авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ...»

-- [ Страница 2 ] --

Рынок программного обеспечения сегодня крайне изменчив и нестабилен, но тем не менее он находится в непрерывном развитии, и многие технологии обучения программированию уже безвозвратно устарели. Ярким примером того является обучение в средах Turbo Pascal и QBasic. Эти две среды, активно использующиеся в настоящее время в школьных курсах, уже не соответствуют уровню развития современных сред разработки, к тому же консольный интерфейс неудобен и, зачастую, препятствует адекватному восприятию учебного материала. Более того, два этих языка не поддерживают принципы объектно ориентированного подхода, а ведь именно на этом подходе основаны методики разработки большинства современного программного обеспечения. Но, несомненно, в погоне за объектно ориентированными технологиями не стоит забывать об алгоритмической части программирования, ибо использование эффективных алгоритмов — это неотъемлемая часть любого процесса разработки программного обеспечения.

Следовательно, для обеспечения эффективного образовательного процесса необходимо использовать среду, которая, основываясь на образовательных стандартах, позволяла бы обучать работе с современной средой и современным языком. Так же, логично было бы предположить, что обучение программированию необходимо начинать как можно раньше, а именно в 4-5 классе. Следовательно, среда должна обладать удобным красочным интерфейсом, который мог бы привить ребёнку интерес к программированию и в форме игры обучить такой сложной технологии, как объектно-ориентированный подход. Но невозможно подобрать одно приложение, которое бы позволило производить образовательный процесс на протяжении всего школьного курса, поэтому необходимо подобрать линейку программных продуктов, обладающих однотипным синтаксисом, и позволяющих плавный переход между ступенями.

Учитывая современную ситуацию на рынке операционных систем и программного обеспечения, разумнее всего выбрать язык Java, так как он не зависит от платформы и наиболее полно соответствует принципам ООП.

Синтаксис Java был наследован от языка программирования C++, который в свою очередь наследовал синтаксис языка С. Следовательно, проблем с переходом между этими языками должно возникнуть меньше, нежели в случае с Pascal и Basic. Свободное программное обеспечение же будет наиболее подходящим для школы, так как не требует лицензионных отчислений и доступно для изменения и дополнения.

Наиболее подходящими под вышеописанные критерии являются программы Alice и BlueJ. Рассмотрим каждую из них подробнее.

Среда разработки Alice была создана в ходе совместного научного проекта университета Карнеги Мелон и университета Сент-Джезефа под руководством доктора компьютерных наук Ванды Данн (Wanda Dann). Alice — это инновационная среда разработки трёхмерной мультипликации с использованием объектно-ориентированного синтаксиса. Процесс программирования происходит в увлекательной форме творческого процесса.

Ученик помещает объекты из галереи в окно трёхмерного мира и экспериментирует с ними. Каждый объект представляет собой иерархию классов, у каждого из которых есть свои, а также наследуемые, методы и свойства.

Главная программа является методом класса World(Мир), следовательно можно, аналогично главной программе, описать метод любого класса (например виражи самолётика на рис.1). Также присутствует поддержка действия по событию (вкладка Events на рис. 1).

Рис. 1. Главное окно Alice в ходе написания программы Для поощрения творческой деятельности учащегося в Alice присутствуют конвертеры, который позволяют экспортировать работу ученика в видео-файл или в Java-апплет, который можно опубликовать на web-сайте.

Рис. 2. Видеоролик созданной программы Для продолжения образовательного процесса вплоть до выпускных классов подходит BlueJ. BlueJ это также продукт научной деятельности двух университетов: университета Деакин (Мельбурн, Австралия) и университета Кент (Кентербери, Великобритания) при поддержке Sun Microsystems.

BlueJ представляет собой упрощённый интерфейс полнофункциональной среды разработки Java. Проектирование программного проекта в BlueJ происходит с помощью создания диаграммы классов, а также непосредственной работы с кодом. Более того, в BlueJ входит удобный отладчик, а также комплекс утилит, позволяющий создать полноценное Java приложение.

Рис. 3 Среда разработки BlueJ в действии Известная среда разработки Netbeans позволяет установить BlueJ как плагин. Таким образом, ученик сможет полноценно использовать удобство и простоту BlueJ, постепенно привыкая к промышленной среде разработки.

Итак, данный комплекс свободного программного обеспечения подойдёт для любой школы, которая решит создать класс изучения информационно компьютерных технологий. Это наиболее эффективное ценовое решение, которое к тому же представляет абсолютную независимость от производителя как программного обеспечения, так и операционной системы.

Информационные технологии на базе свободного программного обеспечения Е.В. Андропова, М.А. Губин, Т.Н. Губина г. Елец На сегодня в школе, как и в некоторых других сегментах рынка, преобладают закрытые операционные системы и платформы (MS-DOS, Windows), и прикладные программные продукты (Microsoft Office, Photoshop, Corel Draw и др.) Однако данное программное обеспечение требует значительных денежных средств на их приобретение. В связи с этим, в настоящее время разрабатывается концепция перевода учебно воспитательного процесса школы на свободное программное обеспечение, которое практически ни в чем не уступает по своим функциональным возможностям проприетарному ПО, а в некоторых аспектах и превосходит его.

Учитывая тот факт, что школьное образование в целом предназначено для того, чтобы прививать базовые основы работы на ЭВМ и способность к самообучению, самообразованию, а не простое запоминание принципов работы в конкретном программном продукте, данный переход не отразится на требованиях к обязательному минимуму содержания образования по информатике.

В 2007-2010 гг. в рамках приоритетного национального проекта «Образование» в части «Разработка и апробация пакета свободного программного обеспечения для общеобразовательных учреждений РФ»

проводится обеспечение лицензионной поддержкой стандартного (базового) коммерческого пакета программного обеспечения всех общеобразовательных учреждений РФ до 2010 года и проведение апробации использования пакета свободного программного обеспечения (ПСПО) в общеобразовательных учреждениях 3 субъектов РФ (Республика Татарстан, Пермский край и Томская область).

Авторы статьи, согласно договора о сотрудничестве с МОУ-гимназией № 11 г. Ельца Липецкой области на 2008-2009 учебный год, создали на базе школы Федеральную Пилотную площадку внедрения пакета свободного программного обеспечения, разрабатываемого российской компанией ALT Linux в рамках исполнения Государственного контракта по внедрению ПСПО в образовательных учреждениях РФ.

Суть данного проекта — сотрудничество вуза и школы с целями:

- отработки процедуры внедрения ПСПО в средних учебных заведениях;

- проведения оценки целесообразности, успешности применения и степени готовности программного состава дистрибутива ПСПО к использованию в учебном процессе;

- разработки и внедрения учебного курса «Информационные технологии на базе ПСПО» в учебный процесс школы.

Целью данного курса является знакомство учащихся с операционной системой Linux, принципами работы в ней и прикладных программах, основам работы в офисном пакете OpenOffice.org, а также привитие учащимся навыков проведения учебно-исследовательской работы с использованием современных информационных технологий.

В период реализации Концепции профильного образования на старшей ступени особо актуальным является внедрение в процесс обучения информатике и информационным технологиям таких систем и программ, которые дают возможность учащимся раскрыть свои умственные и творческие способности, получить основные профессиональные навыки и определить курс своей будущей карьеры. Также учащимся необходимо привить умения и навыки компьютерного моделирования, которое является одним из приоритетных направлений в прикладных науках. Такую возможность дает свободный пакет символьной математики Maxima.

Учебный курс ориентирован на учеников 9-11 классов экономического и физико-математического профилей.

Программа рассчитана на 34 ч в год (1 час в неделю). Программой предусмотрено проведение:

- учебно-исследовательских работ – 4;

- контрольных работ – 3;

- работ практикума – 20.

В процессе изучения предлагаемого курса учащиеся должны отработать практические навыки по работе в ОС Linux, офисном пакете OpenOffice.org, по решению математических задач с использованием компьютера, который становится их помощником в учебе, изучить аспекты практического применения прикладных пакетов (графических, мультимедийных, коммуникационных). Граница между теоретическими и практическими занятиями является условной. Сообщение теоретических сведений сопровождается большим количеством примеров.

Учитель может самостоятельно выбирать формы и методы работы с учащимися с учетом основополагающтх дидактических принципов.

Примерный тематический план занятий 10 класс (34 часа) Тема Кол-во часов Политика свободного лицензирования. История Linux: от ядра к дистрибутивам. Знакомство с ОС Linux Графический интерфейс. Графическая оболочка KDE Терминал и командная строка Работа с прикладными программами. Учебно-исследовательская работа Контрольная работа Основы работы с OpenOffice.org Writer Основы работы с OpenOffice.org Calc Основы работы с OpenOffice.org Impress Контрольная работа Знакомство с системой Maxima. Основные объекты, функции и команды системы Maxima Вычисление значений выражений. Команды преобразования выражений Графические возможности системы Maxima Решение уравнений и их систем Учебно-исследовательская работа Вычисление производных Контрольная работа Работа в прикладных программах ОС Linux Разработка приложений средствами OpenOffice.org. Учебно- исследовательская работа Решение математических задач в Maxima. Учебно- исследовательская работа 11 класс (34 часа) Тема Кол-во часов Политика свободного лицензирования. История Linux: от ядра к дистрибутивам. Знакомство с ОС Linux Графический интерфейс. Графическая оболочка KDE Терминал и командная строка Работа с прикладными программами. Учебно-исследовательская работа Контрольная работа Основы работы с OpenOffice.org Writer Основы работы с OpenOffice.org Calc Основы работы с OpenOffice.org Impress Контрольная работа Знакомство с системой Maxima. Основные объекты, функции и команды системы Maxima Вычисление значений выражений. Команды преобразования выражений Графические возможности системы Maxima Решение уравнений и их систем Вычисление производных и интегралов. Проведение исследований функций. Учебно-исследовательская работа Контрольная работа Работа в прикладных программах ОС Linux Разработка приложений средствами OpenOffice.org. Учебно- исследовательская работа Решение математических задач в Maxima. Учебно- исследовательская работа Содержание курса Политика свободного лицензирования. История Linux: от ядра к дистрибутивам. Знакомство с ОС Linux Рассматривается история понятия «свободное программное обеспечение»

и свободных лицензий. Кратко излагается история разработки ядра Linux, появления и развития дистрибутивов, русификации Linux. Обзорно рассматривается дистрибутив ALT Linux. Рассматриваются основные вопросы и проблемы, с которыми пользователь может столкнуться при инсталляции ОС Linux. Даются рекомендации по принятию мер предосторожности.

Производится создание разделов на HDD и установка ОС ALT Linux.

Рассматривается использование загрузчика LILO.

Графический интерфейс. Графическая оболочка KDE Рассматривается графический интерфейс, который обеспечивает дополнительные удобства для пользователя, в частности, возможность запуска программ в отдельных окнах, обозначения программ (или других объектов) в виде маленьких картинок (пиктограмм, значков, иконок), возможность оперировать с объектами с помощью мыши, а также большую плотность информации на том же пространстве экрана. Обсуждается технология X Window System: протокол X11, X-сервер и X-клиент.

Описываются основные графические интерфейсы (KDE, Gnome, IceWM), функциональность диспетчеров окон и сред рабочего стола, доступных в Linux.

Терминал и командная строка Описывается взаимодействие пользователя с системой посредством терминального устройства и интерпретатора командной строки. Даются основные понятия интерфейса командной строки: команда, параметр, разделитель, ключ. Кроме того, описывается устройство подсистем помощи Linux (man и info) и способы их использования.

Работа с прикладными программами Дается обзор различных прикладных программ, включенных в установленный дистрибутив Linux. Рассматриваются программы: редактор растровых изображений GIMP, редактор векторной графики Inskape, редактор 3D-моделирования Blender, просмотрщик изображений Kview, веб-браузеры Mozilla FireFox и Konqueror, программа обмена сообщениями Kopete, медиаплеер Kaffeine, запись CD и DVD дисков K3b, архиватор Ark.

Основы работы с OpenOffice.org Writer Рассматриваются основные принципы работы в текстовом процессоре Writer. Приводятся способы быстрой работы с файлами, методы эффективной работы с текстом, включая поиск и замену, копирование и вставку с использованием буфера обмена, режим дополнения слова, применение специальных символов. Особое внимание уделяется форматированию текста и подготовке документа к печати.

Основы работы с OpenOffice.org Calc Рассматриваются основные принципы работы с электронными таблицами Calc. Описываются основные элементы главного окна Calc, методы управления файлами, способы навигации по ячейкам и листам электронной таблицы. Показаны способы настройки Calc для оптимизации работы с данными и для печати отчетов.

Основы работы с OpenOffice.org Impress Рассматриваются принципы создания слайд-шоу (презентаций) с использованием Impress и включает инструкции, снимки экрана и полезные советы по созданию презентаций. Кроме обзора рабочих областей Impress и основных инструментов большая часть занятия посвящена планированию презентаций и выбору способа подачи материала.

Знакомство с системой Maxima. Основные объекты, функции и команды системы Maxima Понятие «система компьютерной математики». Понятие «графический интерфейс». Графический интерфейс wxMaxima системы Maxima, структура окна программы, особенности работы с программой. Команда, ячейки ввода и вывода, строка ввода. Синтаксис языка системы. Работа с числовыми выражениями. Функция автоупрощения.

Вычисление значений выражений. Команды преобразования выражений Понятия «команда», «функция» системы Maxima. Правила задания имен переменных, выражений, функций пользователя. Встроенные математические функции и правила их использования в записи математических выражений.

Запись встроенных констант. Использование условного оператора для задания многозначных функций. Команды и функции упрощения рациональных и иррациональных выражений. Работа с тригонометрическими выражениями.

Доказательство тождеств. Решение задач.

Графические возможности системы Maxima Двумерные и трехмерные графики. Графические возможности системы Maxima. Способы построения графиков различных функций средствами системы Maxima. Решение уравнений графическим способом. Учебно исследовательская работа Решение уравнений и их систем Команды системы Maxima для решения линейных, нелинейных, иррациональных уравнений в символьном виде. Обобщение и систематизация знаний и умений учащихся по линии «Уравнения», «Системы уравнений».

Возможности системы Maxima по решению систем линейных и нелинейных алгебраических уравнений в символьном виде.

Вычисление производных и интегралов. Проведение исследований функций Команды системы Maxima для нахождения производных функций одной и нескольких переменных, команды нахождения значений определенных и неопределенных интегралов. Применение системы Maxima для решения задач на нахождение площадей криволинейных трапеций, к исследованию функций и построению графиков.

Работа в прикладных программах ОС Linux Знакомство с образовательными программами: обучения географии KGeography, химии Kalzium, астрономии Stellarium, геометрии Kig, создания графических изображений на основе шаблонов TuxPaint, клавиатурный тренажер Ktouch.

Литература 1. Курячий Г.В., Маслинский К.А. Операционная система Linux. - М., ALT Linux, 2008.

2. Документация ALT Linux (входит в дистрибутив) (эл.в.).

3. Беккерман Е.Н., Жексенаев А.Г. и др. Обзор некоторых образовательных программ в ОС Linux на примере KdeEdu и Gcompris (Обзор образовательных пакетов). - Москва, 2008.

4. Жексенаев А.Г. Основы работы в растровом редакторе GIMP. - Москва, 2008.

5. Немчанинова Ю.П. Обработка и редактирование векторной графики в Inkscape. - Москва, 2008.

6. Стахин Н.А. Основы работы с системой аналитических (символьных) вычислений Maxima. - Москва, 2008.

7. Овчинникова Е.Н. Практикум по OpenOffice.org. – СПб, СПбАППО, 2007.

8. Хахаев И., Машков В. и др. OpenOce.org: Теория и практика. - М.: ALT Linux ;

БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.

Оптимизация учебно-исследовательской деятельности по математике средствами информационных технологий Т.Н. Губина, И.И. Печикин г. Елец При организации учебно-воспитательного процесса в школе неотъемлемой формой работы должна быть форма, при которой проводится обобщение и систематизация знаний учащихся по изученному материалу. В особенности это важно в преподавании такого предмета, как математика. Как показывает опыт работы, у большинства учеников имеются фрагментарные знания по темам школьного курса математики. Учащиеся запоминают решение часто встречающихся задач, у них нет целостного восприятия решаемой проблемы, они не умеют анализировать, видеть проблему в целом и выделять метод решения из «целого». Таким образом, происходит «натаскивание» ученика на выполнение каких-то операций (приемов).

Под значимым учением подразумевают учение, которое не является простым накоплением фактов, а изменяет поведение человека в настоящем и будущем, его отношения и его личность [1, с.62]. Важно, чтобы ученики умели работать с имеющейся информацией, умели добывать необходимый учебный материал, умели грамотно систематизировать, логически распределять имеющиеся данные.

Действительно, образовательный процесс должен быть построен так, что операции (приемы) решения математических задач учеником должны быть осмыслены, взаимосвязаны, ученик должен уметь самостоятельно выбрать наиболее подходящий прием решения задачи.

Один из способов решения выше обозначенной проблемы — организация учебно-исследовательской деятельности учащихся на уроке или во внеурочное время.

Исследовательская деятельность учащихся — это деятельность, посредством которой достигается одна из важнейших целей современного школьного образования: научить детей самостоятельно мыслить, ставить и решать проблемы, привлекая знания из разных областей;

развить исследовательский тип мышления у учащихся;

научить прогнозировать вариативность результатов исследования.

Учебное исследование рассматривается в педагогике как деятельность, направленная на создание качественно новых ценностей, важных для развития личности [1, с 420].

Учебно-исследовательская деятельность активизирует мыслительную деятельность, развивает познавательную активность, возможность осознанно получать знания и использовать их, способствует формированию целостного подхода к решению проблемы (задачи), направлена на получение новых знаний на основе уже имеющихся, развивает исследовательскую позицию к миру, самому себе, формирует или расширяет кругозор, способствует развитию логического мышления.

По мнению ученых Н.Л. Стефановой, Н.С. Подходовой, В.В. Орлова и др.

[3, с.332-333], учебно-исследовательская деятельность учащихся — это деятельность, для которой характерны:

– внутренняя мотивация;

– специальные структурные компоненты (этапы): выделение проблемы, организация и анализ данных, выдвижение гипотезы, проверка гипотезы, формулирование выводов;

– недетерминированность (неполная детерминированность) действий, то есть незнание (или неполное знание) того, какие действия надо выполнить для разрешения проблемы исследования;

– высокая степень самостоятельности учащегося при осуществлении отдельных ее этапов или УИД в целом;

– получение объективно или субъективно нового результата, обогащающего систему знаний учащегося.

Математика — это дедуктивная наука, оперирующая абстрактными объектами, в рамках которой истина устанавливается не экспериментальным, а логическим путем, доказательством. Поэтому исследовательская деятельность при изучении математики является преимущественно мыслительной.

Учебное исследование при изучении математики имеет свою специфику и определяется степенью новизны. Ученые отмечают, что в научном исследовании результат является объективно новым, в учебном — новизна результата может быть субъективна [3, с. 334].

Современное понимание исследовательской деятельности учащихся позволяет отнести учебные исследования в предметной области математика к исследовательскому поиску.

Таким образом, основной целью учебно-исследовательской деятельности по математике является приобретение учащимися функционального навыка исследования, развитие исследовательского типа мышления, активизация познавательной деятельности учащегося на основе приобретения субъективно новых знаний. Целью учебно-исследовательской деятельности может быть не только конечный результат (знание), но и сам процесс, в ходе которого развиваются исследовательские способности учащихся за счет приобретения ими новых знаний, умений и навыков, тренировки уже развитых, расширение кругозора [1, с.22].

Прежде чем организовать учебно-исследовательскую деятельность учащихся, учитель должен уяснить для себя содержание и объем предстоящей работы. В связи с этим требуется:

• выбрать тему исследования, поставить проблему исследования;

• изучить материал по проблеме исследования;

• выдвинуть гипотезу;

• постановить цель исследования;

• выполнить планирование хода исследования, выбор методов исследования, составить план исследования, сформулировать гипотезу исследования.

По окончании учебно-исследовательской работы подвести итоги работы учащихся, оформить полученные результаты, сделать выводы.

Учитывая современное оснащение компьютерной техникой школ и разнообразие прикладных программ различной направленности, востребованность специалистов, владеющих современными средствами информационных технологий, считаем целесообразным использование этих средств при организации учебно-исследовательской деятельности.

В качестве примера организации учебно-исследовательской деятельности учащихся с использованием средств информационных технологий рассмотрим фрагмент урока, направленный на обобщение и систематизацию знаний и умений учащихся по теме «Квадратные уравнения». Она изучается в 9 классе, является одной из основных тем школьного курса математики, на материале этой темы базируются многие задачи, которые предстоит научиться решать ученикам. Важным при изучении квадратных уравнений является выведение на осознанный уровень у учащихся методов решения квадратного уравнения графическим и аналитическим способами. Для достижения этого можно организовать по данной проблеме учебно-исследовательскую работу после того, как ученики уже изучили аналитический способ решения квадратного уравнения (через дискриминант) и научились строить график квадратичной функции.

Решение проблемы сопровождается выкладками в системе компьютерной математики Maxima. Предполагается, что у учеников имеются навыки решения квадратных уравнений и построения графиков функций на плоскости в Maxima.

Проблема: «Как взаимосвязаны между собой квадратное уравнение a x 2b xc=0, a0 и график квадратичной функции y=a x 2 b xc= ?».

Оформление учебно-исследовательской работы.

Объектная область исследования: математика.

a x 2 b xc=0, a0, квадратичная Объект: квадратное уравнение функция y=a x 2 b xc.

Предмет исследования: решения квадратного уравнения, график квадратичной функции.

Цель исследования: установить и обосновать взаимосвязь решений квадратного уравнения и соответствующего этому квадратному уравнению графика квадратичной функции.

Методы исследования: анализа и синтеза, визуализации данных, аналитический.

Гипотеза исследования: квадратное уравнение, как и любое уравнение, может не иметь решений, может иметь бесконечно много решений, может иметь два корня (так как степень уравнения равна 2). Каждому из этих возможных вариантов решения соответствует определенное расположение графика уравнения.

Аналитический метод решения квадратного уравнения: для решения квадратного уравнения вычисляем дискриминант по формуле D=b 24 a c.

Далее смотрим на дискриминант: если D0, то уравнение действительных корней не имеет;

если D=0, то уравнение имеет два кратных b действительных корня x 1,2= ;

если D0, то уравнение имеет два 2a b± D различных действительных корня x 1,2=.

2a Графический метод решения квадратного уравнения: левая часть уравнения является квадратичной функцией y=a x 2 b xc, график — парабола.

Возможные варианты расположения графика квадратичной функции:

1. Если коэффициент а0, то ветви параболы направлены вниз:

1.1. точек пересечения с осью ОХ нет: парабола лежит в нижней полуплоскости 1.2. точка пересечения с осью Ох одна: парабола лежит в нижней полуплоскости и касается оси Ох 1.3. точек пересечения с осью Ох две: парабола лежит и в верхней, и в нижней полуплоскости 2. Если коэффициент а0, то ветви параболы направлены вверх:

2.1. точек пересечения с осью ОХ нет: парабола лежит в верхней полуплоскости 2.2. точка пересечения с осью Ох одна: парабола лежит в верхней полуплоскости и касается оси Ох 2.3. точек пересечения с осью Ох две: парабола лежит и в верхней, и в нижней полуплоскости.

Составим таблицу возможных случаев, которые могут возникнуть при решении квадратного уравнения. Для визуализации полученных результатов воспользуемся системой компьютерной математики Maxima.

1. а 1.1. a=3, b=1, c= Уравнение: 3 x 2 x10=0 Функция: y=3 x 2 x Дискриминант: График в Maxima:

D=b 24a c=1120= уравнение не имеет действительных корней.

Ветви направлены вверх. Точек пересечения с осью Ох нет.

Аналитическое решение в системе Maxima:

Найдены два комплексных корня, действительных корней нет.

1.2. a=3, b=10,c= Уравнение: 3 x 210 x1=0 Функция: y=3 x 210 x Дискриминант: График в Maxima:

уравнение имеет действительных корня:

10 88 5 x 1= = 6 5 x 2= Ветви направлены вверх. График пересекает ось Ох в 2 точках Аналитическое решение в системе Maxima:

Найдены два действительных корня.

1.3. a=4, b=12, c= Уравнение: 4 x 212 x9=0 Функция: y=4 x 212 x Дискриминант: График в Maxima:

D=b 4a c=144144= уравнение имеет 2 кратных действительных корня.

12 x 1,2= = 8 Ветви направлены вверх. График касается оси Ох в одной точке Аналитическое решение в системе Maxima:

Найден один действительный корень 2 кратности.

2. а 2.1. a=3, b=1, c= Уравнение: 3 x 2 x10=0 Функция: y=3 x 2 x Дискриминант: График в Maxima:

D=b 24a c=1120= уравнение не имеет действительных корней.

Ветви направлены вниз. Точек пересечения с осью Ох нет Аналитическое решение в системе Maxima:

Найдены два комплексных корня, действительных корней нет.

2.2. a=3, b=10, c= Функция: y=3 x 210 x Уравнение:

3 x 210x1= Дискриминант: График в Maxima:

D=b 24a c=10012= уравнение имеет действительных корня:

5 x 1= 5 x 2= Ветви направлены вниз. График пересекает ось Ох в 2 точках Аналитическое решение в системе Maxima:

Найдены два действительных корня.

2.3. a=4, b=12, c= Функция: y=4 x 212 x Уравнение:

4 x 2 12 x9= Дискриминант: График в Maxima:

D=b 24a c=144144= уравнение имеет 2 кратных действительных корня.

12 x 1,2= = 8 Ветви направлены вниз. График касается оси Ох в одной точке Аналитическое решение в системе Maxima:

Найден один действительный корень 2 кратности.

Общие выводы:

Если квадратное уравнение не имеет решений, то график функции не пересекает ось Ох. Если уравнение имеет два кратных корня, то парабола касается оси Ох в одной точке. Если уравнение имеет два различных корня, то парабола пересекает ось Ох в двух точках.

Таким образом, авторы статьи считают, что важнейшим результатом учебно-исследовательской деятельности учащихся по математике является добывание, выведение знаний, новых для самого учащегося, на осознанный уровень;

формирование интереса к познавательной, экспериментальной деятельности;

совершенствование исследовательских умений учащихся;

ориентация на дальнейшее продолжение образования в вузе, а организация учебно-исследовательской деятельности учащихся с использованием возможностей современных информационных технологий, рассматриваемой в контексте школьного образования, видится перспективной и актуальной.

Литература 1. Кикоть Е.Н. Основы исследовательской деятельности: учебное пособие для лицеистов. - Калиниград, 2002.

2. Роджерс К.Р. Взгляд на психотерапию. Становление человека. - М.:

Издательская группа «Прогресс», «Универс», 1994. – 480 с.

3. Современная методическая система математического образования:

коллективная монография / Н.Л. Стефанова, Н.С. Подходова, В.В. Орлов и др.;

под ред. Н.Л.Стефановой, Н.С. Подходовой, В.И. Снегуровой. - Спб: Изд во РГ ПУ им. А.И. Герцена, 2009. - 413 с.

Из опыта проведения уроков по векторной графике в 7-х классах на базе СПО М.О. Карташов г. Липецк Современная компьютерная графика — достаточно широкая область научных знаний, охватывающая методы, технологии и инструментарий создания компьютерных двумерных и трехмерных изображений различного характера, а также интерактивных и анимационных продуктов. Компьютерная графика давно заняла свое место в таких областях, как полиграфия, телевидение, архитектура, дизайн, кино, образование, создание прототипов и имитация динамики, а также в создании компьютерных игр и обучающих программ. Постоянно появляются новые потребители компьютерной графики, требуются новые квалифицированные IT-художники и разработчики компьютерных моделей и представлений.

Область компьютерной графики предполагает художественное направление, творческие моменты и, на первый взгляд, не сопоставляется с понятиями «технологичность», не ассоциируется с понятием «технократичность». Но, объекты, элементы компьютерной графики – модели, изображения, коллажи, векторный арт, – создаются средствами ИКТ, которые технологичны по своей сути. Поэтому возникает проблема, как, используя технологичность ИКТ, сохранить художественные, творческие принципы и индивидуальность обучаемого, контролируя и управляя этим процессом обучения. Именно эта проблема и обуславливает поиск методов и форм в создании дидактической модели обучения и управления ходом учебного процесса в области компьютерной графики.

В связи с тем, что МОУ СОШ № 49 г. Липецка вошла в список учебных заведений, проводящих апробацию ПСПО, возникла необходимость произвести замену программного обеспечения в 7-х классах для изучения векторной графики. Выбор пал на Inkscape 0.46 и OpenOffice.org Draw 2.4.

В первую очередь учащиеся были ознакомлены с интерфейсом Iinkscape, после чего они получили задание нарисовать простейшие геометрические фигуры. Затем был предложен svg-файл со сложным векторным рисунком — автомобилем, над которым должны быть проведены действия по изменению масштаба и пропорций с целью осознания различий между растровой и векторной графикой. Далее тот же файл было предложено открыть в OpenOffice.org Draw. Для закрепления материала были показаны примеры векторных рисунков из свободной коллекции OpenClipart (http://www.openclipart.org/) и предлагалось учащимся разобрать эти рисунки на примитивы, сгруппировать и разгруппировать их.

В качестве следующей темы рассматривалось понятие палитры цветов.

В качестве программного обеспечения использовался только пакет Inkscape.

При изучении темы у учеников возникли первые сложности — они старались использовать инструмент «заливка» вместо выбора цвета объекта. При этом градиентную заливку объектов научились делать практически сразу правильно. Для правильного усвоения темы была объяснена разница между окрашиванием и свойствами границы и самой фигуры.

Следующим этапом была творческая работа в Inkscape для проверки усвоенных навыков. Из трех классов с первого раза за урок не успели справиться 7 человек, со второго — только 1. При этом учащиеся пытались использовать инструмент «3-D объект», который, к сожалению, в данной версии пакета Inkscape приводил к критическому сбою. В связи с этим, тему создания векторных 3D- объектов было решено преподавать на основе OpenOffice.org Draw.

Из арсенала всех примитивов 3D-объектов были использованы такие инструменты как «куб» и «цилиндр» (для 7 класс более чем достаточно).

Кроме этого, были показаны возможности создания тел вращения и трехмерных тел из плоских фигур за счет глубины. Затем были даны примеры и задания по созданию трехмерных объектов со сложной заливкой и не сплошными границами. После этого, была дана творческая работа в OpenOffice.org Draw с обязательным использованием градиентной заливки и трехмерных тел.

На итоговой проверочной работе большинством учащихся был выбран Inkscape — вероятно в силу более разнообразного интерфейса. С итоговой работой смогли справиться все учащиеся.

Таким образом, можно выделить несколько проблемных моментов, возникших в процессе преподавания графики в 7 классах:

1. Необходимо, чтобы ученик отучился от навыков заливки «всего подряд», полученных при изучении простейших растровых редакторов типа Paint.

2. Некоторые технические проблемы пакета Inkscape 0.46 при рисовании трехмерных тел, которые могут быть устранены с помощью обновления версии.

3. Отсутствие в наборе простых в исполнении и при этом красивых векторных рисунков (примеры с OpenClipart слишком сложны для подражания).

Можно сделать вывод о том, что преподавание графики на кросс платформенных свободных продуктах, таких как Inkscape и OpenOffice.org Draw не вызывает никаких затруднений. Проблемы 1 и 3 также характерны для остальных продуктов данной направленности, а проблема 2 свойственна только данной версии продукта и устранена в более поздней.

Разработка элективного курса по математике в средней школе с использованием системы компьютерной математики Maxima Е.В. Андропова, А.Е. Толмачев г.Елец Использование средств информационных и коммуникационных технологий в образовании в средней школе открывает широкие перспективы их внедрения в традиционную модель обучения. В частности, информационные технологии стали активно использоваться в обучении математике в связи с тем, что появилась возможность выбора программного обеспечения, используемого в образовательном процессе. В настоящее время появились бесплатные аналоги проприетарных (коммерческих) систем компьютерной математики (СКМ), например, Maxima, Scilab, Octave, R (для статистических вычислений), которые распространяются на основе лицензии GNU GPL (General Public License). Это особенно важно с той точки зрения, что педагоги при осуществлении своей профессиональной деятельности смогут беспрепятственно использовать свободные программные продукты в учебно-воспитательном процессе школы.

Государственный стандарт общего и полного (среднего) образования по информатике и информационным технологиям не предусматривает изучение универсальных математических пакетов. В связи с этим целесообразно включить изучение СКМ в рамках элективных курсов, предусмотренных в системе профильной подготовки учащихся (физико-математический и информационно-технологический профили). Именно элективные курсы, по существу, и являются важнейшим средством построения индивидуальных учебных программ, которые призваны удовлетворить разнообразные образовательные потребности старшеклассников, сформировать ключевые компетенции выпускника современной школы, приобрести образовательные достижения, востребованные на рынке труда [1].

Рассмотрим возможности использования системы компьютерной мате матики (СКМ) Maxima при изучении математики в рамках интегрированного элективного курса, реализующего межпредметную связь математики и инфор матики. СКМ Maxima обладает средствами выполнения различных числен ных и аналитических (символьных) математических расчетов, от простых арифметических вычислений, до решения уравнений с частными производны ми, средствами конструирования математических моделей, развитыми сред ствами научной графики при построении графиков функций на плоскости и в пространстве в различных системах координат и другими инструментами.

Данный программный продукт является мощным инструментом с многоокон ным графическим интерфейсом, развитой системой помощи, что облегчает его освоение и использование. Его использование позволяет автоматизировать наиболее рутинную и требующую повышенного внимания часть решения.

Остановимся на методических особенностях проектирования и констру ирования интегрированного элективного курса «Применение системы компьютерной математики Maxima в школьном курсе «Алгебра и начала ма тематического анализа».

Пояснительная записка Образовательная область: «Математика».

Данный элективный курс разработан для учащихся 11 класса в рамках профильной подготовки. Курс содержит большое количество практических заданий разного уровня сложности, что позволяет учителю построить для каждого учащегося индивидуальную образовательную траекторию. На первых уроках учащиеся знакомятся с основами работы в СКМ Maxima, изучают графический интерфейс, синтаксис языка программного продукта, встроенные операторы и функции. На последующих уроках учащиеся знакомятся с технологией решения уравнений и неравенств, дифференцированием и интегрированием. Далее основное внимание уделяется построению графиков различных функций в Maxima, проводится их полное исследование.

Курс рассчитан на 34 часа лабораторных занятий в компьютерном классе.

Цель курса состоит в удовлетворении образовательных потребностей старшеклассников средствами системы компьютерной математики Maxima, а так же развития логического мышления, способности к анализу и структурированию задачи;

формировании коммуникативных навыков для личностного развития и профессионального самоопределения.

Для этого решаются задачи: формирования позитивного интереса к математике и информатике;

овладения практическими навыками работы в свободной системе компьютерной математики Maxima;

многоуровневого подхода к формированию системы заданий;

формирования качеств мышления, характерных для математической деятельности.

Организация учебного процесса.

Курс предусматривает организацию учебного процесса в двух взаимосвязанных и взаимодополняющих формах:

- урочная форма, в которой учитель объясняет новый материал и консультирует учащихся в процессе выполнения ими практических заданий на компьютере;

- внеурочная форма, в которой учащиеся после уроков (дома или в школьном компьютерном классе) самостоятельно выполняют в СКМ Maxima предложенные им практические задания.

Образовательные результаты.

После изучения курса учащиеся получат практический опыт работы в СКМ Maxima, что позволит им повысить свою компетентность в области информационных технологий в математике, приобретая начальные профессиональные навыки по данному направлению.

Тематическое планирование элективного курса «Применение системы компьютерной математики Maxima в школьном курсе «Алгебра и начала математического анализа»

Кол-во № Тема занятия часов Знакомство с СКМ Maxima Ввод простейших команд в СКМ Мaxima. Ввод числовой информации, константы, переменные, арифметические 1. операции.

Математические функции. Правило записи функции.

2. Пользовательские функции. Запись выражений.

Решение задач математического анализа 3. Нахождение производной. Неопределенный интеграл. Непосредственное 4.

интегрирование.

5. Нахождение пределов. 6. Определенный интеграл. Площади плоских фигур. Встроенные функции для нахождения аналитических 7. решений дифференциальных уравнений.

8. Общее и частное решение дифференциального уравнения. Общее решение дифференциального уравнения второго 9.

порядка.

Построение графиков функций 10. Степенная функция. 11. Тригонометрические функции. 12. Обратные тригонометрические функции. 13. Показательная и логарифмическая функции. 14. Дискретные графики. Решение уравнений 15. Поиск экстремума. 16. Решение систем уравнений. 17. Итоговая работа. Рассмотрим некоторые возможности, которыми обладает система компьютерной математики Maxima, и методические рекомендации по организации изучения раздела «Решение задач математического анализа», используемые на лабораторных занятиях элективного курса.

СКМ Maxima обладает полноценной функцией для нахождения предела.

Она может принимать три различных варианта списка аргументов, и кроме того, на ее действие влияют еще и три флага. Называется эта функция соответственно ее действию: limit;

и в самом стандартном варианте синтаксис этой функции таков:

limit(функция, переменная, значение_аргумента);

или limit(функция, переменная, значение_аргумента, слева/справа);

Предел слева обозначается minus, а справа – plus.

sin x Пример 1. Вычислить замечательные пределы 1, lim x x exp1.

lim x x x Пример 2. Докажем, что lim =.

x 2 6 x x В примере появился новый ответ системы, означающий, что искомый предел не существует: und (от слова undefined – неопределенный).

Имеем: x 24=20 и x 26 x8=0.

Поскольку выполнены условия теоремы: если существует отличный от нуля предел x=b, а =0, причем функция отлична от нуля вблизи x x точки а, то x =. Следовательно, 2 =.

x 6 x, lim atan Пример 3. Вычислить предел слева и права x x.

lim atan x x Функция diff();

позволяет найти производные как первого, так и более высоких порядков. При наличии у функции нескольких переменных можно найти частную производную по одной из них:

diff(функция, переменная, порядок производной);

По определению, производная функции есть:

f x x f x. Вычислим по определению производную f ' x= lim x x x f x =.

функции: x Сначала введем функцию:

Обратите внимание, что далее в строке %i8, в отличие от присвоения значения переменной, используется комбинация символов ":=" (двоеточие и равно), а затем дается команда найти ее производную по переменной х.

Если функция diff() содержит только один аргумент, то функция diff(выражение);

вычисляет не производную записанного выражения, а полный дифференциал этого выражения. Другими словами, запись diff(f, x);

df равнозначна математическому обозначению dx, а diff(f) – df. Кроме того, функция diff() используется для обозначения производных в дифференциальных уравнениях.

Представленный элективный курс не только обеспечивает межпредмет ные связи, но и дает возможность изучать смежные учебные предметы на про фильном уровне. Использование СКМ Maxima в обучении позволяет активи зировать мыслительную деятельность учащихся, стимулировать поиск новых методов решения задач.

Литература 1. Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область «Информатика» / МО РФ – НФПК. – М.: Вита-Пресс, 2004. – 112 с.

LMS MOODLE в учебном процессе Т.О. Сундукова г. Тула В условиях становления и развития современного информационного общества, вхождения России в мировое образовательное пространство основными приоритетами развития системы образования становятся модернизация и повышение качества образования. Основой эффективной реализации данных направлений является, прежде всего, совершенствование современной педагогической системы, адекватной потребностям общества и функционирующей на базе современных телекоммуникационных технологий и высокоавтоматизированной информационной среды.

Электронное обучение (е-Learning) – это перспективная модель обучения, основанная на использовании новых мультимедийных технологий и Интернета для повышения качества обучения путем облегчения доступа к ресурсам и услугам, а также обмена ими и совместной работы на расстоянии.

На электронное обучение уже сегодня ориентируется большинство передовых образовательных систем мира.

Высокая эффективность образовательных процессов достигается при совместном использовании различных форм электронного обучения с традиционными формами обучения. Такая технология называется смешанным обучением (Blended-Learning).

Целью внедрения электронного обучения в образовательном учреждении является, в конечном счете, повышение качества образования. Задачи же, решаемые непосредственно с помощью электронного обучения могут быть различны и зависят как от структуры самого учебного заведения, так и от этапа развития и ряда других факторов. Тем не менее, на факультете математики, физики и информатики ТГПУ им. Л.Н. Толстого к первостепенным задачам, решаемым с помощью электронного обучения, относим следующие:

• организация самостоятельной работы студентов;

• повышение конкурентоспособности учебного заведения;

• организация смешанного обучения.

На кафедре информатики и методики обучения информатике Тульского государственного педагогического университета им.Л.Н.Толстого активно используется система электронного обучения LMS Moodle (Learning Management Systems – Система управления обучением, Modular Object Oriented Dynamic Learning Environment – Модульная объектно ориентированная динамическая обучающая среда;

http://moodle.org/). Этот программный продукт используется более чем в 100 странах мира университетами, школами, компаниями и независимыми преподавателями.

Преимуществами Moodle являются:

• распространяется в открытом исходном коде – возможность настроить под особенности конкретного образовательного проекта или учреждения, разработки дополнительных модулей, интеграции с другими системами;

• ориентирована на коллаборативные технологии обучения – позволяет организовать обучение в активной форме, в процессе совместного решения учебных задач, взаимообмена знаниями;

• широкие возможности для коммуникации: обмен файлами любых форматов, рассылка, форум, чат, возможность рецензировать работы обучающихся, внутренняя почта и др.

• возможность использовать любую систему оценивания (балльную, словесную) • полная информация о работе обучающихся (активность, время и содержание учебной работы, портфолио) • соответствует разработанным стандартам (AICC, IEEE LOM, эталонные модели SCORM 1.2, SCORM 2004) и предоставляет возможность вносить изменения;

• программные интерфейсы обеспечивают возможность работы людям разного образовательного уровня, разных физических возможностей, разных культур.

LMS Moodle обладает широчайшим набором возможностей для полноценной реализации процесса обучения в электронной среде, среди которых – различные опции формирования и представления учебного материала, проверки знаний и контроля успеваемости, общения и организации студенческого сообщества. При этом все основные опции системы Moodle разрабатывались с ориентацией на педагогику социального конструктивизма, что означает активное вовлечение учащихся в процесс формирования знания и их взаимодействие между собой. При этом, хотя сама система является интуитивной и достаточно простой в использовании, она позволяет реализовать преподавателям креативные проекты различных уровней сложности.

Важнейшими преимуществами использования системы LMS Moodle в учебном процессе вуза являются следующие:

• максимально возможное приспособление учебного процесса к возрастным и индивидуальным познавательным возможностям;

• управляемость учебного процесса и, особенно процесса усвоения информации: в любой момент возможна корректировка со стороны преподавателя;

• обеспечение студенту состояния психологического комфорта, как при изучении нового материала, так и при контроле усвоения знаний, умений и навыков;

• «открытость» информационного поля: объем, и уровень учебной информации может быть сколько угодно высок;

• неограниченные возможности в использовании самых разных методов обучения.

При помощи системы электронного обучения Moodle разработан и внедрен в учебный процесс подготовки учителей информатики в области информационных систем электронный учебно-методический ресурс. В обучении студентов с применением данного ресурса активно используются эффективные методы традиционного обучения в сочетании с технологиями электронного обучения.

Электронный учебно-методический ресурс «Информационные системы»

является основным средством обучения студентов ТГПУ им.Л.Н.Толстого в области проектирования и применения информационных систем в их будущей педагогической деятельности.


Цель данного ресурса – обеспечить повышение эффективности учебного процесса студентов по дисциплинам, связанным с областью информационных систем, посредством сочетания традиционного и электронного обучения.

Электронный учебно-методический ресурс «Информационные системы»

позволяет более эффективно организовать процесс обучения, увеличить объем изучаемого материала по данной дисциплине, дает возможность каждому студенту самостоятельно разбирать теоретический материал и готовиться к лабораторно-практическим занятиям.

Электронный учебно-методический ресурс «Информационные системы», разработанный в LMS Moodle позволяет ставить и реализовывать в процессе обучения, следующие задачи:

• подготовка учителя информатики современного «информационного общества», обладающего навыками работы с различной информацией: ее поиска, понимания и критического восприятия, использования для решения задач различного рода, анализа, синтеза и оценки;

• индивидуализация учебного процесса через определение для каждого студента оптимального объема и содержания учебного материала, а также темпа его усвоения и отбора методов обучения в зависимости от личностных особенностей восприятия информации;

• осуществление компетентностного подхода через решение практико ориентированных задач;

• развитие коммуникационных умений и навыков каждого студента путем организации его общения через форумы, чаты и т.д.;

• формирование и развитие творческих способностей обучающихся;

• формирование у студентов стремления к постоянному самообразованию;

• подготовка профессионально-компетентных кадров в педагогической сфере деятельности.

Методические материалы учебные планы УМК методические рекомендации Учебные материалы УМ 1 УМ 2 УМ N лекции лекции лекции лабораторные лабораторные лабораторные работы работы работы...

самостоятельные самостоятельные самостоятельные работы работы работы Коммуникации Дополнительные материалы Контролирующие материалы форум, чат учебники, учебные пособия контрольные работы внутренняя почта глоссарий тесты рассылка ссылки на Интранет и итоговая аттестация (зачет) Интернет ресурсы обмен сообщениями Рис. 1. Структура электронного учебно-методического ресурса «Информационные системы»

Структура электронного учебно-методического ресурса «Информационные системы» базируется на блочно-модульном принципе построения (рис. 1) и включает в себя следующие блоки:

• методические материалы (учебные планы, УМК, методические рекомендации и указания);

• учебные материалы (блоки с лекциями, лабораторными и самостоятельными работами, отчеты);

• контролирующие материалы (контрольные работы, тесты, итоговая аттестация (зачет));

• дополнительные материалы (учебники, учебные пособия, ссылки на Интранет- и Интернет-ресурсы, глоссарий);

• коммуникации (форум, чат, внутренняя почта, рассылка, обмен сообщениями).

Электронный учебно-методический ресурс «Информационные системы» (рис. 2), представленный инвариантной частью и вариативами, позволяет организовать обучение с группами студентов, сформированными в соответствии со специальностью или направлением. Инвариантное ядро доступно всем зарегистрированным пользователям – участникам курса, а специализированные блоки реализуют дифференцированную подготовку.

Рис.2. Электронный учебно-методический ресурс «Информационные системы» в LMS Moodle Рассмотрим примеры основных компонентов электронного учебно методического ресурса «Информационные системы», реализованные при помощи LMS Moodle.

Лекции Лекционный материал курса «Информационные системы» (рис. 3) представлен с помощью ресурса «Веб-страница», который представляет возможность для добавления гипертекста в формате HTML. Для создания веб страниц используется специальный встроенный редактор довольно удобный в работе. Данный вид ресурса является наиболее удобным для размещения учебного контента. Помимо этого к лекциям можно прикреплять презентации, аудио- и видеоролики. У студента всегда есть возможность многократного обращения к непонятным при чтении местам, чередования чтения с обдумыванием, анализом. Кроме того, в тексте легче увидеть общую структуру содержания.

Рис. 3. Фрагмент лекционного материала Лабораторные работы и отчеты по ним Лабораторные работы позволяют на основании теоретических сведений спроектировать и разработать учебную профессионально-ориентированную информационную систему, максимально приближенную к реальным педагогическим условиям и освоить различные инструментальные средства создания баз данных и информационных систем. Структура лабораторной работы представлена в виде модуля системы Moodle (рис. 4): названием и целью работы, краткими теоретическими сведениями по выполняемой работе с множеством примеров и иллюстраций, текстами индивидуальных заданий по теме лабораторной работы, выполненными в виде подробно описанных отчетов.

Рис. 4. Фрагмент лабораторной работы Отчеты разработаны с помощью инструмента Moodle «Задание», который позволяет студенту отправлять соответствующие файлы преподавателю (рис.

5).

Рис. 5. Фрагмент задания и отправки отчета по лабораторной работе Тесты Moodle обладает развитой системой тестирования, в которой учтены все популярные форматы тестовых вопросов, поэтому элемент курса «Тест»

эффективно подходит для размещения тестов и самого тестирования, так как включает в себя систему оценивания (рис. 6).

Рис. 6. Фрагмент реализации тестирования в Moodle Рис. 7. Фрагмент глоссария Глоссарий Глоссарий (словарь) позволяет организовать работу с терминами, при этом словарные статьи могут создавать не только преподаватели, но и студенты (рис. 7). Система позволяет создавать как глоссарий курса, так и глобальный глоссарий, доступный участникам всех курсов. В электронном учебно методическом ресурсе «Информационные системы» реализована возможность автоматического создания ссылок. Термины, занесенные в глоссарий, подсвечиваются во всех материалах курса и являются гиперссылками на соответствующие статьи глоссария.

Форум Форум удобен для учебного обсуждения проблем, для проведения консультаций. Форум можно использовать и для загрузки студентами файлов – в таком случае вокруг этих файлов можно построить учебное обсуждение, дать возможность самим обучающимся оценить работы друг друга (рис. 8).

Рис. 8. Фрагмент форума В связи с тем, что содержание данного электронного ресурса включает в себя инвариантное ядро и вариативные части по рассматриваемым специальностям и направлениям, мы используем функции Moodle, которые помогают разграничить доступ к учебным разделам (блокам). Это позволяет создать группы студентов по специальностям и направлениям и организовать корректный доступ к учебной информации.

Применение данного ресурса, созданного в LMS Moodle, позволяет существенно интенсифицировать и дифференцировать процесс обучения, проводить подготовку студентов на новом качественном уровне в рамках развития компетентностного подхода в образовательной среде.

В заключение отметим, что использование электронных учебных ресурсов, разработанных в LMS Moodle, как средства подготовки студентов в высшем учебном заведении:

• позволяет более эффективно организовать учебный процесс, в целом, и самостоятельную работу студента, в частности;

• предоставляет возможность заинтересовать студентов с помощью внедрения новых технологий и форм организации обучения;

• позволяет развивать профессиональные компетенции студентов;

• позволяет повысить уровень образовательного потенциала студенчества и качества образования;

• способствует выполнению социального заказа на подготовку конкурентоспособных кадров;

• повышает социальную и профессиональную мобильность студентов, их предпринимательскую и социальную активность, кругозор и уровень самосознания;

• способствует сохранению и приумножению знаний, накопленных отечественной образовательной системой.

Таким образом, качество образования становится в большей степени ориентированным на потребности общества и экономики, более гибким.

Изменяются стимулы к обучению, формы образовательного процесса и его содержание, что непосредственно ведет к изменениям во всей сфере образования, главной целью которого является становление профессионально-компетентного, всесторонне развитого и конкурентоспособного работника.

Создание электронных ресурсов для обучения будущих учителей информатики с помощью дистанционных образовательных технологий Т.А. Соловьева г. Тула В «Концепции модернизации российского образования на период до года» [1, гл.1, п.1.2], одобренной Правительством Российской Федерации, отмечается что «Развивающемуся обществу нужны современно образованные, нравственные, предприимчивые люди, которые могут самостоятельно принимать решения в ситуации выбора, способны к сотрудничеству, отличаются мобильностью, динамизмом, конструктивностью, готовы к межкультурному взаимодействию, обладают чувством ответственности за судьбу страны, за ее социально-экономическое процветание». Первостепенной задачей модернизации вузовского образования, является достижение нового, современного качества образования, обеспечивающего современные жизненные потребности развития страны. В педагогическом плане – это задача разностороннего развития учащихся, их способностей, умений и навыков самообразования, формирования у молодежи готовности и способностей адаптироваться к меняющимся социальным условиям. Решение этих задач невозможно без дифференциации содержания образования. Вариативность содержания, организационных форм, методов обучения в зависимости от познавательных потребностей, интересов и способностей учащихся важна на всех этапах образования, но особенно актуальна она становится на этапе подготовки будущих педагогов к своей профессиональной деятельности. Именно поэтому необходимым условием достижения нового, современного качества образования является введение новых форм обучения в высшей школе, отработка гибкой системы обучения, построение непрерывного обучения.

Для начала, рассмотрим традиционное обучение и его функции.


Современная дидактика выделяет три функции процесса обучения:

образовательную, развивающую и воспитательную [2, с. 147-152].

Образовательная функция состоит в том, что процесс обучения направлен, прежде всего, на формирование знаний, умений и навыков. Анализируя образовательную функцию обучения, мы приходим к выделению тесно связанной с ней развивающей функции. Развивающая функция обучения заключается в том, что в процессе обучения, усвоения знаний происходит развитие всех сфер личности обучаемого, а личность развивается в процессе деятельности. Поэтому, обучение будет носить развивающий характер, если оно специально направлено на цели развития личности, т.е. происходит отбор содержания образования и строится дидактическая система организации учебного процесса. Воспитательная функция обучения состоит в том, что в процессе обучения формируются нравственные и эстетические представления, система взглядов на мир, способность следовать нормам поведения в обществе, исполнять законы в нем принятые. В процессе обучения формируется также потребность личности, мотивы социального поведения, деятельности, ценности и ценностная ориентация, мировоззрение.

Функции обучения реализуются во всех дидактических компонентах процесса обучения;

в комплексе задач обучения, в содержании обучения, в системе методов, форм, средств обучения, а также в психологической сфере процесса обучения.

Теперь перейдем к рассмотрению дистанционного обучения и его функций. Дистанционное обучение (ДО) – это универсальная гуманистическая форма обучения, базирующаяся на использовании широкого спектра традиционных, новых информационных и телекоммуникационных технологий, и технических средств, которые создают условия для обучаемого свободного выбора образовательных дисциплин, соответствующих стандартам, диалогового обмена с преподавателем, при этом процесс обучения не зависит от расположения обучаемого в пространстве и во времени. Дистанционное образование – это система, в которой реализуется процесс дистанционного обучения для достижения и подтверждения обучаемым определенного образовательного ценза, который становится основой его дальнейшей творческой и (или) трудовой деятельности. Под дистанционными образовательными технологиями (ДОТ) будем понимать образовательные технологии, реализуемые в основном с применением информационных и телекоммуникационных технологий при опосредованном (на расстоянии) или не полностью опосредованном взаимодействии обучающегося и педагогического работника [3, гл. 3, ст. 32].

Дистанционное обучение от традиционных форм обучения отличают следующие характерные черты: гибкость, адаптивность, модульность, интерактивность, координирование, контролирование, выбор технологий и др.

Анализируя исследования в области применения дистанционного обучения, можно сделать следующие выводы. Целью обучения является приобретение обучаемым системы умений и знаний, которые формируются в соответствии с моделью специалиста и госзаказом. Содержание обучения – это состав, структура и материал учебной информации, а также комплекс задач, заданий и упражнений, передаваемых студентам, которые формируют их профессиональные навыки и умение, способствуют накоплению первоначального опыта трудовой деятельности. Процесс обучения, методы и организационные формы его реализации определяются его содержанием.

На основе вышеизложенного высокого дидактического потенциала дистанционного обучения можно выделить, следующие деятельностные функции ДОТ, каждая из которых соответствует одному из способов деятельности в процессе обучения:

• исследовательская – организация различного рода совместных исследовательских работ студентов, преподавателей, научных работников и др., • консультативная – обеспечение оперативной консультативной помощи широкому кругу обучающихся, • оперативная – оперативный обмен информацией, идеями, планами по изучаемой теме, • коммуникативная – формирование у обучающихся и обучаемых коммуникативных навыков, культуры общения, • информационная – развитие умения добывать информацию из разнообразных источников, обрабатывать ее с помощью современных компьютерных технологий, хранить и передавать ее, развивающая – способствование культурному, гуманитарному развитию • учащихся на основе приобщения к информации различного плана.

Учитывая перечисленные выше функции традиционного обучения и дистанционного, можно сделать вывод о целесообразности организации смешанного обучения, то есть сочетания очного обучения с дистанционными образовательными технологиями. Для этих целей мы предлагаем создать электронный ресурс таким образом, чтобы происходило разумное сочетание сильных сторон очной формы обучения и преимуществ дистанционных образовательных технологий.

При подготовке будущих учителей в педагогическом вузе с помощью смешанного обучения, важна не сама информационная технология, а то, насколько ее использование служит достижению собственно образовательных целей. Выбор средств коммуникации должен определяться содержанием изучаемого материала, а не самой технологией. Это означает, что в основе выбора технологий должно лежать исследование содержания учебных курсов, степени необходимой активности обучаемых, их вовлеченности в учебный процесс, конкретных целей и ожидаемых результатов обучения и т.п.

Результат обучения зависит не от типа коммуникационных и информационных технологий, а от качества разработки и предоставления курсов. При выборе технологий необходимо учитывать наибольшее соответствие некоторых технологий характерным чертам обучаемых, специфическим особенностям конкретных предметных областей, преобладающим типам учебных заданий и упражнений.

Так в Тульском государственном педагогическом университете им. Л.Н.

Толстого разработан электронный ресурс в виде Web-сайта «Рекурсия в информатике», он создан как сетевой компонент для организации процесса обучения студентов, школьников и преподавателей рекурсивным алгоритмам с помощью ДОТ.

Рис 1. Электронный ресурс «Рекурсия в информатике»

На сайте размещены учебные материалы по рекурсии:

• основные схемы ООД (ориентировочной основы действий): текст инструкция по рекурсивной триаде, тезаурус по рекурсии в информатике, тезаурус по рекурсии в математике, опорные схемы рекурсивных вычислений с образцами текстов программ, описание типов рекурсии с иллюстративными примерами, вычислительные схемы возвратной рекурсии, общая схема решения прикладных задач с использованием рекурсии;

Рис 2. Схемы ООД Рис 3. Модули содержательной части весь материал исполнительной части действий: пять модулей • инвариантной и двадцать два модуля вариативной части содержания, электронные тетради в вычислительной среде Mathcad с текстами рекурсивных алгоритмов и контрольными примерами (для преподавателей), заготовки электронных тетрадей для решения конкретных задач (для студентов);

• дополнительный материал: электронная доска объявлений, ссылки на адреса в Internet и т.п.

Учебные занятия, как правило, проводятся в виде лекций, консультаций, семинаров, практических занятий, лабораторных работ, контрольных и самостоятельных работ, коллоквиумов и т.д. Технологии проведения учебных занятий определяются многими факторами. С точки зрения управления образовательным процессом, выбор технологий определяется преподавателем вуза. Тем не менее, набор дидактических средств, выбираемых для достижения образовательной цели, во многом зависит от формы обучения.

Учебный процесс с использованием дистанционных образовательных технологий включает в себя все основные формы традиционной организации учебного процесса: лекции, семинарские и практические занятия, лабораторный практикум, систему контроля, исследовательскую и самостоятельную работу студентов и плюс позволяет осуществить на практике гибкое сочетание самостоятельной познавательной деятельности студентов с различными источниками информации, оперативного и систематического взаимодействия с ведущим преподавателем курса и групповую работу студентов.

В ТГПУ им. Л.Н. Толстого для будущих учителей информатики при изучении рекурсивных алгоритмов с помощью ДОТ используются следующие формы организации процесса обучения: практические занятия ДО, семинарские занятия ДО, консультации ДО, контроль качества знаний ДО, самостоятельная работа студентов ДО, научно-исследовательская работа студентов ДО.

Остановимся подробнее на практических занятиях для будущих учителей информатики на примере курса «Рекурсия». Практические занятия предназначены для углубленного изучения дисциплины. На этих занятиях идет осмысление теоретического материала, формируется умение убедительно формулировать собственную точку зрения, приобретаются навыки профессиональной деятельности. Разнообразные формы проведения практических занятий при дистанционном обучении приобретают некоторую специфику, связанную с использованием информационных технологий. Для успешного овладения приемами решения конкретных задач выделим три этапа.

Рис 4. Модуль инвариантной части На первом этапе происходит предварительное ознакомление обучающихся с методикой решения задач, содержащихся в базах данных Web-сайта «Рекурсия в информатике». На этом этапе учащимся предлагаются типовые задачи, решение которых позволяет отработать стереотипные приемы, использующиеся при решении задач рекурсивным способом, осознать связь между полученными теоретическими знаниями и конкретными проблемами, на решение которых они могут быть направлены. Для самоконтроля на этом этапе используются контрольные примеры, которые не просто констатируют правильность ответа, но и дают подробные разъяснения, если выбран неверный ответ;

в этом случае контрольные примеры выполняют не только контролирующую, но и обучающую функцию. Для ответа на возникающие вопросы проводятся консультации преподавателя, ведущего курс.

На втором этапе рассматриваются задачи творческого характера их также можно выбрать на Web-сайте «Рекурсия в информатике». В этом случае возрастает роль преподавателя, и особенно важен на данном этапе процесс общения преподавателя с обучающимися. Такие занятия не только формируют творческое мышление, но и вырабатывают навыки делового обсуждения проблемы, дают возможность освоить язык профессионального общения.

На третьем этапе выполняются контрольные работы, позволяющие проверить навыки решения конкретных задач. Выполнение таких контрольных заданий проводится как аудиторно, так и внеаудиторно в зависимости от содержания, объема и степени значимости контрольного задания. Контрольные задания располагаются на страницах сайта. После каждого контрольного задания проводятся консультации с использованием сетевых средств или под руководством преподавателя по анализу наиболее типичных ошибок и выработке совместных рекомендаций по методике решения задач.

Работу, проводимую с сайтом, можно различать по разным основаниям.

По характеру управления учебным процессом: для самостоятельного индивидуального обучения, для коллективной работы, для обучения под руководством преподавателя, для обучения с участием преподавателя.

По дидактической цели: базовый уровень (освоение модулей инвариантной части), продвинутый уровень (освоение выборочных модулей вариативной части), углубленный уровень (освоение большей части модулей вариативной части), профессиональный (профилированный) уровень (освоение всех модулей вариативной части).

При этом желательно, чтобы контроль за процессом освоения материала на всех его уровнях осуществлялся и оценивался непосредственно преподавателем. И лишь только по мере накопления достаточного опыта и осознания всех методических тонкостей и особенностей предлагаемого подхода можно будет ставить вопрос о создании программного обеспечения для компьютерного тестирования обучаемых.

Работа с Web-сайтом «Рекурсия в информатике» формирует у обучающихся умения добывать информацию из разнообразных источников и обрабатывать ее с помощью современных сетевых технологий, развивает навыки подлинно исследовательской деятельности, моделируя работу научной лаборатории или творческой мастерской.

Таким образом, современные дистанционные образовательные технологии открывают доступ к нетрадиционным источникам информации, повышают эффективность самостоятельной работы, дают совершенно новые возможности для творчества. А в период информатизации образования и бурного развития информационных и коммуникационных технологий у будущего учителя должно быть развито качество готовности к максимальному восприятию и освоению нового уровня этих технологий, особенно это актуально для будущих учителей информатики.

Литература 1. Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года.

Приложение к приказу Минобразования РФ от 11 февраля 2002 г. № 393 «О Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года»

2. Педагогика: Учеб. пособие для студ. пед. вузов и пед. колледжей / Под ред.

П.И. Пидкасистого. – М.: Педагогическое общество России, 1998. – 640 с.

3. Федеральный закон РФ от 10 июля 1992 г. N 3266-1 «Об образовании»

(Ведомости Съезда народных депутатов Российской Федерации и Верховного Совета Российской Федерации, 1992, N 30, ст.1797;

Собрание законодательства Российской Федерации, 1996, N 3, ст. 150;

2002, N 26, ст.

2517;

2003, N 2, ст. 163;

2004, N 27, ст. 2714;

N 35, ст. 3607) [гл.3, ст.32] Об опыте использования систем компьютерной математики на основе свободного программного обеспечения в учебном процессе ЛГПУ В.А. Калитвин г. Липецк В настоящее время осуществляется активное внедрение свободного программного обеспечения в учебный процесс школ и ВУЗов. ЛГПУ принимает участие в апробации пакета свободного программного обеспечения, разработанного в рамках приоритетного национального проекта «Образование». В компьютерном классе кафедры математического анализа, алгебры и геометрии установлена операционная система ALT Linux. Занятия по дисциплинам кафедры, связанные с использованием компьютеров, удобно проводить с применением свободных систем компьютерной математики.

Например, лабораторные работы по численным методам для специальности «Прикладная математика и информатика» проводятся с использованием системы компьютерной математики Scilab (www.scilab.org). В настоящее время по этой дисциплине разработан лабораторный практикум, включающий в себя 12 лабораторных работ, охватывающие основные разделы курса:

численное решение уравнений и систем, численное дифференцирование и интегрирование, приближение функций, численное решение дифференциальных уравнений, численное решение дифференциальных уравнений с частными производными, численное решение интегральных уравнений, численное решение уравнений с частными интегралами [1].

Активно используются пакеты Octave (http://www.octave.org/), Sage (http:// www.sagemath.org). При проведении занятий по численным методам для педагогических специальностей используется система аналитических и численных расчетов Maxima (http://maxima.sourceforge.net/). При проведении лабораторных работ по дисциплине «Программное обеспечение статистического анализа данных» используется пакет R (www.r-project.org). В компьютерном классе установлена система управления обучением Moodle (http://moodle.org). Для каждой дисциплины разрабатывается курс, предназначенный для работы в этой системе.

Использование свободного программного обеспечения позволило сократить расходы на приобретение коммерческих программных продуктов, упростить администрирование компьютерного класса, улучшить качество обучения, показало увеличение интереса студентов к учебному процессу.

Литература 1. Калитвин В.А. Численные методы. Использование SciLab: учебное пособие. – Липецк: ЛГПУ, 2008.

Об использовании метода сеток для решения задач математической физики в пакете Scilab И.Н. Тарова, Е. Саввина г. Елец Точное аналитическое решение задач математической физики обычно требует интегрирования дифференциальных уравнений с частными производными, включающих искомые функции. Эти уравнения в общем случае необходимо проинтегрировать в некоторой пространственно временной области, на границе которой искомые функции подчинены заданным краевым условиям.

Реализация подобного подхода связана обычно со значительными и не всегда преодолимыми трудностями. Однако, с прикладной точки зрения, наряду с аналитической формой точного решения задачи, не меньшее значение имеет получение приближенного аналитического решения или приближенных числовых значений искомых величин. Математические модели ряда физических процессов содержат интегральные или интегро дифференциальные уравнения, в которых искомые функции входят и под знак интеграла. Точное аналитическое решение таких уравнений возможно лишь в редких случаях, что также подчеркивает значимость приближенных методов решения.

Одними из самых распространенных методов численного решения различных задач математической физики являются конечноразностные методы (методы конечных разностей). В различных вариантах этих методов в области определения искомых функций вводится сетка, и решение ищется на этой сетке. Для значений искомой сеточной функции (функции, заданной в узлах сетки) строится система скалярных уравнений, решение которой и служит таблицей приближенных значений решения исходной задачи. Один из способов построения этой системы скалярных уравнений состоит в приближенной замене производных, входящих в решаемое дифференциальное уравнение и в краевые условия, разностными соотношениями, чем и объясняется название данного класса методов вычислительной математики.

Под термином сеточная задача понимаем некоторые соотношения между приближенными значениями решения граничной задачи в узлах сетки.

Полученная сеточная задача решается по какому-либо численному методу и тем самым находятся приближенные значения решения граничной задачи в узлах сетки, что и является конечной целью метода сеток.

Выделим следующие вопросы как основные в методе сеток:

• Как заменить область задания дифференциальных уравнений, а в случае дифференциальных уравнений в частных производных еще и границу области некоторой сеточной областью?

• Как заменить дифференциальное уравнение и граничные условия некоторыми сеточными соотношениями?

• Будет ли полученная сеточная задача однозначно разрешимой, будет ли она устойчивой, сходящейся?

Для решения дифференциальных уравнений в частных производных методом сеток используем система компьютерной математики Scilab, предназначенную для выполнения инженерных и научных вычислений, таких как:

решение нелинейных уравнений и систем;

• решение задач линейной алгебры;

• решение задач оптимизации;

• дифференцирование и интегрирование;

• обработка экспериментальных данных (интерполяция • аппроксимация, метод наименьших квадратов;

решение обыкновенных дифференциальных уравнений и систем.

• Scilab предоставляет широкие возможности по созданию и редактированию различных видов графиков и поверхностей и является свободно распространяемым. Существуют версии для операционных систем Windows и Linux, имеющие некоторые отличия в названиях пунктов главного меню, но команды пакета в обеих версиях идентичны.

Система Scilab содержит значительное количество встроенных команд, операторов и функций. Отличительная черта системы – гибкость. При потребности пользователь может создать любую новую команду или функцию, а затем использовать ее наравне с встроенными. Кроме того, система имеет достаточно мощный собственный язык программирования высокого уровня, что говорит о возможности решения новых задач. Кроме того, Scilab предоставляет широкие возможности по созданию и редактированию различных видов графиков и поверхностей, что выгодно отличает систему от многих других математических пакетов.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.