Беспалов П.В. полагает, что в результате эффективного компьютерного обучения должна быть сформирована информационно-технологическая компетентность. Она не сводится к разрозненным знаниям и умениям работы с компьютером, а является интегральной характеристикой целостной личности обучающихся, предполагающей ее компьютерную направленность, мотивацию к усвоению соответствующих знаний и умений, способность к решению мыслительных задач в учебной и профессиональной деятельности с помощью компьютерной техники, владение приемами компьютерного мышления.
Компьютерная компетентность формируется как на этапе изучения компьютера, так и при его применении в качестве средства дальнейшего обучения. И в том и другом случаях ей соответствуют определенные личностные качества и мотивация обучающихся. [ ]
Применение методов математического моделирования, использования ПЭВМ усиливает практическую направленность многих геометрических задач. В результате деятельность по изучению предмета становится более интересной, качественной и эффективной. В имеющихся учебниках геометрии представлены задачи трех типов: на вычисление, на построение и на доказательство.
Каждый учебный предмет может выявить и развить различные способности учащихся. Геометрия имеет большие потенциальные возможности для развития пространственного воображения, логического мышления, практических действий, связанных с моделированием геометрических и реальных объектов.[ ]
При решении геометрических задач формируются и развиваются общеобразовательные и профильные умения и навыки:
- соотносить плоские геометрические фигуры и трехмерные объекты с их описаниями, чертежами, изображениями;
- анализировать взаимное расположение геометрических фигур;
- изображать фигуры, выполняя чертеж по условию задачи;
- распознавать корректно и некорректно сформулированные условия задач и уметь правильно сориентироваться в конкретной ситуации;
- применять координатно-векторный метод для вычисления отношений, расстояний и величин углов;
- строить сечение многогранников и изображать сечение тел вращения;
- моделировать несложные практические ситуации на основе изучения свойств геометрических фигур и отношений между ними;
- исследовать решения задач с параметрическими данными.
В процессе решения стереометрических задач используется образное «правополушарное» мышление, которое является основой развития пространственных представлений. Чтобы добиться хороших геометрических знаний, способствующих развитию практических умений учащихся необходимо привить им не только навыки рисования от руки, но и графического моделирования с помощью компьютера.
Для того чтобы подготовку будущего учителя математики в педагогическом вузе ориентировать не только на овладение им фундаментальными математическими основами, но и на развитие способности к обоснованию собственных методических действий, умения осуществлять педагогическую рефлексию, стремления учитывать собственные индивидуальные особенности при проектировании и планировании педагогической деятельности, необходимо уделить большое внимание его компьютерной компетентности. Разрабатывая программы для элективных курсов студентам педагогических специальностей кафедра информатики СГПИ основной акцент делает на то, чтобы будущие учителя-предметники постигли методику самостоятельного применения в своей предстоящей повседневной работе нового учебного инструмента, новой формы ведения урока, новых типов представления учебных материалов, научились эффективно и творчески использовать те обучающие продукты, которые им представляют разработчики.
При этом на занятиях студентам-математикам необходимо показать такие решения геометрических задач, которые имеют преимущества перед традиционным решением.
К примеру, изучение первых разделов стереометрии начинается, как правило, с рассмотрения прямых и плоскостей в пространстве. Затем вводится понятие двугранного угла, и наконец, естественным образом возникают многогранники. Однако школьники хорошо знакомы с многогранниками уже к началу изучения стереометрии: в жизни им не раз приходилось иметь с ними дело. Учащиеся имеют определенный запас интуитивных представлений о свойствах простейших многогранников. Этот запас можно использовать при изучении первых разделов стереометрии. А именно, не вводя формальных определений многогранников, демонстрировать на компьютерных моделях различные утверждения, относящиеся к взаимному расположению прямых и плоскостей. При таком подходе изучение становится наглядным, менее формальным, а работа с многогранниками начинается раньше.
Многие свойства геометрических фигур становятся очевидными, если рассматривать не статичные фигуры, а наблюдать, что происходит с ними при изменении размеров и форм. Возможность «покрутить», «растормошить» геометрический объект дает компьютер. Можно продемонстрировать это на примере мультимедийной программы, например программы «Живая геометрия».
Попробуем ответить на вопрос: как расположены друг относительно друга высота, биссектриса и медиана треугольника, проведенные из одной вершины? Для поиска ответа полезно поэкспериментировать: рассмотреть несколько различных треугольников, и тогда сформулировать гипотезу. Но это достаточно трудоемко. Программа «Живая геометрия» позволяет «потянуть» треугольник за вершину, оставляя на месте одну из его сторон. При этом взаимное расположение медианы, биссектрисы и высоты остается неизменным.
Приведем еще один яркий пример использования указанной программы при изучении понятия симметрии. На экране проводится вертикальная прямая (ось симметрии), с одной стороны от нее рисуется любое существо, например собака. Затем собака симметрично отражается и детям говорится, что она смотрит на себя в зеркало. Потом животное начинает «делать зарядку» (с помощью компьютерной мыши) перед зеркалом: крутить хвостом, поднимать лапы и т.д. Его отражение повторят все эти действия. И наглядно, и забавно.
Создание условий для эффективного воспитания нового типа мышлений у школьников неразрывно связано с формированием этого типа мышления у школьных учителей. Для этого необходимо решить задачи, продиктованные информатизацией образования: обучить педагогов не только основам работы на компьютере и информационного обеспечения текущей работы учителя, но вызвать потребность у предметника, в первую очередь у геометра, в разработке методики использования компьютера при обучении своему предмету, в поиске области эффективного приложения и использования компьютера. Остается нерешенной проблемой - создание учебно-методического комплекса для учителей, который включал бы в себя программу и учебный план, учебное пособие, дидактический материал – комплект описаний практических занятий, методические рекомендации для преподавания предмета с использованием компьютерных средств.
Компьютер все больше играет роль эффективного средства учебно-воспитательной деятельности, является инструментом обработки и анализа педагогической информации, инструментом управления и организации учебно-воспитательного процесса.
В научной литературе отмечаются следующие возможные применения компьютера в процессе обучения:
- средство иллюстрации текста учебника;
- средство имитации работы различных устройств и объектов;
- средство моделирования различных явлений и процессов;
- виртуальная лаборатория;
- роль тренажера, позволяющего учащимся закреплять знания, умения и навыки;
- вычислительное устройство;
- информационно-справочная система.
При этом нельзя считать компьютер неотъемлемым средством обучения. Т.Вамош по этому поводу пишет: «Компьютерное обучение не должно занимать центральное место. Оно призвано содействовать достижению общеобразовательных целей, не превращаясь при этом в основное средство передачи знаний».
Компьютер никогда не будет наставником учащихся, это под силу лишь учителю. Компьютер не должен подменять собой взаимоотношения между учителем и учеником, в противном случае образование утратит гуманитарный аспект.
Ограниченность применения компьютеров в учебном процессе диктуется, в первую очередь, социально-педагогическими причинами. Компьютеры не должны править высшими человеческими ценностями, а должны служить им. Т.Вамош, В.Далингер обеспокоены ростом технократических тенденций в обществе в целом и в сфере образования в частности. Указаны следующие негативные последствия: утрата традиционных человеческих культурных ценностей вследствие усиленного акцента на технизацию обучения; унификация образования и постепенное исчезновение межличнсотных контактов; единобразие мышления в результате использования унифицированной технологии.
Компьютер не в состоянии передавать тонкие различия и нюансы прямой человеческой коммуникации, программные педагогичсекие средства передают знания пока упрощенными, усеченными, что унифицирует мышелние школьников. Любая, даже самая передовая технология приведет к успеху лишь тогда, когда будет учтен человеческий фактор.
Эффективность использования педагогических программных средств в обучении зависит от их качества. Педагогические программные средства должны служить мыслительным процессам, лежащим в основе формирвоания тех или иных навыков, то есть акцент в них должен быь сделан на процесс, а не на результат. Только в этом случае учащиеся будут выступать в роли «активных участников учебного процесса, конструирующих собственно мыслительные схемы, а не просто как пассивные получатели информации».
Существуют самые различные подходы к классификации педагогических программных средств. Далингер В.А предложил следующую: