Помощь студентам в учебе
Информационные технологии как средство развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе
|
Введение 3
Глава 1 Теоретические основы использования информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе 9
1.1 Понятие познавательного интереса и его роль при обучении математике 9
1.2. Основные направления использования информационных технологий в процессе обучения математике в общеобразовательной школе 14
1.3 Методические особенности развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе
с помощью информационных технологий 27
Глава 2 Методические основы использования информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе 37
2.1 Методика развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе
с использованием информационных технологий на примере
темы «Элементарные преобразования графиков функций» 37
2.2 Проектирование изучения темы «Применение производной
для исследования функций на монотонность и экстремумы» на основе технологии обучения алгоритмам и информационных технологий ... 48
2.3 Педагогический эксперимент и его результаты 83
Заключение 95
Список используемой литературы 96
Приложение А Диагностика уровня развития познавательного интереса ... 106
Приложение Б Анкета на интенсивность познавательных интересов 107
Глава 1 Теоретические основы использования информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе 9
1.1 Понятие познавательного интереса и его роль при обучении математике 9
1.2. Основные направления использования информационных технологий в процессе обучения математике в общеобразовательной школе 14
1.3 Методические особенности развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе
с помощью информационных технологий 27
Глава 2 Методические основы использования информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе 37
2.1 Методика развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе
с использованием информационных технологий на примере
темы «Элементарные преобразования графиков функций» 37
2.2 Проектирование изучения темы «Применение производной
для исследования функций на монотонность и экстремумы» на основе технологии обучения алгоритмам и информационных технологий ... 48
2.3 Педагогический эксперимент и его результаты 83
Заключение 95
Список используемой литературы 96
Приложение А Диагностика уровня развития познавательного интереса ... 106
Приложение Б Анкета на интенсивность познавательных интересов 107
Актуальность и научная значимость настоящего исследования. Информационные технологии в настоящее время составляют неотъемлемую часть современного школьного образования. В соответствии с введением ФГОС среднего (полного) общего образования и реализацией Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017 - 2030 годы проблема информатизации системы образования является достаточно актуальной.
Методические аспекты применения информационных технологий при обучении математике в общеобразовательной школе» описывались в работах В.А. Гусева, В.М. Монахова, Г.И. Саранцева и других.
Анализ диссертационных исследований по теме исследования показал, что при обучении математике они были рассмотрены с позиций: контроля и коррекции знаний учащихся (А.В. Слепухин [69], 1999 г.); повышения качества обучения старшеклассников (Я.В. Ворохобина [24], 2006 г.); формирования г.); «развития познавательного интереса учащихся основной школы на занятиях по математике» (Л.О. Рупакова [62], 2007 г.); качественного усвоения учебного материала по математике старшеклассниками (З.Н. Исмаилова [31], 2010 г.); при обучении алгебре, алгебре и началам анализа: совершенствования алгебраической подготовки учащихся 5-6 классов (Л.В. Витвицкая [22], 2006 г.); «методики реализации функционально-графической линии в
персонализированном обучении курсу математики с использованием компьютерной системы MATHCAD» (С.Ю. Попадьина [54], 2009 г.); методики преподавания элективного курса "Элементы дискретной математики" для учащихся естественно-математического профиля обучения (А.С. Алфимова классах общеобразовательной школы (М.Г. Мехтиев [48], 2002 г.); методики дифференцированного обучения геометрии в средней школе при изучении свойств круглых тел (А.В. Горшкова [27], 2003 г.).
На основе анализа работ указанных авторов можно сделать вывод: внедрение информационных технологий в процесс обучения математике предоставляет возможности для управления учебно-познавательной деятельностью школьников и ее интенсификации; более качественной подготовки школьников к сдаче ОГЭ и ЕГЭ.
Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена сложившимися к настоящему времени противоречиями между:
- требованиями к обязательным результатам освоения программы среднего (полного) общего образования по математике и недостаточным уровнем развития у школьников познавательных интересов;
- достаточно высоким потенциалом информационных технологий
как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе и недостаточностью их использования в учебном процессе, а также недостаточностью разработанных соответствующих методик при обучении алгебре, алгебре и началам анализа и геометрии.
Указанное противоречие позволило сформулировать проблему исследования: каковы методические особенности развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с помощью информационных технологий?
Объект исследования: процесс обучения математике в общеобразовательной школе.
Предмет исследования: информационные технологии как одно из средств развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе.
Цель исследования состоит в выявлении методических особенностей развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с помощью информационных технологий.
Гипотеза исследования основана на предположении о том, что если использовать информационные технологии на различных этапах урока и во внеурочной деятельности с учетом целей и задач обучения математике в общеобразовательной школе, то это будет способствовать развитию познавательного интереса обучающихся к ее изучению.
Задачи исследования:
1. Раскрыть понятие познавательного интереса и его роль при обучении математике.
2. Представить основные направления использования информационных технологий в процессе обучения математике в общеобразовательной школе.
3. Выявить методические особенности развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с помощью информационных технологий.
4. Описать методику развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с использованием информационных технологий на примере темы «Элементарные преобразования графиков функций».
6. Спроектировать изучение темы «Применение производной для исследования функций на монотонность и экстремумы» на основе технологии обучения алгоритмам и информационных технологий.
7. Представить результаты проведенного педагогического эксперимента.
Теоретико-методологическую основу данного исследования составили работы В.А. Гусева [71], Е.И. Лященко [41], Г.И. Саранцева [64], Г.К. Селевко [68]; Г.И. Щукиной [83-84].
Базовыми для настоящего исследования явились также работы: Т.А. Ивановой [30], В.М. Монахова [49], Н.Л. Стефановой и Н.С. Подходовой [47]; А.А. Темербековой [70].
Методы исследования: анализ психолого-педагогической, научной и учебно-методической литературы; изучение, наблюдение и обобщение 5
школьной практики; анализ собственного опыта работы в школе; анкетирование школьников; проведение педагогического эксперимента.
Основные этапы исследования:
1 семестр (2019/2020 уч.г.): анализ ранее выполненных исследований по теме диссертации, анализ школьных учебников, нормативных документов (стандартов, программ), анализ опыта работы школы по данной теме;
2 семестр (2019/2020 уч.г.): определение теоретических основ
использования информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе;
3 семестр (2020/2021 уч.г.): определение методических основ использования информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе; разработка методики его развития у школьников на примере темы «Элементарные преобразования графиков функций» с использованием информационных технологий.
4 семестр (2020/21 уч.г.): оформление диссертации, корректировка ранее представленных материалов и аппарата исследования, описание результатов эксперимента, формулирование выводов.
Опытно-экспериментальная база исследования: Самарская область, г.о. Тольятти, МБУ «Школа № 23».
Научная новизна исследования заключается в том, что в нём обоснованы и предложены методические рекомендации по использованию информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что в нём:
- выделены основные направления использования информационных технологий в процессе обучения математике в общеобразовательной школе;
- выявлены методические особенности развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с помощью информационных технологий.
Практическая значимость исследования определяется тем, что в нём:
- представлена методика развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с использованием информационных технологий на примере темы «Элементарные преобразования графиков функций»;
- разработан методический проект по изучению темы «Применение производной для исследования функций на монотонность и экстремумы» на основе технологии обучения алгоритмам и информационных технологий.
Достоверность результатов и выводов, полученных в ходе проведенного исследования, обеспечивались: сочетанием как теоретических, так и практических методов диссертационного исследования, анализом личного опыта работы в общеобразовательной школе в период производственной практики (педагогической практики).
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в определении теоретических и методических основ использования информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе; анализе опыта работы учителей; разработке методического проекта по одной из тем школьного курса алгебры и начал математического анализа.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. Результаты исследования докладывались на: научно-методическом семинаре преподавателей, аспирантов и студентов кафедры; Всероссийской студенческой научно-практической междисциплинарной конференции «Молодежь. Наука. Общество» (г. Тольятти, декабрь 2019 г., диплом за 3 место; декабрь 2020 г.); первом этапа научно-практической конференции «Студенческие Дни науки в ТГУ» (апрель 2020 г., 2021 г.).
Экспериментальная проверка представленных методических рекомендаций была осуществлена в период производственной практики (научно-исследовательской работы) и производственной практики (преддипломной практики) на базе кафедры «Высшая математика и математическое образование» ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет», в том числе в период работы в МБУ «Школа № 23» г.о. Тольятти учителем математики и информатики.
Основные результаты исследования отражены в 3 публикациях [36-38].
На защиту выносятся:
1. Методические рекомендации по применению информационных технологий как средства развития познавательного интереса школьников к изучению математики в общеобразовательной школе.
2. Методика развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с использованием информационных технологий на примере темы «Элементарные преобразования графиков функций».
3. Методический проект по изучению темы «Применение производной для исследования функций на монотонность и экстремумы» на основе технологии обучения алгоритмам и информационных технологий.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, двух глав и заключения, содержит 15 рисунков, 19 таблиц, список используемой литературы (91 источник). Основной текст работы изложен на 105 страницах.
Методические аспекты применения информационных технологий при обучении математике в общеобразовательной школе» описывались в работах В.А. Гусева, В.М. Монахова, Г.И. Саранцева и других.
Анализ диссертационных исследований по теме исследования показал, что при обучении математике они были рассмотрены с позиций: контроля и коррекции знаний учащихся (А.В. Слепухин [69], 1999 г.); повышения качества обучения старшеклассников (Я.В. Ворохобина [24], 2006 г.); формирования г.); «развития познавательного интереса учащихся основной школы на занятиях по математике» (Л.О. Рупакова [62], 2007 г.); качественного усвоения учебного материала по математике старшеклассниками (З.Н. Исмаилова [31], 2010 г.); при обучении алгебре, алгебре и началам анализа: совершенствования алгебраической подготовки учащихся 5-6 классов (Л.В. Витвицкая [22], 2006 г.); «методики реализации функционально-графической линии в
персонализированном обучении курсу математики с использованием компьютерной системы MATHCAD» (С.Ю. Попадьина [54], 2009 г.); методики преподавания элективного курса "Элементы дискретной математики" для учащихся естественно-математического профиля обучения (А.С. Алфимова классах общеобразовательной школы (М.Г. Мехтиев [48], 2002 г.); методики дифференцированного обучения геометрии в средней школе при изучении свойств круглых тел (А.В. Горшкова [27], 2003 г.).
На основе анализа работ указанных авторов можно сделать вывод: внедрение информационных технологий в процесс обучения математике предоставляет возможности для управления учебно-познавательной деятельностью школьников и ее интенсификации; более качественной подготовки школьников к сдаче ОГЭ и ЕГЭ.
Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена сложившимися к настоящему времени противоречиями между:
- требованиями к обязательным результатам освоения программы среднего (полного) общего образования по математике и недостаточным уровнем развития у школьников познавательных интересов;
- достаточно высоким потенциалом информационных технологий
как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе и недостаточностью их использования в учебном процессе, а также недостаточностью разработанных соответствующих методик при обучении алгебре, алгебре и началам анализа и геометрии.
Указанное противоречие позволило сформулировать проблему исследования: каковы методические особенности развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с помощью информационных технологий?
Объект исследования: процесс обучения математике в общеобразовательной школе.
Предмет исследования: информационные технологии как одно из средств развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе.
Цель исследования состоит в выявлении методических особенностей развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с помощью информационных технологий.
Гипотеза исследования основана на предположении о том, что если использовать информационные технологии на различных этапах урока и во внеурочной деятельности с учетом целей и задач обучения математике в общеобразовательной школе, то это будет способствовать развитию познавательного интереса обучающихся к ее изучению.
Задачи исследования:
1. Раскрыть понятие познавательного интереса и его роль при обучении математике.
2. Представить основные направления использования информационных технологий в процессе обучения математике в общеобразовательной школе.
3. Выявить методические особенности развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с помощью информационных технологий.
4. Описать методику развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с использованием информационных технологий на примере темы «Элементарные преобразования графиков функций».
6. Спроектировать изучение темы «Применение производной для исследования функций на монотонность и экстремумы» на основе технологии обучения алгоритмам и информационных технологий.
7. Представить результаты проведенного педагогического эксперимента.
Теоретико-методологическую основу данного исследования составили работы В.А. Гусева [71], Е.И. Лященко [41], Г.И. Саранцева [64], Г.К. Селевко [68]; Г.И. Щукиной [83-84].
Базовыми для настоящего исследования явились также работы: Т.А. Ивановой [30], В.М. Монахова [49], Н.Л. Стефановой и Н.С. Подходовой [47]; А.А. Темербековой [70].
Методы исследования: анализ психолого-педагогической, научной и учебно-методической литературы; изучение, наблюдение и обобщение 5
школьной практики; анализ собственного опыта работы в школе; анкетирование школьников; проведение педагогического эксперимента.
Основные этапы исследования:
1 семестр (2019/2020 уч.г.): анализ ранее выполненных исследований по теме диссертации, анализ школьных учебников, нормативных документов (стандартов, программ), анализ опыта работы школы по данной теме;
2 семестр (2019/2020 уч.г.): определение теоретических основ
использования информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе;
3 семестр (2020/2021 уч.г.): определение методических основ использования информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе; разработка методики его развития у школьников на примере темы «Элементарные преобразования графиков функций» с использованием информационных технологий.
4 семестр (2020/21 уч.г.): оформление диссертации, корректировка ранее представленных материалов и аппарата исследования, описание результатов эксперимента, формулирование выводов.
Опытно-экспериментальная база исследования: Самарская область, г.о. Тольятти, МБУ «Школа № 23».
Научная новизна исследования заключается в том, что в нём обоснованы и предложены методические рекомендации по использованию информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что в нём:
- выделены основные направления использования информационных технологий в процессе обучения математике в общеобразовательной школе;
- выявлены методические особенности развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с помощью информационных технологий.
Практическая значимость исследования определяется тем, что в нём:
- представлена методика развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с использованием информационных технологий на примере темы «Элементарные преобразования графиков функций»;
- разработан методический проект по изучению темы «Применение производной для исследования функций на монотонность и экстремумы» на основе технологии обучения алгоритмам и информационных технологий.
Достоверность результатов и выводов, полученных в ходе проведенного исследования, обеспечивались: сочетанием как теоретических, так и практических методов диссертационного исследования, анализом личного опыта работы в общеобразовательной школе в период производственной практики (педагогической практики).
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в определении теоретических и методических основ использования информационных технологий как средства развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе; анализе опыта работы учителей; разработке методического проекта по одной из тем школьного курса алгебры и начал математического анализа.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. Результаты исследования докладывались на: научно-методическом семинаре преподавателей, аспирантов и студентов кафедры; Всероссийской студенческой научно-практической междисциплинарной конференции «Молодежь. Наука. Общество» (г. Тольятти, декабрь 2019 г., диплом за 3 место; декабрь 2020 г.); первом этапа научно-практической конференции «Студенческие Дни науки в ТГУ» (апрель 2020 г., 2021 г.).
Экспериментальная проверка представленных методических рекомендаций была осуществлена в период производственной практики (научно-исследовательской работы) и производственной практики (преддипломной практики) на базе кафедры «Высшая математика и математическое образование» ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет», в том числе в период работы в МБУ «Школа № 23» г.о. Тольятти учителем математики и информатики.
Основные результаты исследования отражены в 3 публикациях [36-38].
На защиту выносятся:
1. Методические рекомендации по применению информационных технологий как средства развития познавательного интереса школьников к изучению математики в общеобразовательной школе.
2. Методика развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с использованием информационных технологий на примере темы «Элементарные преобразования графиков функций».
3. Методический проект по изучению темы «Применение производной для исследования функций на монотонность и экстремумы» на основе технологии обучения алгоритмам и информационных технологий.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, двух глав и заключения, содержит 15 рисунков, 19 таблиц, список используемой литературы (91 источник). Основной текст работы изложен на 105 страницах.
Основные выводы и полученные результаты данного исследования:
1. Раскрыты понятие познавательного интереса и его роль при обучении математике. Установлено, что познавательный интерес - это доминирующий мотив учебной деятельности обучающихся.
2. Представлены основные направления использования
информационных технологий в процессе обучения математике учащихся общеобразовательной школы.
3. Выявлены методические особенности развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с помощью информационных технологий. Определено, что информационных технологии могут применяться на различных этапах урока математики, а также во внеурочной деятельности.
4. Описана методика развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с использованием информационных технологий на примере темы «Элементарные преобразования графиков функций».
5. Спроектировано изучение темы «Применение производной для исследования функций на монотонность и экстремумы» на основе технологии обучения алгоритмам (по Т.А. Ивановой) и информационных технологий. Отметим, что данный проект представлен на 4 часа по учебнику А.Г. Мордковича профильного уровня, в котором есть алгоритм исследования непрерывной функции на монотонность и экстремумы и наиболее полно раскрыто теоретическое и практическое содержание данной темы.
6. Приведены результаты педагогического эксперимента, который показал, что использование информационных технологий способствует развитию познавательного интереса обучающихся старших классов к изучению математики.
1. Раскрыты понятие познавательного интереса и его роль при обучении математике. Установлено, что познавательный интерес - это доминирующий мотив учебной деятельности обучающихся.
2. Представлены основные направления использования
информационных технологий в процессе обучения математике учащихся общеобразовательной школы.
3. Выявлены методические особенности развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с помощью информационных технологий. Определено, что информационных технологии могут применяться на различных этапах урока математики, а также во внеурочной деятельности.
4. Описана методика развития познавательного интереса обучающихся к изучению математики в общеобразовательной школе с использованием информационных технологий на примере темы «Элементарные преобразования графиков функций».
5. Спроектировано изучение темы «Применение производной для исследования функций на монотонность и экстремумы» на основе технологии обучения алгоритмам (по Т.А. Ивановой) и информационных технологий. Отметим, что данный проект представлен на 4 часа по учебнику А.Г. Мордковича профильного уровня, в котором есть алгоритм исследования непрерывной функции на монотонность и экстремумы и наиболее полно раскрыто теоретическое и практическое содержание данной темы.
6. Приведены результаты педагогического эксперимента, который показал, что использование информационных технологий способствует развитию познавательного интереса обучающихся старших классов к изучению математики.