Использование информационных технологий в преподавании естественно-математических дисциплин на 2-й и 3-й ступенях обучения: опыт, проблемы, перспективы

Разделы: Информатика


Общеизвестно, что информационные технологии имеют одну очень специфическую и важную особенность – возможность легко интегрироваться и быть “ключом” к получению новых знаний в различных областях. Компьютер все увереннее входит в методический арсенал учителя, представляя серьёзную альтернативу классной доске, авторучке, различным ТСО, а также традиционным формам предъявления нового учебного материала и его обобщения, тренировочным упражнениям и, конечно же, инструментам контроля ЗУН учащихся.

Это в полной мере осознают многие педагоги школы № 6. У истоков работы по применению компьютеров в преподавании различных предметов – Павлова Наталья Геннадьевна, учитель информатики высшей категории, инициатор сотрудничества педагогов по информатизации образовательного процесса. В 1996 году были созданы первые в городе тестовые компьютерные программы по математике (учитель Лукьянова Т.С.) и английскому языку (учитель Хаустова Е.И.).

Сегодня, активно используя компьютеры при проведении уроков математики и физики, учителя высшей категории Маас Т.И. (математика) и Малахова Г.Н. (физика) стремятся не только контролировать знания учеников, но и обучать их с помощью компьютера. Так, применение Малаховой Г.Н. компьютерной слайдовой презентации (Power Point) вместо традиционных плакатов, рисунков при предъявлении нового материала на уроках физики позволяет не только сохранить принцип наглядности на более качественном уровне, но и осуществлять принцип индивидуализации, который является важнейшим компонентом самостоятельной работы учащихся в старших классах. Также обеспечивается прочное усвоение материала всеми обучающимися с учетом зоны ближайшего развития каждого ребенка.

Интегрированные уроки информатики и математики, информатики и физики, других предметов наглядно демонстрируют школьникам, что учебные предметы не существуют независимо друг от друга в нашем развивающемся информационном обществе. А знания, полученные на уроках по одному предмету, можно успешно применять и развивать на уроках по другому предмету. После проведения таких познавательных, ярких уроков четко прослеживается возрастающая увлеченность старшеклассников естественно-математическими дисциплинами. И, необходимо отметить, увлеченность не только у детей, но и у педагогов, так как теперь каждый учитель ждет новых материалов, которые создают коллеги. Преподаватели с удовольствием ходят на открытые уроки и искренне радуются достижениям друг друга, что благоприятно сказывается на эмоционально-психологическом микроклимате в педагогическом коллективе и школе в целом.

Освещая концепцию довузовской подготовки абитуриентов на городской научно-методической конференции “Непрерывное техническое образование. Школа – колледж – ВУЗ” в июне 2002 года представители СТИ МИСиС преподаватели высшей школы Богданова О.Н., Еременко Ю.И., Гамбург К.С. справедливо назвали одним из важнейших факторов успешной учебы в институте вчерашних школьников умение работать на персональном компьютере: “Сегодняшняя высшая школа немыслима без элементарной компьютерной грамотности” (Материалы городской научно-практической конференции “Непрерывное техническое образование. Школа – колледж – ВУЗ”, Старый Оскол, 2002 г., стр.3). Это действительно так. Но вот с выводом данных авторов о том, что “средняя школа не готовит к этому своих выпускников. Более того, среднее образование не готовит своих выпускников и к тому, что практически любому человеку необходимо сегодня уметь работать на ПК на уровне пользователя” – согласиться трудно. Опыт МОУ “СОШ №6” г. Старый Оскол может послужить ярким примером не только практической направленности школьного образования, но и рационального использования информационных технологий в преподавании естественно-математических дисциплин.

Муниципальное общеобразовательное учреждение “Средняя общеобразовательная школа №6”, первая школа-новостройка Северо-восточной части города, одной из первых в Старом Осколе была оснащена компьютерами и выходом в ИНТЕРНЕТ. Сегодня мы имеем все условия для организации обучения информационным технологиям на должном уровне: компьютерный класс, оснащенный 13 машинами нового образца (IBM) в комплекте; высококвалифицированные кадры (преподавание информатики во всех 10-11 классах ведут 2 учителя), а также учебный план, составленный по Базисному учебному плану, в инвариантной части которого реализуются федеральный и областной компоненты, что обеспечивает единство образовательного пространства и гарантирует овладение выпускниками необходимым минимумом ЗУН и обеспечивает возможность продолжения образования. Из вариативной части учебного плана добавлены часы на углубленное и профильное изучение отдельных предметов в соответствии с запросами учащихся и их родителей. Так, в образовательной области “Математика” на изучение информатики в двух 11-х классах выделен дополнительно 1 час. В образовательной области “Технология” происходит насыщение региональным и школьным компонентом содержания образования. Учащиеся 8-9-х классов с углубленным изучением математики вместо традиционных предметов “Технический труд” для мальчиков и “Обслуживающий труд” для девочек изучают “Информационные технологии”, а 10- и 11-классники осваивают пользующиеся спросом на рынке труда профессии “Оператор ЭВМ” и “Секретарь-машинистка со знанием ПК”.

Занимая достойное место среди других общеобразовательных дисциплин, информационные технологии имеют одну очень специфическую и важную особенность – возможность легко интегрироваться и быть “ключом” к получению новых знаний в различных областях. Став незаменимым практически во всех сферах, компьютер все увереннее входит и в методический арсенал учителя, представляя серьёзную альтернативу классной доске, авторучке, различным ТСО, а также традиционным формам предъявления нового учебного материала и его обобщения, тренировочным упражнениям и, конечно же, инструментам контроля ЗУН учащихся. Действительно:

  • визуализация учебного материала,
  • поясняющие анимации, контекстные справки,
  • возможность выбора уровня трудности задания,
  • возможность работать в индивидуальном темпе,
  • наличие обратной связи (feedback)

ещё глубже погружают учащегося в мир знаний, способствуют повышению мотивации, реализации дифференцированного подхода и индивидуализации процесса обучения, повышению эффективности самостоятельной работы учащихся и контроля ЗУН – одним словом, компьютер существенно расширяет дидактические возможности учителя.

Это в полной мере осознают многие педагоги нашей школы, а передовые учителя-энтузиасты активно работают в этом направлении. У истоков всей работы по применению компьютеров в преподавании различных предметов была Павлова Наталья Геннадьевна, учитель информатики высшей категории, выпускница Уфимского авиационного института и Белгородского педагогического университета, инициатор сотрудничества учителей по информатизации учебно-воспитательного процесса. В 1995 году, дав серию открытых уроков, Наталья Геннадьевна продемонстрировала коллегам, возможности компьютера как ТСО. 1996 год стал переломным: в школе была создана творческая группа учителей по созданию первых тестовых компьютерных программ как нового инструмента контроля знаний, умений и навыков учащихся.

Удачным педагогическим решением было привлечение лучших старшеклассников, которые под руководством учителя информатики обеспечивали программирование составленных учителями-предметниками тестов, оформляли их как дипломную работу по информатике и защищали её на итоговом экзамене в 11-м классе, подтверждая квалификацию “оператора ЭВМ”, “лаборанта-программиста”.

Трудоёмкость данного опыта заключается в создании специальных тестовых компьютерных программ по различным учебным дисциплинам силами лучших старшеклассников школы под руководством учителей информатики и учителей-предметников, в отборе оптимальных методов и приёмов, форм, средств организации и проведения интегрированных уроков-зачетов по различным предметам школьной программы. Все тесты создаются с учетом последовательности изучения темы и формирования умений в пределах темы, что позволяет выяснить, на каком этапе обучения происходит сбой в их усвоении. Следует также отметить, что тесты являются экономной, направленной и индивидуальной формой контроля. С их помощью выявляются пробелы в знаниях, проверяется, насколько осознанно учащиеся владеют теоретическим материалом, как умеют применять его на практике. Это позволяет учителю в наиболее благоприятное время внести необходимые коррективы в дальнейшую работу с тем или иным учеником либо классом в целом.

В процессе составления тестовых компьютерных программ можно выделить следующие этапы:

  1. Формулировка целей, которые могут быть достигнуты с помощью данной программы.
  2. Дидактический отбор и организация материала.
  3. Определение нормы оценки.
  4. Конкретизация сценария программы (форматизация экрана, установка функций отдельных клавиш и др.).
  5. Программирование.
  6. Апробирование программы учителем, затем в различных условиях учебного процесса.
  7. Корректировка программы (по необходимости).
  8. Применение программы на уроке.

На первом-третьем этапах основная работа производится учителем-предметником, пятый этап работы выполняется старшеклассниками под руководством учителя информатики, четвёртый и шестой этапы – всеми совместно.

Важно, что при создании тестовых компьютерных программ осуществляется принцип индивидуализации – важнейший компонент самостоятельной работы учащихся, в особенности в старших классах.

Доступность опыта проявляется в том, что он может быть успешно использован преподавателями средних школ при условии наличия в учебном заведении дисплейного класса и творчески работающих педагогов, готовых к сотрудничеству с учителями информатики и постоянному самообразованию. Сегодня в МОУ “СОШ №6” такие тестовые компьютерные программы успешно используются при обучении математике, физике, географии, экономике, а также предметам гуманитарного цикла.

Но для широкого внедрения компьютеров в практику преподавания нужно, чтобы ученик сидел перед компьютером, для этого он должен прийти в компьютерный кабинет. А этот кабинет едва успевает “пропустить” несколько классов, чтобы только информатике научить! И все же, изыскивать такие возможности нужно и можно. Мы нашли разумный компромисс при решении данной проблемы. В результате сокращения времени урока до 40 минут каждый учитель получил возможность отрабатывать 2-3 дополнительных академических часа (в зависимости от учебной нагрузки) во внеурочное время по удобному для него и его подопечных графику. Таким образом, переложив основное “бремя” работы по компьютеризации учебно-воспитательного процесса на внеурочное время, мы не только предоставили возможность каждому педагогу школы реально осуществлять индивидуальную работу с учащимися, но и творчески работающим учителям реализовать свои задумки, находки в совместной работе с преподавателями информатики.

Сегодня обучение различным предметам при компьютерной поддержке в нашей школе напоминает лабораторию, в которой ставят эксперименты, и эксперименты весьма удачные. Такой вывод сделали гости школы, присутствовавшие на мастер-классе учителя информатики Павловой Н. Г. 27 февраля 2003 года. Преподавателям информатики городских и сельских школ был представлен не только опыт Натальи Геннадьевны, но и новые разработки уроков обобщающего повторения с использованием презентаций-слайдов (программа Power Point) учителей, сотрудничающих с ней:

  • Соросовского учителя физики высшей категории Малаховой Галины Николаевны (урок физики “Восхождение на пик Ома” в 10-м классе);
  • учителя математики высшей категории Маас Татьяны Ивановны (урок геометрии “Построение плоских сечений многогранников” в 11-м классе), а также учителей истории, географии, английского языка, классных руководителей 11-х классов.

Такая форма обобщения знаний интересна и продуктивна, о чем свидетельствуют хорошие результаты контрольных работ, проведённых УО администрации г. Старый Оскол и Старооскольского района в январе 2003 года в рамках аттестации и аккредитации школы.

Сегодня, активно используя компьютеры при проведении уроков математики и физики, учителя высшей категории Маас Т.И. (математика) и Малахова Г.Н. (физика) стремятся не только контролировать знания учеников, но и обучать их с помощью компьютера. Так, применение Малаховой Г.Н. компьютерной слайдовой презентации (Power Point) вместо традиционных плакатов, рисунков при предъявлении нового материала на уроках физики позволяет не только сохранить принцип наглядности на более качественном уровне, но и осуществлять принцип индивидуализации, который является важнейшим компонентом самостоятельной работы учащихся в старших классах. Также обеспечивается прочное усвоение материала всеми обучающимися с учетом зоны ближайшего развития каждого ребенка.

Перед началом показа слайдов старшеклассники получают контрольные вопросы по изучаемой теме. Это даёт возможность каждому ученику сконцентрироваться на самом важном с его точки зрения моменте и рационально распределить учебное время. Очень важно, что соавторами данных обучающих компьютерных программ являются десятиклассники и одиннадцатиклассники, увлеченные информатикой. Следовательно, такая форма интеграции физики и информатики, предоставляя возможность творческой реализации личности и учителя, и обучающегося, одновременно позволяет успешно решать важные профориентационные проблемы на III ступени обучения.

Использование серии специально разработанных учителем Маас Т.И. обучающих упражнений с применением слайдовой презентации дает поразительный эффект при изучении одной из сложнейших тем курса геометрии 11-го класса “Построение плоских сечений многогранников”: обучающиеся не только прочно усваивают тему, но и проявляют необычайный интерес к данной форме получения знаний. Это очень удобный вид работы, ибо ученик получает знания в индивидуальном режиме. Он видит на экране последовательность выполнения построений, их краткую запись, слышит пояснения учителя. Если на каком-то этапе ребёнок не понял объяснение или не успел построить нужные прямые, он всегда может вернуться обратно и начать сначала.

Анкетирование старшеклассников показало, что у учащихся возник интерес не только к содержанию презентации, но и к самой технологии создания слайдов. Таким образом, успешно решаются сразу несколько образовательных проблем: повышение мотивации к изучению как геометрии, так и информатики, качественное усвоение трудной темы, на изучение которой отводится всего 2 часа в школьной программе, а также рост педагогического мастерства самих педагогов. Данным материалом успешно пользуются другие учителя на своих уроках.

Интегрированные уроки информатики и математики, информатики и физики, других предметов наглядно демонстрируют школьникам, что учебные предметы не существуют независимо друг от друга в нашем развивающемся информационном обществе. А знания, полученные на уроках по одному предмету, можно успешно применять и развивать на уроках по другому предмету. После проведения таких познавательных, ярких уроков четко прослеживается возрастающая увлеченность старшеклассников естественно-математическими дисциплинами. И, необходимо отметить, увлеченность не только у детей, но и у педагогов, так как теперь каждый учитель ждет новых материалов, которые создают коллеги. Преподаватели с удовольствием ходят на открытые уроки и искренне радуются достижениям друг друга, что благоприятно сказывается на эмоционально-психологическом микроклимате в педагогическом коллективе и школе в целом.

Общеизвестно, что никакие новейшие методы обучения не решат поставленных перед школой задач без должным образом подготовленных учителей. Необходимые навыки работы на компьютере наши преподаватели приобрели на курсах повышения квалификации, организованные по инициативе администрации школы при поддержке УО и Старооскольского ИУУ. В январе 2003 года 12 педагогов школы – слушателей курсов, проведённых в каникулярное время на базе школьного компьютерного кабинета, освоив основы компьютерной грамотности, в совершенстве овладев текстовым редактором и программой Power-Point, успешно сдали зачет и получили удостоверение пользователя персональным компьютером. Февральский мастер-класс стал своего рода образцом рефлексии полученных учителями новых знаний в области использования компьютерной техники.

Однако, ввиду краткосрочности курсов, неосвоенными остались такие важные разделы, как работа в сети ИНТЕРНЕТ и с электронной почтой. А ведь ИНТЕРНЕТ, по нашему глубокому убеждению, должен стать органической частью системы общего образования. Ведь это величайшая революция в области коммуникации, сравнимая разве что с изобретением книгопечатания. И если раньше нам приходилось прочитывать книгу от корки до корки, чтобы добыть определённые сведения, то сегодня достаточно ввести понятие на поисковом сервере и через несколько секунд к вашим услугам информация со всего мира.

Более того, согласно прогнозам российских ученых, уже в ближайшем будущем система образования в нашей стране подвергнется коренным изменениям благодаря всемирной сети. Появится целая палитра новых предложений в области образования, возникнет новая культура обучения – все материалы будут доступны благодаря компьютеру. Уже сегодня обучение “digital” и виртуальный университет – реальность нашей школьной жизни: 2 преподавателя повысили свою квалификацию в сетевом университете “Роботландия”. Ценность предложенных “Роботландией” курсов в том, что они предлагают мощный методический инструментарий, используя который учителя различных предметов могут самостоятельно, без помощи программистов (на уровне простого конструирования из готовых элементов) создавать привлекательные дидактические пособия, обучающие и контролирующие программы и самостоятельно работать с группой детей в русле обозначенного курса. Таким образом, дистанционное обучение пришло и к нам в школу, открыв хорошие перспективы для дальнейшего роста.

Но с ИНТЕРНЕТОМ связаны не только хорошие перспективы, но и весьма серьёзная проблема, которая является существенным препятствием на пути его широкого использования в школьной практике. Это – невозможность многих участников учебного процесса оплачивать работу в сети. Как показывают наблюдения, родители только 10% – 14% наших учеников могут регулярно это делать. Очевидно, что “Школы – в сеть!” останется только прекрасным лозунгом, если не решить проблему бесплатного выхода в ИНТЕРНЕТ учителей и учащихся, особенно из социально незащищённых семей.

Необходимо отметить, что, осознавая имеющиеся проблемы, мы не сидим, сложа руки, в ожидании чуда. Сегодня, в рыночных условиях все прекрасно понимают, что есть родители, которые могут и готовы платить за качественные дополнительные образовательные услуги. Свидетельство тому – четыре платных кружка по информатике.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод: несмотря на трудные условия переходного периода обновления системы образования в нашей стране, школа успешно решает весь комплекс образовательных и воспитательных задач. И делает это благодаря энтузиазму простого школьного учителя. Имея очень скромную зарплату, он находит время, силы для постоянного совершенствования, профессионального роста, ибо отчетливо понимает и принимает замечательные слова выдающегося отечественного педагога и психолога Льва Выготского: “Педагогика должна ориентироваться не на вчерашний, а на завтрашний день детского развития”.