приклади
5.	Основні теореми про границі	Теореми про арифметичні дії з границями функцій в точці, їх доведення
6.	Перша чудова границя	Теорема, її доведення. Приклад застосування
7.	Дробово-раціональні функції	Вертикальна, горизонтальна, похила асимптоти. Дослідження деяких дробово-раціональних функцій
8.	Фізична задача	Визначення швидкості та прискорення тіла в будь-який момент часу, яке рухається з однаковим прискоренням за відомим законом визначення шляху пройденого з часом
9.	Геометрична задача	Аналіз можливості побудови дотичної до графіка функції, заданої аналітично, в довільній точці графіка функції. Побудова дотичної до графіка функції в точці. Поведінка графіка функції в околі точки дотику в залежності від дотичної
10.	Поняття про похідну	Означення похідної. Знаходження похідних функцій за означенням
11.	Похідна суми і добутку функцій	Теореми про похідну суми та добутку функцій, їх доведення. Застосування теорем на практиці
12.	Похідна частки функцій	Теорема про похідну частки функцій, її доведення. Застосування теореми на практиці
13.	Похідна складеної функції	Теорема про похідну складеної функції, її доведення. Застосування теореми про похідну складеної функції на практиці
14.	Рівняння дотичної	Загальний вигляд. Виведення рівняння дотичної
15.	Поведінка функції	Ознаки зростання, спадання функції. Набуття функцією максимальних, мінімальних значень
16.	Друга похідна і опуклість функції	Ознаки опуклості та угнутості графіка функції
17.	Дослідження функцій	Алгоритм повного дослідження функції

Відсутність розуміння учнем матеріалу визначеного третім стовпцем таблиці в певній мірі унеможливлює його якісне подальше навчання математиці.

Процес удосконалення системи сучасної освіти в плані її модернізації в першу чергу має бути спрямований на забезпечення сфери освіти методологіями, технологіями, практичними рекомендаціями щодо створення та використання науково-педагогічних та учбово-методичних розробок, орієнтованих на реалізацію можливостей сучасних інформаційних та комунікаційних технологій. Модернізація по своїй суті передбачає використання сучасних інформаційних технологій переслідуючи удосконалення навчальних методичних систем орієнтованих на розвиток інтелектуального потенціалу учня.

Наразі доцільним є цілеспрямовано організований синтез масового практичного впровадження ресурсів інформаційних технологій та електронно-обчислювальних ресурсів, в межах якого має здійснюватись комплексне розв’язання задач пов’язаних із забезпеченістю суб’єктів навчального процесу якісними навчальними матеріалами і методиками.

Висновки. Основні завдання, що потребують першочергового вирішення наступні:

1) створення інформаційного середовища математичного спрямування для суб’єкта освітнього процесу, тобто забезпечення можливості вивчення і викладання матеріалу тем дисципліни математика з використанням інформаційно-комунікаційних технологій, де це є доцільно і педагогічно виправдано;

2) забезпечення відповідності навчальних матеріалів сучасним освітнім пріоритетам, із врахуванням вікових та індивідуальних особливостей учнів;

3) дотримання фізіологічних норм у навчальному процесі.

РЕЗЮМЕ

Калашников И.В., Калашникова Е.И. Повышение эффективности обучения математике путем видеовизуализации. Рассмотрены пути повышения эффективности обучения математике путем использования системы видеоуроков. Выделены основные принципы конструирования видео уроков (принципы оптимального объема, динамичности, опоры, наглядности, эргономичности, научности, системности, педагогической целесообразности, интеграции и свободного доступа к учебным материалам). Авторами статьи определены основные задачи, требующие первоочередного решения: создание информационной среды математического направления для субъекта образовательного процесса, обеспечение соответствия учебных материалов современным образовательным приоритетам, с учетом возрастных и индивидуальных особенностей учащихся, соблюдение физиологических норм в учебном процессе.

Ключевые слова: математика, видеоурок, видеовизуализация, принципы конструирования видеоуроков.

SUMMARY

І. Kalashnikov, Е. Kalashnikovа. Increase teaching mathematics ways videovizualizatsiyi. Ways of improving the efficiency of learning mathematics through video tutorials. The basic principles of designing video tutorials (principles of optimal, dynamic resistance, nahlyadnosti, ergonomics, scientific, systematic, educational appropriateness, integration and easy access to learning materials). The authors have identified the main tasks that require urgent solution: creating an information environment mathematical orientation to the subject of the educational process, ensuring compliance training materials modern educational priorities, taking into account the age and individual characteristics of students, respect the physiological norms in the classroom.

Keywords: mathematics, video tutorial videovizualizatsiya, the principles of designing video tutorials.

УДК 378.14:004

Л.А. Карташова

Київський національний лінгвістичний університет, м.Київ