Прорывные технологии в обучении математики и биологии

Разделы: Общепедагогические технологии


В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение в мировое образовательное пространство. Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и практике учебно-воспитательного процесса. Происходит модернизация образовательной системы - предлагаются иное содержание, подходы, поведение, педагогический менталитет.

В создавшихся условиях естественным стало появление разнообразных личностно-ориентированных технологий. Среди разнообразных направлений новых педагогических технологий наиболее адекватными являются технология ТРИЗ (Чермашенцева Анжелика Сергеевна) и компьютерные технологии (Скрипниченко Ирина Николаевна).

Каждая технология создает среду, в которой каждый смог бы с пользой для своего развития на практике применить умения, чтобы появилась мотивация для освоения новых горизонтов знаний.

Именно поэтому в своей работе мы постарались осветить основные возможности ТРИЗ- технологии и использования компьютера в процессе обучения, и начнем, естественно, с понятия информационных технологий.

В практике информационными технологиями обучения называют все технологии, использующие специальные технические информационные средства (ЭВМ, аудио, видео, кино). Более удачным термином для технологий обучения, использующих компьютер, является компьютерная технология.

Компьютерная (информационная) технология обучения – это процесс подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления которых, является компьютер.

Образовательные средства Компьютерной Технологии включают в себя разнообразные программно-технические средства, предназначенные для решения определенных педагогических задач, имеющие предметное содержание и ориентированные на взаимодействие с обучающимся.

Образовательные средства Компьютерной Технологии можно классифицировать по ряду параметров:

а) По решаемым педагогическим задачам:

  • средства, обеспечивающие базовую подготовку (электронные учебники);
  • средства практической подготовки (задачники, практикумы, тренажеры);
  • вспомогательные средства (энциклопедии, развивающие компьютерные игры, мультимедийные учебные занятия);
  • комплексные средства (дистанционные учебные курсы).

б) По функциям в организации образовательного процесса:

  • информационно-обучающие (электронные книги, электронные библиотеки, обучающие компьютерные программы);
  • интерактивные (электронная почта, электронные телеконференции);
  • поисковые (реализуются через каталоги, поисковые системы).

При подготовке к уроку с использованием Компьютера учитель не должен забывать, что это урок, а значит, составляет план урока исходя из его целей, при отборе учебного материала он должен соблюдать основные дидактические принципы: систематичности и последовательности, доступности, дифференцированного подхода, научности и др. При этом компьютер не заменяет учителя, а дополняет его.

            При применении компьютерных технологий весьма актуален вопрос о соотношении компьютера и элементов других технологий. Компьютер может использоваться на всех этапах процесса обучения при объяснении (введении) нового материала, закреплении, повторении, контроле ЗУН. При этом компьютер выполняет следующие функции:

1) в функции учителя компьютер представляет собой:

  • источник учебной информации;
  • наглядное пособие;
  • тренажер;
  • средство диагностики и контроля.

2) в функции рабочего инструмента:

  • средство подготовки текстов их хранение;
  • графический редактор;
  • средства подготовки выступлений;
  • вычислительная машина больших возможностей.

Именно, поэтому Компьютерная Технология вызывает интерес и апробируются мною в практической деятельности. По данным исследований, в памяти человека остается

  • 25% услышанного материала
  • 33% увиденного
  • 50% услышанного и увиденного
  • 75% материала, если ученик вовлечен в активные действия в процессе обучения.

Применение компьютерной технологии позволяет как раз включить учащихся в процесс обучения.

Преимущества использования Компьютерной Технологии:

  • индивидуализация обучения;
  • рост объема выполненных на уроке заданий;
  • возможность получения различного рода материалов через сеть Интернет и использование специальных дисков. Мультимедиа –система электронного учебника позволяет наполнить программу звуком естественных процессов, продублировать текст голосом диктора, включить любой видеофрагмент, что обеспечивает наглядность и интерес учащихся;
  • повышение познавательной активности и мотивации усвоения знаний за счет разнообразия форм работы, возможности включения игрового момента: решишь верно примеры - откроешь картинку. Такое занятие вызывает у детей эмоциональный подъем, даже отстающие ученики охотно работают с компьютером;
  • интегрирование обычного урока с компьютером позволяет учителю переложить часть своей работы на ПК, делая при этом процесс обучения более интересным, разнообразным, интенсивным. В частности, становится более быстрым процесс записи определений, теорем и других важных частей материала;
  • этот метод обучения очень привлекателен и для учителей: побуждает искать новые, нетрадиционные формы и методы обучения, стимулирует его профессиональный рост и все дальнейшее освоение компьютера;
  • применение на уроке компьютерных тестов и диагностических комплексов позволяет учителю за короткое время получать объективную картину уровня усвоения изучаемого материала у всех учащихся и своевременно его скорректировать.

Но наряду с плюсами, возникают различные проблемы при подготовке к таким урокам, так и во время их проведения.

Существующие недостатки и проблемы применения Компьютерной Технологии:

  1. У учителей недостаточно времени для подготовки к уроку, на котором используются компьютеры.
  2. Недостаточная грамотность учителя.
  3. Не предусмотрено деление класса на группы при проведении занятия в компьютерном классе.
  4. Не хватает компьютерного времени на всех.
  5. Существует вероятность, что, увлекшись применением компьютера на уроках, учитель перейдет от развивающего обучения к наглядно-иллюстративным методам

Варианты использования Компьютерной Технологии:

  1. Урок с мультимедийной поддержкой - в классе стоит один компьютер, им пользуется учитель в качестве «электронной доски» и ученики для защиты проектов.
  2. Урок проходит с компьютерной поддержкой - несколько компьютеров (обычно, в компьютерном классе), за ними работают все ученики одновременно или по очереди.
  3. Урок интегрированный, проходит в компьютерном классе.
  4. Самостоятельное изучение (возможно дистанционное) с помощью специальных обучающих систем.
  5. Мультимедийные сценарии уроков (презентации): лекции сопровождаются показом заранее подготовленных презентаций по теме.
  6. Использование компьютера для построения графиков, сечений многоугольников.

Возможности применения Компьютерной Технологии на различных этапах уроков.

  1. Учитель может применять различные образовательные средства Информационной Технологии при подготовке к уроку; непосредственно на уроке (при объяснении нового материала, для закрепления усвоенных знаний, в процессе контроля знаний), для организации самостоятельного изучения учащимися дополнительного материала и т.д.
  2. При подготовке собственных материалов к уроку для демонстрации в режиме электронной доски.
  3. Сейчас у учителя появилась возможность создавать собственные тесты различной сложности, не обращаясь к программированию. Тесты могут проводиться в режиме on-line (проводится на компьютере в интерактивном режиме, результат оценивается автоматически системой).
  4. Использование различных тестов и тестовых заданий для контроля и оценки образовательных результатов учащихся приобретает особую актуальность в связи с необходимостью подготовки выпускников к сдаче ЕГЭ.
  5. Изучение материала по геометрии может проходить с помощью диска «Живая геометрия» следующим образом:
  6. по готовым чертежам, разработанным учителем;
  7. самостоятельное моделирование учащимися геометрических объектов.

Компьютерные технологии позволяют добиваться хорошего качества знаний учащихся. Применяя информационные технологии, мне удалось вызвать интерес у учащихся к предмету, активизировать их познавательную деятельность, повысить эффективность обучения, повысить качество наглядности в учебном процессе. Итогом внедрения Компьютерной Технологии в образовательный процесс являются результаты проведенного тестирования среди учащихся. На вопрос, какие уроки им нравятся больше с применением Компьютера или традиционные 94% опрошенных предпочтение отдали урокам с применением Компьютера, 6% ответили, что им без разницы. Среди причин позитивного отношения к урокам с использованием Компьютера были названы следующие:

  • 37% -лучше усваивается материал;
  • 19% -урок проходит интересней, меньше усталости;
  • 18% -это современно;
  • 12% -интересно самим делать презентации;
  • 7% -учит работать с информацией;
  • 7% -другое.

Дети и родители утверждают, что образовательный процесс при применении Компьютерной Технологии становится более веселым, интересным, увлекательным. Обучающиеся обожают работать с техникой. При использовании Компьютерной Технологии обучающиеся более внимательны, увлечены и заинтересованы, чем при работе на уроке, проведенном по традиционным технологиям обучения.

Чтобы решить задачу нестандартным способом, опираясь на индивидуальные способности и креативное мышление учащихся можно использовать технологию ТРИЗ. Технологию ТРИЗ я использую уже 3 года, применяя её не во всех классах. Работая совместно с психологом нашей школы, мы выявили классы, где креативное, логическое мышление, творческие способности детей выше среднего. И в эти классы я ввела технологию ТРИЗ. Для начала мы исследовали детей на способность творчески подходить к любым изменениям, нетрадиционно и качественно решать существующие проблемы. Для этого мы использовали:

    • классическая методика П. Торранса
    • опросник креативности Дж. Рензулли (заполнялась классным руководителем)

Данные методики позволяют оценить: вербальную и образную креативность, способность видеть суть проблемы, способность сопротивляться стереотипам.

Я вам предлагаю несколько отойти от роли слушателей и стать на короткое время в некотором роде испытателями собственных возможностей. Вам предлагается закончить каждый фрагмент до целостного образа или сюжета.

Развитие высокой креативности наблюдается только при интеллектуальных способностях выше среднего.

В 1946 году в Баку началась работа над созданием научной технологии творчества, которая со временем получила название Теория Решения Изобретательских Задач (ТРИЗ). Автор ТРИЗ — Генрих Саулович Альтшуллер.

В 1989 году была образована международная Ассоциация ТРИЗ.

Цель данной технологии: Развитие интереса к биологии. Овладение новым способом решения задач.

Задачи: Воспитание творчески развитой личности. Развитие умения работать с разными источниками. Формирование нового взгляда на решение проблемных ситуаций.

Попытки — ясное дело — не пытки, но в них проходят дни и годы

Метод проб и ошибок

Достоинства метода:

  • не надо учиться, методическая простота решения.
  • удовлетворительно решаются простые задачи (не более 10 проб и ошибок).

Недостатки метода:

  • Плохо решаются задачи средней сложности практически не решаются сложные задачи.
  • Нет алгоритма мышления,
  • Неизвестно, когда будет решение и будет ли вообще.

Отсутствуют критерии оценки, требуются большие затраты времени и волевых усилий.

Главная цель ТРИЗ каждому человеку должно быть доступно творчество самого высокого уровня. Все, что мы делаем в ТРИЗ, разработано в теории, написано в книгах и изучается на семинарах. ТРИЗ можно рассматривать на трех уровнях: теория, практика и обучение.

- ТРИЗ
ТЕОРИЯ а) Классическая ТРИЗ: детализация и разбухание.
6) переход от ТРИЗ к синтезу технических систем и их прогнозированию.
в) ТРИЗ в других областях и в сочетании с другими методами.
г) Историческая ТРИЗ.
ПРАКТИКА Подготовка профессиональных решателей и аналитиков.
ОБУЧЕНИЕ Специализация обучения по возрастам и специальностям.
Система непрерывного обучения.
Развитие системы "книг".
Проблемы качества и единого языка тризовцев.

Можно выделить три оси развития этого направления. Первая ось - развитие традиционной, классической ТРИЗ. Здесь теория уже сложилась как достаточно полная и работоспособная система.

Вторая ось этого направления - переход от ТРИЗ к синтезу технических систем и их прогнозированию.

Третья ось связана с переходом к новым областям: Объединение ТРИЗ с другими науками, методами, теориями вполне закономерно.

Еще одной осью ТРИЗ-теории, на мой взгляд, может стать историческая ТРИЗ. Назову только несколько из возможных тем:

  • история развития ТРИЗ;
  • закономерности развития древних цивилизаций с позиций ТРИЗ;
  • история и закономерности развития способов (приемов, механизмов) преодоления технических противоречий с древнейших времен - "палео-ТРИЗ".

ТРИЗ-практика. Подготовка профессиональных решателей и аналитиков.

ОБУЧЕНИЕ   Специализация обучения по возрастам и специальностям. Система непрерывного обучения.

Решение задач ТРИЗ:

С помощью ТРИЗ решаются известные и неизвестные типы задач. Известные (стандартные) типы изобретательских задач решаются с использованием информационного фонда, а неизвестные (нестандартные) - применением АРИЗ.

Описание: http://www.trizminsk.org/i/23110-1.gif.

Способ решения задач, в которых присутствуют противоречия, существует только один – необходимо выполнить оба условия (требования). Следует помнить, что формулировка противоречия – это наполовину решенная проблема (задача). Если правильно сформулировать противоречие, можно лучше понять корень проблемы. А это, в свою очередь, поможет найти наиболее точное решение проблемы.

Допустим, нам необходимо донести до целевой аудитории некоторую информацию.

Противоречие заключается в том, что, как бы мы ни пытались донести информацию до нужного процента, все попытки потерпят неудачу.

Например: Один американский кинотеатр стал прогорать. Оказалось, зрители были недовольны тем, что во время киносеанса дамы не снимают шляп, загораживая экран. И чего только не делала администрация кинотеатра. Повесили объявление в гардеробе, просили по громкоговорителю быть вежливыми - результат нулевой. Как же заставить упрямых дам снимать шляпы во время киносеанса?

Текст объявления изменили:

  1. "Во время сеанса просим дам снять шляпы. К пожилым леди это не относится". Ни одна дама не захотела, чтобы ее приняли за старушенцию.
  2. Показать рекламный ролик о том, что шляпы не модны

На уроках с использованием ТРИЗ знания, умения и навыки не транслируются от учителя к детям, а формируются в результате самостоятельной работы с информацией. Дети занимаются с увлечением и без перегрузок осваивают новые знания, развивают речь и мышление

На сегодняшний день я использую в своей педагогической деятельности следующие приемы ТРИЗ:

  1. Эпистемический подход.
  2. “Создай паспорт” для систематизации, обобщения полученных знаний; для выделения 3 ТРИЗ в проектной деятельности,
  3. «Переизобретение» биологического процесса. При работе с этим приемом нужно во-первых…
  4. Построение детьми образных моделей описанных ресурсов. (Задание: придумать символическое изображение этих молекул.)
  5. Анаграмма (Зашифровать слово путем перестановки букв.)

    ыроп

    поры

  6. Логикон

ТРИЗ выделяет 3 вида противоречий (в порядке возрастания сложности разрешения):

  • административное противоречие: это противоречие является самым слабым и может быть снято либо изучением дополнительных материалов, либо принятием/снятием административных решений.
  • техническое противоречие: техническое противоречие — это и есть постановка изобретательской задачи.
  • физическое противоречие: наиболее фундаментальное. Для решения задачи изобретатель должен воспользоваться справочником физических эффектов и таблицей их применения.

Как решить задачу с помощью ТРИЗ?

  1. Определите тип задачи,
  2. Сформулируйте к задаче противоречие, идеальный конечный результат,
  3. Выявите ресурсы,

В каждой задаче указан ее тип: изобретательская или исследовательская

Изобретательская - это когда есть цель, которую Решателю требуется достигнуть, или есть проблема, которую нужно преодолеть, причем очевидные решения в данных условиях неприменимы. Перед Решателем возникает вопрос: "Как быть?" ( Фрагмент)

К экспериментальным задачам относятся:

  • составление гипотезы;
  • формулирование выводов;
  • доказательство выдвинутых предположений (фрагмент).

Как увеличить шансы на победу?

Для этого нужно применить: идеальность, внедряемость, оригинальность.
Давайте, попробуем.

Искать правильные ответы можно разными способами, каждый участник образовательного процесса выбирает свой путь, однако приемы ТРИЗ позволят быстрее достичь цели.

Таким образом, нет сомнения в том, что педагогические технологии способны предложить все возрастающие возможности для современной российской школы. Эффективность их применения зависит от сложившихся традиций в общеобразовательном учреждении, способности педагогического коллектива воспринимать эти инновации, материально – технической базы учреждения.

Список использованной литературы

  1. Анисимов П.Ф. Новые информационные и образовательные технологии Как фактор модернизации учебного заведения//СПО. – 2004.- № 6.-С.2.
  2. Беспалько В.П., Беспалько Л.В. Педагогическая технология. Новые методы и средства обучения. – Вып. 2. – М.: Знание, 1989.
  3. Климов В.Г. Психолого-педагогические проблемы эффективности использования информационных и коммуникационных технологий обучения// СПО. - 2004.- № 6. –С.14.
  4. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / Под ред. Е.С.Полат. – М.: Академия, 1999.
  5. Роберт И.В. Теоретические основы развития информатизации образования в современных условиях информационного общества массовой глобальной коммуникации.//Журнал «Информатика и образование». 2008 г. № 5, № 6.
  6. Селевко Г.К. “Педагогические технологии на основе информационно-коммуникационных средств” - М.: НИИ школьных технологий, 2006. – 208 с.
  7. Филатов О.К. Основные направления информатизации современных технологий обучения.//Информатика и образование. 1999 г. № 2.
  8. Газета «Математика» изд. «Первое сентября», (2008 г. № 14, 2008 г. № 15.)
  9. Захарова И.Г. “Информационные технологии в образовании”. - 3-е изд., стер.. – М:.: Издательский центр “Академия”, 2007. – 192 с.