ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ В
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС КОМПЬЮТЕРНОЙ ПОДДЕРЖКИ НА
УРОКАХ МАТЕМАТИКИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ «ПРОИЗВОДНАЯ» .. 5
1.1 Подходы к изложению и изучении темы «Производная» в средней школе 5
1.2 Использование компьютерных программ при изучении производной в
школьном курсе математике 8
1.3 Сравнительный анализ систем динамической математики 11
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1 16
ГЛАВА 2. КОМПЬЮТЕРНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ТЕМЫ «ПРОИЗВОДНАЯ» С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ МАТЕМАТИКИ GEOGEBRA 17
2.1 Компьютерное сопровождение темы «Производная» с помощью системы
динамической математики GeoGebra
2.2 Апробация компьютерного сопровождения темы «Производная» с помощью
системы динамической математики GeoGebra
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 44
Актуальность работы. Отличительной чертой современного этапа развития общества является его информатизация. Чтобы соответствовать требованиям современности, школа должна подготовить выпускников, обладающих способностью применять информационные технологии информационные технологии.
Информационное пространство, в котором живут дети, существенно изменилось за последние десятилетия, выросла роль аудиовизуальной подачи информации и уменьшилась роль ее текстового представления. Соответственно изменились предпочтения учеников к форме подачи информации.
Использование компьютерных технологий на уроках математики активизирует обучающихся, возбуждает их внимание и тем самым помогает их развитию, содействует более крепкому усвоению материала [5, 6, 15, 30, 43], дает возможность экономить время. То обстоятельство, что математике присуща большая абстрактность, описывает и характер средств наглядности, и особенности применения их.
Статистика показывает [26], что современных школьников не сложно научить вычислять производную, находить ее в точке, применять к исследованию функции, но для успешного усвоения темы «Производная» необходимо в самом начале найти правильный путь введения понятия производной, ввести на доступном уровне учебный материал. Если на данном шаге ученик сможет применить определение производной для ее нахождения, продемонстрировать геометрический и физический смыслы, то и дальше он сможет видеть ее в прикладных направлениях. Поэтому, для преподавателя важно использовать, при изучении темы «Производная» компьютерную поддержку, чтобы сделать обучение интересным и наглядным.
Анализ литературы по проблемам изучения темы «Производная» с использованием ИКТ позволяет выявить тот факт, что этот аспект не получил глубокого освещения. И относится это в первую очередь к наглядности процесса обучения математики. Вопрос о разработке применения компьютерной поддержки на уроках математики при изучении темы «Производная» остается открытым, что обуславливает один из аспектов актуальности работы.
Цель работы - разработка компьютерной поддержки при решении заданий на уроках математики по теме «Производная».
Объектом исследования является процесс обучения математике школьников в 10-11 классах.
Предметом исследования является компьютерное сопровождение темы "Производная" с помощью применения системы динамической математики GeoGebra.
Для реализации цели решались следующие задачи:
1. Анализ учебно-методической и научной литературы по теме исследования.
2. Сравнительный анализ систем динамической математики с целью выбора оптимальной программы для организации компьютерного сопровождения.
3. Разработка компьютерных моделей в системе динамической математики GeoGebra для организации компьютерного сопровождения темы «Производная».
4. Апробация разработанного компьютерного сопровождения.
Методы, используемые в работе: анализ учебно-методической литературы, сравнение, обобщение педагогического опыта по использованию систем компьютерной алгебры в школе.
Теоретическая значимость работы заключается в раскрытии возможностей системы GeoGebra, которые могут быть использованы на уроках математики при изучении темы «Производная».
Практическая значимость работы заключается в исследовании особенностей использования системы GeoGebra при решении алгебраических и геометрических задач.
Структура работы: работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников.
Производная - это базовое понятие математического анализа, изучаемое в курсе средней школы. Данная тема нашла довольно широкое применение во многих науках: в алгебре; в физике; в тригонометрии; в геометрии; астрономии; химии; аэродинамике; биологии и т.д.
Анализ методологической литературы показал, что понятие производной является одной из наиболее сложных для понимания школьников в рамках средней школы. Для исследования возможностей изложения материала по теме «Производная» в средней школе по математике, были проанализированы учебники различного уровня. Для дальнейшего сопровождения темы был выбран учебник С.М. Никольского.
Трудности, связанные с пониманием определений и смыслов связаны с недостаточно наглядным изложением материала и решить эту проблему позволяют средства ИКТ.
На сегодняшний день существует множество различных программ позволяющие придать математике визуализацию и на фоне остальных выделяется Geogebra, т.к. она бесплатная, свободно распространяемая, и содержит интуитивно¬понятный интерфейс.
В работе рассмотрены возможности использования систем компьютерной алгебры GeoGebra при решении задач по математике. Разработаны универсальные модели, которые позволяют преподавателю сэкономить время на рисование графиков на доске, а также обеспечить учеников максимальной наглядностью.
И в заключительной части был проведен эксперимент, который показал, что влияние компьютерного сопровождения с помощью Geogebra положительно влияет на качество обучения учащихся в ходе изучения темы «Производная».
Таким образом, задачи выполнены, цель исследования достигнута.
1. Алгебра и начала анализа [Текст]: Учеб. для 10-11 кл. общеобразоват. учреждений / А.Н. Колмогоров, А.М. Абрамов, Ю.П. Дудницын и др.; Под ред. А.Н. Колмогорова. - М.: Просвещение, 2007. - 384 с.: ил.
2. Алгебра и начала анализа [Текст]: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений: базовый и профильный уровни / С.М. Никольский, М.К. Потапов, Н.Н. Решетников, А.В. Шевкин.- М.: Просвещение, 2007.- 383 с.: ил.
3. Алгебра и начала анализа 10-11 кл. [Текст]: Учеб. для общеобразоват. учреждений. / А.Г. Мордкович, И.М. Смирнова, Л.О. Денищева и др.; Под ред. А.Г. Мордковича. - М.: Мнемозина, 2002.- 375 с.: ил.
4. Алышова Н. С. Использование программы Geogebra на уроках
математики. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http: //www.gramota. net/material s/1/2013/1/5.html.
5. Беспалько, В. П. Образование и обучение с участием компьютеров // Издательство Московского психолого-социального института. - Воронеж, 2002. - 94с.
6. Борисова, Н.В. Образовательные технологии как объект педагогического выбора // Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов.- М.: 2000. - 132с.
7. Быкова А. А. Применение интернет ресурсов на уроках математики. Интерактивные формы обучения. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://arinaalekceevna.ucoz.com/publ/primenenie_internet_resursov_na_urokakh_ma tematiki_interaktivnye_formy_obuchenij a/1-1-0-6..
8. Вейль, Г. Математическое мышление // Г. Вейль. - М.: «Наука», 1989 г. - 253с.
9. Виленкин, Н.Я. Алгебра и математический анализ. 10 кл. [Текст] : Учеб. пособие для шк. и кл. с углубл. изуч. математики / Н.Я. Виленкин, О.С. Ивашев-Мусатов, С.И. Шварцбурд.- М.: Мнемозина, 2006.- 335 с.
10. Виноградов И.М. Элементы высшей математики / И.М. Виноградов.- М.: Наука, 1999. - 507 с.
11. Волкова Е.А. Научно-методические подходы к использованию интерактивных средств обучения в подготовке будущих учителей //Научные исследования: от теории к практике. - 2015. -Т.1. - № 2 (3). - С.174-176.
12. Галкин Е.В. Краткая история математики: Учебное пособие для педагогических университетов и педагогических институтов / Е.В. Галкин. - Челябинск, 2003. - 229 с.
13. Живая математика. Сборник методических материалов. — М.: Институт Новых Технологий. — 176 с.
14. Жуманова, Г. Т. Некоторые пути изучения понятия производной в школьном курсе математики / Г. Т. Жуманова, А. М. Аликова. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 4.1 (138.1). — С. 50-55.
15. Загвязинский В.И. Исследовательская деятельность педагога: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.И. Загвязинский. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 176 с.
16. Зиатдинов Р.А. Геометрическое моделирование и решение задач проективной геометрии в системе GeoGebra //Материалы конференции «Молодежь и современные информационные технологии», Томский политехнический университет, г. Томск. - 2010.- C.168-170.
17. Зиатдинов Р.А. О возможностях использования интерактивной геометрической среды Geogebra 3.0 в учебном процессе //Материалы 10-й Международной конференции «Системы компьютерной математики и их приложения» (СКМП-2009). - СмолГУ, г. Смоленск.- 2009.- C. 39-40.
18. Из истории создания производной. [Электронный ресурс]. - URL:
https://www.sites.google.com/a/school-134.ru/obrazovanie-v-skole-ucitel-nechaeva-a- e/proekt-igra-proizvodnaa-v-ekonomike/iz-istorii-sozdania-proizvodnoj (Дата
обращения: 1.09.2020).
19. Использование информационно-коммуникационных технологий на уроках математики. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://videouroki.net/filecom.php?fileid=98697689. (Дата обращения: 26.04.2021)
20. Клейн, Ф. Лекции о развитии математики в 19 столетии // Ф. Клейн. - М.: «Наука», 1989 г. - 233с.
21. Ларин С.В. Электронное издание «Компьютерная анимация в математике в среде GeoGebra». - 2014. - КГПУ, электронная библиотечная система.
22. Ларин, С.В. Вычисления с помощью виртуальных геометрических инструментов / С.В. Ларин // Математика в школе. - №8. - 2007. - с.35-43.
23. Ларин, С.В. Формулы для нахождения площадей сегментов кривых второго порядка / С.В. Ларин // Математика в школе. - №1. - 2015. - с.26-35.
24. Маркушевич, А.И. Комплексные числа и конформные отображения // А.И. Маркушевич - М.: Наука, 1980.
25. Мащенко М.В. Развитие учебной мотивации у младших школьников с помощью ИКТ // Учебные записки ИИО РАО. - М.: Институт информатизации образования 2005. №16. С. 62-65.
26. Методика обучения высшей математике в средней школе России: история становления. Хрестоматия: Для студ. физико-мат. фак. высш. учеб. заведений / Сост., - Елец: ЕГУ им., 20с.
27. Мордкович, А.Г. Алгебра и начала анализа. 10 кл. [Текст]: Учеб. для общеобразоват. учреждений (профильный уровень) / А.Г. Мордкович, П.В. Семенов.- М.: Мнемозина, 2006.- 287 с.: ил.
28. Никитина Е.А. Проблемы, возникающие при изучении темы «Производная и её применение» // Материалы X Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум» [Электронный ресурс]. URL: https://scienceforum.ru/2018/article/2018002719(дата обращения: 13.08.2020).
29. Новиков Д.А. «Статистические методы в педагогических исследованиях (типовые случаи)». М.: МЗ-Пресс, 2004. - 67 с.
30. Панюкова, С.В. Использование информационных и
коммуникационных технологий в образовании. (Учебно-методическое пособие) // Издательский дом «Академия». - М.: 2010. - 200с.
31. Петров, В.А. Производная на службе у техники // Математика в школе.
- 2006. - №8. - С.20-24.
32. Полат, Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования // Е.С. Полат, М.В. Моисеева, А.Е. Петров, М.Ю. Бухаркина.
- М.: Академия, 2005. - 272 с.
33. Рабочая программа к учебнику «Алгебра и начала математического анализа» 11 класс Никольский [Электронный ресурс]. - URL: http s: //nsportal. ru/shkol a/al gebra/library/2019/11/30/rabochaya-pro gramma-k-uchebniku-algebra-i-nachala-0(Дата обращения: 26.04.2021)
34. Роберт, И.В. Теория и методика информатизации образования (психолого-педагогический и технологический аспект) // 2-е издание, дополненное.
- М.: ИИО РАО, 2008. - 274 с.
35. Роберт, И.В., Козлов, О.А. Концепция комплексной, многоуровневой и многопрофильной подготовки кадров информатизации образования. - М.: ИИО РАО, 2005. - 274 с.
36. Роберт, И.В., Панюкова, С.В., Кузнецов, А.А., Кравцова, А.Ю. Информационные и коммуникационные технологии в образовании: Учебно-методическое пособие для педагогических вузов. - М.: Изд-во ИИО РАО, 2006. - 259 с.
37. Саввина О.А. Становление и развитие обучения высшей математике в отечественной средней школе. Автореф. дис. д-ра пед. наук. М., 2003.
38. Саввина О.А. Очерки о преподавании высшей математики в средних учебных заведениях России. Ч.1 (XVIII- первая половина XIX вв.): Монография. - М.: МПУ, ЕГУ, 20с.
39. Сайков, Б.П. Организация информационного пространства
образовательного учреждения: практическое руководство. - М.: БИНОМ,
Лаборатория знаний. 2005 г. - 74 с.
40. Сайт среды GeoGebra [Электронный ресурс] URL: https://www.geogebra.org/about(Дата обращения: 30.08.2020)
41. Сайт среды Математический конструктор [Электронный ресурс] URL: http://obr.1c.ru/mathkit/(дата обращения: 30.08.2020)
42. Система динамической геометрии GeoGebra. Электронный ресурс. - URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/GeoGebra.(Дата обращения: 30.08.2020)
43. Смирнова С.И., Орлова Т.И. Роль информационных технологий при изучении основ математического анализа в школе // Математическое образование в школе и вузе: теория и практика. Материалы VI Международной научно-практической конференции. -2016. - с.103-106.
44. Средний процент выполнения заданий ЕГЭ по математике. [Электронный ресурс]. - URL: https://4ege.ru/matematika/58303-sredniy-procent- vypolneniya-zadaniy-ege-po-matematike.html(Дата обращения: 24.04.2021)
45. Тагаева, Е. А. Возможности использования программы GeoGebra при решении задач по алгебре и началам математического анализа в средней школе / Е. А. Тагаева // Учебный эксперимент в образовании. - 2018. - № 1. - С. 48-52.
46. Уваров, А. Ю. Информатизация школы: вчера, сегодня, завтра. -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2011. - 424 с.
47. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего
общего образования [Электронный ресурс]. - URL :
http://минобрнауки.рф/документы/2365 (Дата обращения: 24.04.2021).
48. Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа. - Москва: Наука, 1968. - Т.1.- 290с.
49. Фунтиков Р. А. Построение эллипса, гиперболы и параболы как конических сечений и линий плоскости в динамической среде GeoGebra. Курсовая работа. М: МПГУ, 2017.
50. Фунтиков, Р. А. Обзор и сравнительный анализ динамических сред «Живая математика», «Математический конструктор» и «GeoGebra» / Р. А. Фунтиков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 33 (219). — С. 8-11.
51. Шилов Г.Е. Математический анализ (функции одного переменного). - М.: «Наука», 1969 г. - 125с.
2. Найти значение производной функции f(х) = 3х + tgxв точке х0= — (1 балл)
3. Решить уравнение f ’(х) = 0, где f (х) = х3 - 3х2 3 4 5 6 7+ 3х - 4 (1 балл)
4. Решить неравенство д(х)>0, где д(х) = (1 - 5х)2(1балл)
5. Решить уравнение f'(х) = g' (х), если известно, что f (х) = 4у[х , g(х) = 1 х - 5 (1
балл)
6. Найти угловой коэффициент касательной, проведенной к графику функции f (х) = 4 - 3х + 0,5х2 в точке с абсциссой х0 = 2 (1 балл)
7. На рисунке 32 изображены график функции y = fix)и касательная к нему в точке
с абсциссой x0. Найдите значение производной функции fix)в точке x0. (1 балл)