, ,
ГОУ ВПО Томский политехнический университет
*****@***ru
ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ
УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО МАТЕМАТИКЕ
В ТОМСКОМ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ
Систематическое использование компьютерных технологий в учебном процессе по математике в Томском политехническом университете (ТПУ) началось в 1983-84 учебном году и было связано с вводом в эксплуатацию специализированной лекционной аудитории, оснащенной автоматизированной системой управления познавательной деятельностью студентов на лекции (АСУ ПДС «Лекция). Аудитория была оборудована телевизионной системой для предъявления тестов и иллюстративных материалов. Рабочее место преподавателя было оснащено монитором и пультом управления, рабочее место студента – терминалом. Автоматизированная система позволяла оперативно обрабатывать результаты тестирования, выводить их на экран преподавателя, отправлять сообщения на терминал студента о правильности его ответа на вопрос.
Основными составляющими лекционного процесса в новой технологии стали:
- информационное изложение части нового материала;
- предъявление тестов;
- диагностика качества усвоения материала;
- привлечение обучаемых к обоснованию выбранного ответа;
- коррекция педагогических действий преподавателя, направленных на достижение заданного уровня усвоения материала.
Осмысливая опыт использования компьютерных технологий в учебном процессе, можно говорить не только о новых технологических возможностях, привнесенных в учебный процесс, но и о их существенном влиянии на состояние педагогического процесса.
Эффективность использования обратной связи на лекции была подтверждена экспериментом, проведенном в 1986-87 учебном году кафедрой ВМ, лабораторией АОС Томского политехнического университета при участии кафедры педагогики и педагогической психологии МГУ. Результаты экзаменов в экспериментальном и контрольном потоках показали, что уровень абсолютной успеваемости в экспериментальном потоке оказался выше на 7%, а уровень качества – на 24%.
Опыт подготовки и становления учебного процесса по математике с использованием развивающихся информационных технологий, дает возможность разделить его на следующие периоды и указать их конкретные черты:
1. Организация учебной информации:
- Отбор и структурирование теоретического материала на блоки знаний. При этом каждый отдельный блок должен был обладать целостностью и системностью организации материала, позволяющими применять общие методы изучения понятий, способы доказательств.
- Разработка тестов различного характера, предназначенных для иллюстрации изложенного материала, повторения необходимого, ранее изученного материала, создания проблемной ситуации, освоения приемов познавательной деятельности и т. д.
- Подготовка иллюстрированных материалов: чертежей, рисунков, схем, таблиц, диаграмм.
2. Организация диалогической формы общения:
- Участие каждого слушателя аудитории посредством тестирования в диалоге с преподавателем.
- Привлечение слушателей к обоснованию ответов и обсуждению результатов тестирования.
- Возможность аудитории влиять на продолжительность тестирования, оценивать степень своей удовлетворенности качеством учебного процесса.
3. Активизация познавательной деятельности:
- Диалогическая форма общения на лекции активизирует мыслительную деятельность обучаемого.
- Подбор материалов, пробуждающих интерес обучаемых к предмету: исторические справки, судьбы ученых и творцов науки, цитаты и изречения и т. д.
- Разработка и использование специально подготовленных тестов проблемного характера, требующих для ответа на вопрос интуитивных представлений о понятиях более высокой степени абстрактности, которые на момент тестирования у обучаемого еще не сформированы.
4. Реализация целенаправленного управления процессом усвоения знаний:
- Возбуждение интереса. Обоснование потребности в разработке нового математического аппарата.
- Системный подход к изучению элементов знаний, классов элементов, структуры классов, соотношений классов.
- Формирование умений кодирования информации. Составление структурно-логических схем, диаграмм, таблиц.
- Формирование навыков интерпретации (декодирования) информации: выявление её физической, геометрической, алгоритмической, логической составляющих и применение их к решению задач.
- Систематическое внимание к воспитанию элементов общей математической культуры.
г.
На базе инструментальной системы «Адонис» были разработаны 64 автоматизированных учебных курса (АУК) по различным темам курса Высшей математики для организации самостоятельной работы студентов. Структура АУК следующая: изложение теоретического материала, самостоятельная работа, контрольная работа. Характерными чертами этого периода являются:
- Развитие диалоговой формы изучения материала. Курс построен в виде беседы преподавателя со студентом. Специально подобранные вопросы позволяют всесторонне изучить вопросы курса, привлечь внимание к особенностям приемов, методов, границ применимости.
- Индивидуализация обучения. В зависимости от ответа студента на вопрос предусмотрены различные варианты продолжения обучения, учитывающие особенности и знания студента.
- Психологическая поддержка обучаемого. Доброжелательное отношение, выражающееся в репликах одобрения или сочувствия, рекомендациях к выбору пути продолжения изучения материала.
г.
Разработка Электронных учебных пособий (ЭУП) в среде «Tool Book» для студентов, впервые приступающих к изучению курса математики. Это учебные пособия по следующим курсам: «Линейная алгебра», «Введение в математический анализ», «Векторная алгебра и Аналитическая геометрия». Перечисленные пособия официально зарегистрированы как программы для ЭВМ Российским агентством по патентам и товарным знакам (№ 000 от 01.01.01 г.). Кроме того, пособия включены в каталог программных средств «Компьютерные учебные программы и инновации», №1(5)/2002, Москва, 2002 г. Структура ЭУП характеризуется наличием теоретической части, упражнений, тестов и контрольных заданий. Особенностями данного периода являются:
- Совершенствование форм представления информации. Использование структурно-логических схем представления информации. Включение в пособия демонстрационных и интерактивных моделей, мультипликаций, тренажеров, высококачественных иллюстрированных материалов.
- Совершенствование индивидуализации обучения. Свобода выбора траектории изучения материала.
- Формирование комфортной среды обучения: наличие справочников, доступность всех видов имеющейся информации, в том числе и по ключевым словам. Достаточное количество тестов, упражнений, наличие исторических справок.
Анализ современных условий образовательного процесса по математике в техническом вузе требует в первую очередь сосредоточить внимание на алгоритмических методах, используемых как при изучении теории, так и при решении задач, как методах, имеющих первостепенную важность для специалистов, которые будут применять математический аппарат в будущей профессиональной деятельности. Характерными чертами алгоритмических методов является применимость к решению определенного класса задач, определенность, строгая последовательность, систематичность.
В настоящее время проводится экспериментальная работа со студентами первого курса факультета автоматики и вычислительной техники по целенаправленному применению алгоритмических методов на практических занятиях по математике. Первые результаты эксперимента являются обнадеживающими. При этом обращается существенное внимание не только на алгоритмы решения задач, но и на алгоритмы представления теоретического материала.
Параллельно с экспериментами ведется разработка новой инструментальной обучающей среды «Аксон», реализуемой на платформо-независимой основе в Web-технологии. Внедрение в учебный процесс системы «Аксон» позволит реализовать принципы открытости, мобильности и эволюционности в образовательном процессе, а также обеспечить комфортное интерактивное взаимодействие преподавателя и студента.
Использованная литература:
1. О формировании у учащихся общего метода мыслительной деятельности при решении задач. – М., «Вопросы психологии». – №3, 1959.
2. и Белопольская у учащихся общих схем умственных действий как условие эффективного обучения методам умственной работы. – М., «Тезисы докладов на I съезде Общества психологов», Изд-во АПН РСФСР, 1959.
3. Ланда и программированное обучение. – М., Материал к IV-й Всероссийской конференции по программированному обучению и применению технических средств, 1965 г.
