Помощь студентам в учебе
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ GEOGEBRA ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ФАКТИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ ПО ГЕОМЕТРИИ У УЧАЩИХСЯ 7 КЛАССОВ
|
Введение 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И НОРМАТИВНЫЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ У УЧАЩИХСЯ 7 КЛАССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ МАТЕМАТИКИ GEOGEBRA
Параграф 1. Концепция развития математического образования в российской федерации и Федеральный государственный образовательный
стандарт предметной области «Математика и информатика» 9
Параграф 2. Таксономия образовательных целей Б.Блума и ее применение при разработке уроков геометрии в 7
классе 28
Выводы по Главе 1 35
ГЛАВА 2. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО
ФОРМИРОВАНИЮ ЗНАНИЙ ПО ГЕОМЕТРИИ У УЧАЩИХСЯ 7 КЛАССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННО¬
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ GEOGEBRA
Параграф 1. Характеристика информационно-образовательной среды
программы динамической математики
GEOGEBRA 37
Параграф 2. Эксперимент по формированию фактических знаний по геометрии использованием программы динамической математики GEOGEBRA в 7 классах 53
Выводы по Главе 2 77
Заключение 79
Список используемой литературы 81
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И НОРМАТИВНЫЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ У УЧАЩИХСЯ 7 КЛАССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ МАТЕМАТИКИ GEOGEBRA
Параграф 1. Концепция развития математического образования в российской федерации и Федеральный государственный образовательный
стандарт предметной области «Математика и информатика» 9
Параграф 2. Таксономия образовательных целей Б.Блума и ее применение при разработке уроков геометрии в 7
классе 28
Выводы по Главе 1 35
ГЛАВА 2. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО
ФОРМИРОВАНИЮ ЗНАНИЙ ПО ГЕОМЕТРИИ У УЧАЩИХСЯ 7 КЛАССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННО¬
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ GEOGEBRA
Параграф 1. Характеристика информационно-образовательной среды
программы динамической математики
GEOGEBRA 37
Параграф 2. Эксперимент по формированию фактических знаний по геометрии использованием программы динамической математики GEOGEBRA в 7 классах 53
Выводы по Главе 2 77
Заключение 79
Список используемой литературы 81
Актуальность исследования
В современной школе компьютерная техника и всемирная сеть Интернет все шире используется не только на уроках информатики, но и при изучении математики и других предметов. Необходимость компьютерной поддержки учебного процесса определяется сегодня стремительным развитием информационных и коммуникационных технологий, проникновением их во все сферы общественной жизни, в том числе и сферу образования, и регламентируется требованиями федерального государственного
образовательного стандарта основного общего образования второго поколения, утвержденного 17 декабря 2010 года приказом Министерства образования и науки РФ.
В нем отмечается: «Образовательное учреждение должно иметь интерактивный электронный контент по всем учебным предметам, в том числе, содержание предметных областей, представленное учебными объектами, которыми можно манипулировать, и процессами, в которые можно вмешиваться». [50]
Соответствие данным требованиям приводит к необходимости внесения изменений в традиционную методику обучения предметов в школе, в частности, геометрии. Основным средством являются «интерактивные геометрические среды (ИГС), которые представляют собой программное обеспечение, позволяющее выполнять геометрические построения на компьютере таким образом, что при изменении одного из геометрических объектов чертежа остальные также изменяются, сохраняя заданные отношения неизменными.
В настоящее время известно не менее десятка ИГС. В России наиболее распространенными являются «Живая математика», «Математический конструктор», «GEONExT», «GEOGEBRA». Две последние являются свободно распространяемыми программными продуктами. Таким образом, в настоящее время актуальной является проблема поиска эффективных путей
использования ИГС в образовательном процессе и разработки соответствующих технологий обучения геометрии.
Попытка создания одной из таких технологий была предпринята Н.Х. Розовым, А.Г. Яголой, Т.Ф. Сергеевой, И.Н. Сербисом и в настоящее время реализована в качестве учебного комплекта «Наглядная планиметрия» для 7, 8 и 9 классов.
Существует противоречие между недостаточной степенью использования современных информационно-педагогических технологий, направленных на улучшение процесса формирования математических знаний учащихся российской школы в области геометрии и необходимостью формирования и развития функциональной грамотности учащихся.
Выявленное противоречие обусловило научную задачу исследования, сущность которой заключается в необходимости разработки теоретического и методического обеспечения использования компьютерной программы GEOGEBRA при формировании фактических знаний по математике в области геометрии у учащихся 7 классов.
В соответствии с научной задачей определена тема исследования: «Использование компьютерной программы GEOGEBRA при формировании фактических знаний по геометрии учащихся 7 классов».
Цель исследования: теоретически обосновать и экспериментально проверить эффективность использования программы динамической математики GEOGEBRA для формирования фактических знаний по геометрии учащихся 7 классов основной школы.
Объектом исследования является математическое образование учащихся основной школы.
Предмет исследования - формирование математических знаний в области геометрии учащихся 7 классов с использованием компьютерной программы GEOGEBRA.
Гипотеза диссертационного исследования. Процесс формирования математических знаний в области геометрии учащихся 7 классов с использованием виртуальной среды компьютерной программы GEOGEBRA может быть эффективным, если:
— изучены нормативно-правовые документы, регламентирующие образовательных процесс при изучении предметной области “Математика и информатика”, а также таксономия образовательных целей в когнитивной области Б.Блума;
— выявлены возможности динамической программы GEOGEBRA, способствующие формированию математических знаний учащихся 7 классов в области геометрии;
— разработан комплекс уроков на основе таксономии Б. Блума, с использованием компьютерной программы GEOGEBRA, направленный на поэтапный процесс формирования математических знаний по геометрии у учащихся 7 классов.
В соответствии с выдвинутой гипотезой, целью, предметом и объектом исследования определены следующие задачи, которые необходимо решить в ходе научного исследования:
1. Проанализировать Концепцию развития математического образования в Российской федерации и Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования предметной области «Математика и информатика».
2. Изучить таксономию образовательных целей Б.Блума.
3. Выявить возможности компьютерной программы GEOGEBRA для формирования математических знаний в области геометрии учащихся 7 классов.
4. Экспериментально проверить эффективность использования компьютерной программы GEOGEBRA для формирования математических знаний в области геометрии у учащихся 7 классов.
Теоретико-методологическую основу диссертационного
исследования составили:
— системно-деятельностный подход (Л.С.Выготский, А.Н.Леонтьев и др.);
— компетентностный подход (В.И.Байденко, Э.Ф.Зеер,
А.В.Хуторской и др.);
— документы и нормативные акты в области образования: Концепция развития математического образования в Российской федерации, Закон Российской Федерации от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации», Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17.12.2010 г. № 1897.
Методы исследования: для проверки положений гипотезы и решения поставленных в исследовании задач использовались методы исследования: теоретические (анализ и синтез, сопоставление, обобщение, метод аналогий и др.); эмпирические (анкетирование, наблюдение, беседа, анализ продуктов деятельности, педагогический эксперимент и др.), а также методы математической статистики.
База исследования: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Высокогорская средняя общеобразовательная школа №3 Высокогорского района РТ».
Научная новизна исследования:
1. Выявлены возможности образовательной среды компьютерной
программы GEOGEBRA для формирования фактических математических знаний учащегося 7 класса. Под фактическими знаниями в области геометрии понимаются базовые элементы, которые обучающийся должен знать, чтобы иметь представление о геометрии как учебном предмете и решать геометрические задачи. В структуру фактического знания входит знание терминологии и знание специфических понятий из области геометрии (точка, прямая, луч, отрезок, треугольник и т.д.) Таким образом, GEOGEBRA служит для подготовки наглядных учебных моделей: графиков функций, геометрических чертежей, таблиц, диаграмм; бесспорные достоинства программы - свободное распространение, кроссплатформенность, русский интерфейс, простота использования и широкое многообразие функций. Удобство использования в процессе обучения геометрии определяется тем, что система ее операций совпадает с системой операций, характерной для самой геометрии (построить прямую, проходящую через точку; провести окружность заданного радиуса с центром в данной точке и т. д.). Кроме того, GEOGEBRA допускает упрощение геометрических построений за счет создания инструментов для выполнения более сложных операций (деление отрезка пополам, вписывание треугольника в окружность и т.д.). Однако главным её достоинством является возможность создания динамических чертежей и текстов, которые делают видимым динамическую устойчивость и изменчивость свойств геометрических фигур.
2. На основе принципов таксономии Б.Блума и фундаментальности
математического образования разработан комплекс уроков по математике для учащихся 7 классов с использованием образовательной среды компьютерной программы GEOGEBRA», ориентированный на формирование геометрических знаний у школьников.
Практическая значимость исследования заключается в том, что разработан комплекс уроков по математике на основе требований ФГОС и таксономии Б.Блума, с использованием GEOGEBRA, способствующие формированию математических знаний по геометрии у учащихся 7 классов. Разработанный комплекс может быть использован в процессе обучения математике учащихся 7 классов других школ.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Обсуждение основных положений диссертационного исследования, а также хода экспериментальной работы и результатов исследования проводились на: интернет-конференции «Инновационные информационно-педагогические технологии» (г. Москва, 2014 г.); Международной научно-практической конференции "Педагогическое мастерство и педагогические технологии" (г. Чебоксары, 2015 год.); на заседаниях и методических семинарах кафедры образовательных и информационных систем в филологии Казанского федерального университета и др.
В современной школе компьютерная техника и всемирная сеть Интернет все шире используется не только на уроках информатики, но и при изучении математики и других предметов. Необходимость компьютерной поддержки учебного процесса определяется сегодня стремительным развитием информационных и коммуникационных технологий, проникновением их во все сферы общественной жизни, в том числе и сферу образования, и регламентируется требованиями федерального государственного
образовательного стандарта основного общего образования второго поколения, утвержденного 17 декабря 2010 года приказом Министерства образования и науки РФ.
В нем отмечается: «Образовательное учреждение должно иметь интерактивный электронный контент по всем учебным предметам, в том числе, содержание предметных областей, представленное учебными объектами, которыми можно манипулировать, и процессами, в которые можно вмешиваться». [50]
Соответствие данным требованиям приводит к необходимости внесения изменений в традиционную методику обучения предметов в школе, в частности, геометрии. Основным средством являются «интерактивные геометрические среды (ИГС), которые представляют собой программное обеспечение, позволяющее выполнять геометрические построения на компьютере таким образом, что при изменении одного из геометрических объектов чертежа остальные также изменяются, сохраняя заданные отношения неизменными.
В настоящее время известно не менее десятка ИГС. В России наиболее распространенными являются «Живая математика», «Математический конструктор», «GEONExT», «GEOGEBRA». Две последние являются свободно распространяемыми программными продуктами. Таким образом, в настоящее время актуальной является проблема поиска эффективных путей
использования ИГС в образовательном процессе и разработки соответствующих технологий обучения геометрии.
Попытка создания одной из таких технологий была предпринята Н.Х. Розовым, А.Г. Яголой, Т.Ф. Сергеевой, И.Н. Сербисом и в настоящее время реализована в качестве учебного комплекта «Наглядная планиметрия» для 7, 8 и 9 классов.
Существует противоречие между недостаточной степенью использования современных информационно-педагогических технологий, направленных на улучшение процесса формирования математических знаний учащихся российской школы в области геометрии и необходимостью формирования и развития функциональной грамотности учащихся.
Выявленное противоречие обусловило научную задачу исследования, сущность которой заключается в необходимости разработки теоретического и методического обеспечения использования компьютерной программы GEOGEBRA при формировании фактических знаний по математике в области геометрии у учащихся 7 классов.
В соответствии с научной задачей определена тема исследования: «Использование компьютерной программы GEOGEBRA при формировании фактических знаний по геометрии учащихся 7 классов».
Цель исследования: теоретически обосновать и экспериментально проверить эффективность использования программы динамической математики GEOGEBRA для формирования фактических знаний по геометрии учащихся 7 классов основной школы.
Объектом исследования является математическое образование учащихся основной школы.
Предмет исследования - формирование математических знаний в области геометрии учащихся 7 классов с использованием компьютерной программы GEOGEBRA.
Гипотеза диссертационного исследования. Процесс формирования математических знаний в области геометрии учащихся 7 классов с использованием виртуальной среды компьютерной программы GEOGEBRA может быть эффективным, если:
— изучены нормативно-правовые документы, регламентирующие образовательных процесс при изучении предметной области “Математика и информатика”, а также таксономия образовательных целей в когнитивной области Б.Блума;
— выявлены возможности динамической программы GEOGEBRA, способствующие формированию математических знаний учащихся 7 классов в области геометрии;
— разработан комплекс уроков на основе таксономии Б. Блума, с использованием компьютерной программы GEOGEBRA, направленный на поэтапный процесс формирования математических знаний по геометрии у учащихся 7 классов.
В соответствии с выдвинутой гипотезой, целью, предметом и объектом исследования определены следующие задачи, которые необходимо решить в ходе научного исследования:
1. Проанализировать Концепцию развития математического образования в Российской федерации и Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования предметной области «Математика и информатика».
2. Изучить таксономию образовательных целей Б.Блума.
3. Выявить возможности компьютерной программы GEOGEBRA для формирования математических знаний в области геометрии учащихся 7 классов.
4. Экспериментально проверить эффективность использования компьютерной программы GEOGEBRA для формирования математических знаний в области геометрии у учащихся 7 классов.
Теоретико-методологическую основу диссертационного
исследования составили:
— системно-деятельностный подход (Л.С.Выготский, А.Н.Леонтьев и др.);
— компетентностный подход (В.И.Байденко, Э.Ф.Зеер,
А.В.Хуторской и др.);
— документы и нормативные акты в области образования: Концепция развития математического образования в Российской федерации, Закон Российской Федерации от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации», Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17.12.2010 г. № 1897.
Методы исследования: для проверки положений гипотезы и решения поставленных в исследовании задач использовались методы исследования: теоретические (анализ и синтез, сопоставление, обобщение, метод аналогий и др.); эмпирические (анкетирование, наблюдение, беседа, анализ продуктов деятельности, педагогический эксперимент и др.), а также методы математической статистики.
База исследования: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Высокогорская средняя общеобразовательная школа №3 Высокогорского района РТ».
Научная новизна исследования:
1. Выявлены возможности образовательной среды компьютерной
программы GEOGEBRA для формирования фактических математических знаний учащегося 7 класса. Под фактическими знаниями в области геометрии понимаются базовые элементы, которые обучающийся должен знать, чтобы иметь представление о геометрии как учебном предмете и решать геометрические задачи. В структуру фактического знания входит знание терминологии и знание специфических понятий из области геометрии (точка, прямая, луч, отрезок, треугольник и т.д.) Таким образом, GEOGEBRA служит для подготовки наглядных учебных моделей: графиков функций, геометрических чертежей, таблиц, диаграмм; бесспорные достоинства программы - свободное распространение, кроссплатформенность, русский интерфейс, простота использования и широкое многообразие функций. Удобство использования в процессе обучения геометрии определяется тем, что система ее операций совпадает с системой операций, характерной для самой геометрии (построить прямую, проходящую через точку; провести окружность заданного радиуса с центром в данной точке и т. д.). Кроме того, GEOGEBRA допускает упрощение геометрических построений за счет создания инструментов для выполнения более сложных операций (деление отрезка пополам, вписывание треугольника в окружность и т.д.). Однако главным её достоинством является возможность создания динамических чертежей и текстов, которые делают видимым динамическую устойчивость и изменчивость свойств геометрических фигур.
2. На основе принципов таксономии Б.Блума и фундаментальности
математического образования разработан комплекс уроков по математике для учащихся 7 классов с использованием образовательной среды компьютерной программы GEOGEBRA», ориентированный на формирование геометрических знаний у школьников.
Практическая значимость исследования заключается в том, что разработан комплекс уроков по математике на основе требований ФГОС и таксономии Б.Блума, с использованием GEOGEBRA, способствующие формированию математических знаний по геометрии у учащихся 7 классов. Разработанный комплекс может быть использован в процессе обучения математике учащихся 7 классов других школ.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Обсуждение основных положений диссертационного исследования, а также хода экспериментальной работы и результатов исследования проводились на: интернет-конференции «Инновационные информационно-педагогические технологии» (г. Москва, 2014 г.); Международной научно-практической конференции "Педагогическое мастерство и педагогические технологии" (г. Чебоксары, 2015 год.); на заседаниях и методических семинарах кафедры образовательных и информационных систем в филологии Казанского федерального университета и др.
Необходимость компьютерной поддержки учебного процесса определяется сегодня стремительным развитием информационных и коммуникационных технологий, проникновением их во все сферы общественной жизни, в том числе и сферу образования, и регламентируется требованиями федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования второго поколения, утвержденного 17 декабря 2010 года приказом Министерства образования и науки РФ. В нем отмечается, что каждое образовательное учреждение должно иметь интерактивный электронный контент по всем учебным предметам.
Данная тенденция диктует необходимость обеспечения формирования математической грамотности учащихся российских общеобразовательных учреждений.
В теоретической части исследования были изучены:
1. Концепция математического образования в Российской Федерации и ФГОС ООО предметной области «Математика и информатика»;
2. Таксономия образовательных целей Б.Блума и ее применение при разработке уроков геометрии в 7 классе;
3. Выявлены возможности динамической программы GEOGEBRA, способствующие формированию математических знаний учащихся 7 классов в области геометрии.
На основе принципа фундаментальности математического образования разработан комплекс уроков на основе таксономии Б. Блума, с использованием компьютерной программы GEOGEBRA, направленный на поэтапный процесс формирования математических знаний по геометрии у учащихся 7 классов, ориентированный на формирование и развитие математических знаний школьников.
Педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования проходил на базе муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Высокогорская средняя общеобразовательная школа №3 79
Высокогорского района РТ» и включал в себя три этапа: констатирующий, формирующий, контрольный.
Главной целью констатирующего этапа педагогического эксперимента было определение начального уровня фактических знаний КГ и ЭГ и отношение учащихся к изучению геометрии
Для этого была разработана входная контрольная работа. За 2 года в исследовании приняли участие 106 учеников 5 классов: из них 50 в 2014-2015 учебном году, и 46 - в 2015-2016 учебном году.
Обучение с использованием программы «GEOGEBRA» реализовывалось по модульной программе, комплекс практических заданий и проектов, способствующий повышению эффективности и результативности данного процесса, комплекс тестовых заданий, позволяющий выявить уровень сформированности фактических знаний по геометрии.
Использовались традиционные методы обучения математике, к которым можно отнести беседу, лекцию учителя, а также практическая работа учащегося в программе «GEOGEBRA», самостоятельные или лабораторные работы тренировочного характера.
Целью контрольного этапа была проверка гипотезы о том, что использование программы динамической математики GEOGEBRA способствует формированию фактических знаний по геометрии в 7 классе.
Данные, полученные в результате обработки результатов педагогического эксперимента, подтверждают гипотезу и можно сделать вывод, что использование программы динамической математики GEOGEBRA способствует формированию фактических знаний по геометрии в 7 классе.
Данная тенденция диктует необходимость обеспечения формирования математической грамотности учащихся российских общеобразовательных учреждений.
В теоретической части исследования были изучены:
1. Концепция математического образования в Российской Федерации и ФГОС ООО предметной области «Математика и информатика»;
2. Таксономия образовательных целей Б.Блума и ее применение при разработке уроков геометрии в 7 классе;
3. Выявлены возможности динамической программы GEOGEBRA, способствующие формированию математических знаний учащихся 7 классов в области геометрии.
На основе принципа фундаментальности математического образования разработан комплекс уроков на основе таксономии Б. Блума, с использованием компьютерной программы GEOGEBRA, направленный на поэтапный процесс формирования математических знаний по геометрии у учащихся 7 классов, ориентированный на формирование и развитие математических знаний школьников.
Педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования проходил на базе муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Высокогорская средняя общеобразовательная школа №3 79
Высокогорского района РТ» и включал в себя три этапа: констатирующий, формирующий, контрольный.
Главной целью констатирующего этапа педагогического эксперимента было определение начального уровня фактических знаний КГ и ЭГ и отношение учащихся к изучению геометрии
Для этого была разработана входная контрольная работа. За 2 года в исследовании приняли участие 106 учеников 5 классов: из них 50 в 2014-2015 учебном году, и 46 - в 2015-2016 учебном году.
Обучение с использованием программы «GEOGEBRA» реализовывалось по модульной программе, комплекс практических заданий и проектов, способствующий повышению эффективности и результативности данного процесса, комплекс тестовых заданий, позволяющий выявить уровень сформированности фактических знаний по геометрии.
Использовались традиционные методы обучения математике, к которым можно отнести беседу, лекцию учителя, а также практическая работа учащегося в программе «GEOGEBRA», самостоятельные или лабораторные работы тренировочного характера.
Целью контрольного этапа была проверка гипотезы о том, что использование программы динамической математики GEOGEBRA способствует формированию фактических знаний по геометрии в 7 классе.
Данные, полученные в результате обработки результатов педагогического эксперимента, подтверждают гипотезу и можно сделать вывод, что использование программы динамической математики GEOGEBRA способствует формированию фактических знаний по геометрии в 7 классе.
Подобные работы
- ПОЗНАВАТЕЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧАЩИХСЯ 5-6-х КЛАССОВ В ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОМ КУРСЕ МАТЕМАТИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ GEOGEBRA
Магистерская диссертация, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2018 - Формирование мотивации старшеклассников к учебно-познавательной деятельности при обучении геометрии в общеобразовательной школе
Магистерская диссертация, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4910 р. Год сдачи: 2021