СИСТЕМА ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ШКОЛЬНИКОВ НА УРОКАХ ГЕОМЕТРИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕРАКТИВНЫХ ТВОРЧЕСКИХ СРЕД
Система организации учебных исследований школьников на уроках геометрии с использованием интерактивных творческих сред
Переход к новым образовательным стандартам обуславливает необходимость ускоренного совершенствования учебного процесса в направлении обеспечения условий для всестороннего личностного роста учащихся, формирования у них способностей к саморазвитию и самообразованию. В связи с этим приоритетным направлением становится обеспечение развивающего потенциала новых образовательных технологий, позволяющих достичь нужных результатов.
Одним из путей повышения эффективности учебной деятельности в основной школе является включение учащихся в исследовательскую и проектную деятельность. Исследовательские и проектные работы могут быть построены таким образом, что в них будут востребованы практически любые способности подростков, реализованы личные пристрастия к тому или иному виду деятельности.
Однако в практике работы школы исследовательский метод не всегда находит свою реализацию. В большинстве случаев к исследовательской деятельности привлекаются только отдельные ученики, достигшие определённых успехов в освоении математики. Тогда как основная масса учащихся остаётся вне этого процесса. Возникает противоречие между необходимостью развития исследовательских навыков у всех школьников и сложившейся практикой обучения.
Особую актуальность проблема приобретает в контексте уроков геометрии. Как известно, данная предметная область, по мнению учеников, относится к наиболее сложным школьным дисциплинам. Этому есть несколько объективных причин: геометрические задачи, в отличие от алгебраических, менее алгоритмичны; осуществляется переход к необходимости всё доказывать; использование аксиоматического метода построения теории; дефицит учебного времени и, как следствие, недостаточное внимание педагогов к формированию образов геометрических понятий и реализации исследовательской составляющей процесса обучения геометрии. Тогда как именно геометрия потенциально содержит в себе богатейшие возможности для реализации различного рода исследований, практической направленности обучения математике, формирования интеллектуальной сферы личности ребёнка и т.д. Но для этого необходимо кардинально поменять отношение школьников к геометрии, сделать её более привлекательной для них. В сложившейся ситуации исследовательские и проектные работы могут помочь формированию более высокого уровня мотивации школьников и овладению ими необходимыми компетенциями в рассматриваемой предметной области.
Всеми вышеизложенными обстоятельствами и обуславливается актуальность проведённого исследования.
Основной целью исследования является разработка методического аппарата, позволяющего оптимизировать формирование исследовательской и проектной деятельности школьников в процессе обучения геометрии.
Новизна исследованиязаключается в том, что предложен и апробирован новый подход к формированию исследовательской деятельности школьников на основе использования интерактивных творческих сред.
Практическая значимость результатов исследования состоит в том, что разработанная автором методика формирования исследовательской деятельности школьников может быть использована в школьной практике обучения геометрии.
Основным результатомисследования является разработанные автором методические рекомендации по формированию исследовательской деятельности школьников в процессе обучения геометрии на основе использования интерактивных творческих сред.
На первом этапе нашего исследования мы анализировали психолого-педагогическую и научно-методическую литературу по рассматриваемой проблеме, изучали её состояние в реальной практике обучения.
Идея исследования как метода познания окружающего мира и как метода обучения зародилась еще в древности (работы Сократа, Платона). Сторонниками исследовательского пути обучения школьников был знаменитый чешский педагог Я.Коменский, французский философ Ж.Ж. Руссо и др. В отечественной педагогике, пожалуй, самыми пламенными защитниками исследовательского метода были российские педагоги и психологи начала XX века В.П. Вахтеров, Л.С. Выгодский, Б. Е. Райков (им был предложен и сам термин «исследовательский метод» в 1911г.), Б. В. Всевятский (предлагал назвать новый метод «методом исканий», стараясь подчеркнуть тем самым характер подхода к окружающему, содержащий в себе элементы научного исследования), В. А. Герду (назвал этот метод «опытно-искательным»). .
Значительное внимание уделялось вопросам организации исследовательской работы. В.Ю. Ульянинский, например, считал что «весь ход исследовательской работы направляется преподавателем, который организует ее по определенному, тщательно проработанному плану».
Противоположную точку зрения на степень самостоятельности школьной исследовательской работы высказывали А.П. Пинкевич, Ш.И. Ганелин, М.Н. Салтыкова и др.: обязательным условием использования исследовательского метода считалась самостоятельность школьника при планировании своего исследования.
Таким образом, расходясь в понимании степени самостоятельности человека в проведении исследовательской работы, все педагоги сходились водном: исследовательской можно считать ту работу, при которойобучающиеся (с разной степенью самостоятельности) открывают ранее не известные им истины, повторяя при этом логически путь настоящего исследователя.
Главную роль эффективного средства активизации учебного познания при обучении математике отводят исследовательской деятельности и современные педагоги-математики: А.Д. Александров, Я.И. Груденов, В.А. Гусев, В.А. Далингер, О.Б. Епишева, В.И. Крупич, Г.И. Саранцев, А.А. Столяр, А.Я. Цукарь и др.
Оценку реального состояния проблемы исследования мы осуществляли посредством наблюдения за ходом учебного процесса, а также анкетирования учителей математики и учащихся одной из школ нашего города. Наблюдения за ходом учебного процесса проводились с целью выяснения, на каких этапах урока и какие приёмы и формы организации учебной деятельности используются учителями математики для развития исследовательских умений школьников. Мы посетили около 60 уроков математики. Каждый оценивался с помощью специальной программы наблюдений.
Наиболее часто задания, формирующие исследовательские умения учащихся, используются учителями на этапе объяснения нового материала и составляют 5 % от общего количества заданий. Для этого применяются лабораторные, практические работы, задачный подход. На этапах усвоения и применения, систематизации знаний задания, формирующие исследовательские умения учащихся, практически не применяются, лишь в 3% и в 0,76% случаев соответственно. Кроме того, следует отметить, даже при включении подобного задания в урок учителя не полностью его прорабатывают, торопясь перейти к следующему этапу урока. Наибольшее внимание уделяется не развитию исследовательских, творческих умений ребенка, а стремлению пройти учебную программу, отработать приемы, описанные в книге.
По результатам анкетирования были сделаны следующие выводы.
- Большинство учителей довольно редко используют исследовательские задания непосредственно на уроках математики, в частности геометрии. Подобная работа проводится стихийно без определённой системы.
- В качестве причины называют дефицит учебного времени на уроке и недостаток методических рекомендаций по формированию указанных умений. Анализ результатов анкетирования учеников подтверждает сделанный вывод.
- Задания исследовательского характера в целом положительно оцениваются школьниками.
- Особый интерес они проявили к тем урокам, на которых были реализованы мини-исследования с использованием возможностей интерактивных творческих сред («Живая математика», «1С:Математический конструктор» и др.).
- Большинство учителей также положительно оценили использование на уроках геометрии указанных программных средств. К числу достоинств отнесли возможность динамической иллюстрации решения задач и доказательства теорем, проверки сформулированных гипотез о свойствах рассматриваемой геометрической конфигурации и др.
Полученные результаты позволили нам сделать вывод о необходимости разработки системы формирования исследовательской составляющей учебной деятельности школьников на основе использования интерактивных творческих сред. С их помощью учащиеся могут воссоздать любую геометрическую конфигурацию и изучить её математические свойства, перемещая объекты мышью. Все отношения геометрических объектов, заложенные при построении, сохраняются, позволяя ученикам изучить целый комплекс альтернативных и аналогичных случаев за несколько секунд.
На втором этапе нашего исследования мы разрабатывали методический аппарат, позволяющий повысить эффективность организации учебных исследований школьников. Можно выделить несколько основных положений, лежащих в его основе.
1. В ходе обучения геометрии должны создаваться возможности для целенаправленного включения учащихся в ситуации, требующие от них умений увидеть и сформулировать проблему, искать пути её рещения и т.д..
2. Система заданий для учащихся должна содержать упражнения на анализ приведённых данных и выделение необходимых закономерностей.
3. В соответствии со стратегией системно-деятельностного подхода, лежащего в основе новых образовательных стандартов, необходима организация адекватной самостоятельной деятельности учащихся, в ходе которой возникает качественно новое интегративное знание.
4. Включение в активную познавательную деятельность каждого ученика.
5. Соответствующая ориентация должна быть постоянной «составляющей» учебного процесса, методом познания, позволяющим последовательно подниматься с одного уровня овладения материалом на другой по мере освоения нового содержания.
Предлагаемая нами система организации учебных исследований школьников включает в себя несколько этапов. Каждый из них включает в себя предыдущий, поскольку работа по формированию исследовательской деятельности носит индивидуальный характер и переход с одного этапа на другой зависит во многом от самого ученика.
На первом этапе, соответствующему пропедевтическому курсу геометрии 5-6 классов, преимущественно происходит овладение учащимися отдельными компонентами, составляющими этапы исследования. Основная цель состоит не столько в достижении результата, сколько в освоении самого процесса исследования, включение школьников в процесс эмпирического эксперимента. Преимущественно реализуется следующая технология: учитель ставит проблему и намечает стратегию и тактику ее решения, само решение предстоит найти учащемуся.
Подобная работа проводится нами в рамках двух факультативных курсов «Введение в геометрию» и «С геометрией на ты»….для 5 и 6 классов соответственно. Для каждой темы мы разработали лабораторно-графичекие работы исследовательского характера, в ходе которых школьники знакомятся с новым учебным материалом. В силу возрастных особенностей обоснование полученных выводов не всегда может быть осуществлено. В качестве примера рассмотрим организацию работы в рамках темы «Многоугольники». На этом занятии учащиеся знакомятся с понятиями многоугольника и его частных видов (треугольники, четырёхугольники, пятиугольники и т.д.), выясняют некоторые их свойства. Речь идёт о сумме углов разных видов многоугольников. Для исследования данного вопроса школьники в интерактивной творческой среде строят модели соответствующих многоугольников и находят сумму их углов. Далее изменяя положение вершин рассматриваемого многоугольника, учащиеся убеждаются в том, что сумма углов выпуклого треугольника (четырёхугольника, пятиугольника и т.д.) остаётся неизменной и находят это значение. Полученные выводы фиксируются в таблице, но остаются без обоснования. При этом учитель обращает внимание на то, что в дальнейшем мы получим формулу для нахождения суммы углов выпуклого многоугольника, но пока знаний у нас для этого недостаточно. Работа проводится по группам в компьютерном классе.
На втором этапе, соответствующем изучению планиметрии в 7-9 классах, небольшие исследования проводятся не только на этапе изучения нового, но и в процессе решения задач. Кроме того немного изменяется технология работы учителя. Все этапы исследования, мы проходим вместе с учеником: вместе ставим проблему, вместе выдвигаем гипотезы и т.д. Но при этом, делаем больший упор на самостоятельную работу, то есть учителю отведена роль «рулевого» - его задача во время указать или скорректировать действия учащихся. При видимых затруднениях помочь более масштабно. Теперь уже все полученные выводы обосновываются теоретически.
На уроках решения задач мы используем исследование задачной ситуации в двух направлениях. В соответствии с первым на основе одной задачи мы пытаемся сформулировать несколько других задач и проверяем их корректность на основе создания и исследования интерактивной модели рассматриваемой геометрической конфигурации. С другой стороны мы предлагаем для решения многовариантные задачи. Поиск различных вариантов одной и той же геометрической конфигурации осуществляется также на основе создания и исследования виртуальной модели. Например, в 7-ом классе в ходе изучения темы «Параллельные прямые» можно ученикам предложить решить задачу: «Две параллельные прямые пересечены секущей. Докажите, что биссектрисы накрест лежащих углов параллельны». После этого предлагаем проверить утверждения в том случае, если накрест лежащие углы заменить на соответственные и односторонние. Для выполнения задания учащиеся строят необходимые интерактивные модели на основе используемых программных средств и находят нужные закономерности. В последствии проводят доказательство. При этом почти все задачи взяты нами из школьных учебников геометрии, меняется только методика работы с ними.
На третьем этапе осуществляется постепенный переход к полностью самостоятельному исследованию школьников. Главным образом он осуществляется через самостоятельное выполнение проектно-исследовательских работ. В целом он соответствует изучению геометрии в 9-11 классах. На этом этапе каждый обучающийся выбирает себе под руководством учителя тему для проекта или исследования, планирует свою деятельность и осуществляет её. Работа завершается выступлением на школьной научно-практической конференции учеников. Примеры проекно-исследовательских работ будут приведены нами в докладе.
Предлагаемый подход к формированию проектно-исследовательской деятельности мы частично апробировали в практике обучения геометрии, и он показал положительные результаты.
Литература
1. Родионов М.А., Садовников Н.В. Взаимосвязь теоретичсеких и практических аспектов использования задач в обучении математике: пособие для учителей математики и студентов педагогических вузов.-Пенза, 1997.-86с.
2. Родионов М.А., Храмова Н.Н.Деятельностно-процессуальный подход к обучению школьников поиску пути решения математических задач: Учебно-методическое пособие для студентов и учителей математики / Под общей ред. д. п. н., проф. М.А. Родионова. – Пенза: Изд-во ПГПУ им. В.Г. Белинского, 2007. – 28 с.
3. Родионов М.А., Марина Е.В. Составление циклов геометрических задач как средство реализации гуманитарной составляющей профессиональной подготовки будущих учителей // Математический вестник педвузов Волго-Вятского региона. – Киров: Вятский госпедуниверситет, 2000.– С.168–177.
4. Войтенко Л.И.. Учебные исследования по математике в VI классе. // Математика в школе.- 2007.- №10ю С.16-19
5. Воронько, Т. А. Задачи как средство формирования опыта исследовательской деятельности учащихся // Наука и школа. – 2007. – № 5. – С. 47-49.
6. Далингер В.А. Поисково-исследовательская деятельность учащихся по математике: Учебно-методическое пособие. -Омск: Изд-во ОмГПУ, 2005
7. Далингер В.А., Толпекина Н.В. Организация и содержание поисково-исследовательской деятельноcти учащихся по математике: Учебное пособие. – Омск: Изд-во ОмГПУ, 2004. – 264 с.
8. Савенков, А. И. Содержание и организация исследовательского обучения школьников / А. И. Савенков. – М.: Сентябрь, 2003. – 204 с.
9. Сгибнев А.И. Как на уроке математики развивать исследовательские умения./ 1 сентября, приложение «Математика»- 2009.-N 6.-С. 18-21.
10. Сгибнев А.И, Шноль Д. Исследовательские задачи в школе «Интеллектуал» // Математика.-2007.-№12.-С. 17-22.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| nir_bibyakova_prezentaciya.pptx | 885.96 КБ |
