Межпредметные связи с информатикой и ИКТ

Литература

1. Гузейкина А.И. Межпредметные связи на уроке информатики как фактор, способствующий формированию представления о единой информационной картине мира//«Информатизация образования-2001». Материалы всероссийской научно-практической конференции, Екатеринбург, 13-16 февраля 2001 г./Уральский государственный педагогический университет –Екатеринбург, 2001.- с.53-57.
2. Нестерова Л.В. Построение модели Internet – среды в локальной сети школьного компьютерного класса // «Информационные технологии в образовании». Семинар – выставка в рамках XI Международной конференции «ИТО – 2001»: Научно-методический сборник тезисов докладов, Самара, 2001, с. 21 – 22.

 

Математика и информатика: межпредметные  связи 

• Автор  Алла Витухновская, к.п.н., Татьяна Марченко, к.п.н.
• Четверг, 22 Март 2012 00:00
• Печать
• Эл. почта
• Добавить комментарий

Опубликовано в цифровые ресурсы в образовании  |  

Теги 

• алла витухновская
• ИКТ-компетентности
• инструменты
• интеграция
• информатика
• математика
• татьяна марченко

 

  |  

Проблема интеграции в новом  образовательном стандарте приобретает  особое значение. Интеграция содержания различных областей знаний - ключ к формированию целостной картины мира. Проблему межпредметной  интеграции преподаватели Педагогической Академии  раскрывают на примере  комплексной специализации "Математика и информатика в 1-6 классах".

Аннотация

Предложенная авторами типология  и характеристика межпредметных связей математики и информатики поможет учителям разрабатывать тематический и рабочий планы (и конспекты уроков) с учетом межпредметных связей, а  заместителю  директора по учебной работе – в свою очередь, учитывать их  при планировании и организации методической работы и повышении квалификации учителей. Представленный в статье перечень тем исследований, проведенных студентами, может быть взят на вооружение школой при выборе темы научно-практической конференции, для комплексной исследовательской работы педагогов. 

 

Формирование профессиональной компетентности – как ключевой, базовой, так и  специальной – будущего учителя  может осуществляться разными путями. Один из них – создание комплексных (интегрированных) специальностей и специализаций. Примером такой специализации является «Математика и информатика» на факультете начального  образования Карельского государственного педагогического университета. Создание этой специализации является в достаточной степени уникальным явлением, как в аспектесочетания школьных предметов – математики и информатики, так и в аспекте ориентации на конкретную ступень обучения – 1 - 6 классы.

С позиций компетентностного подхода  профессиональная компетентность учителя трактуется как «интегральная характеристика, определяющая способность специалиста решать профессиональные проблемы и типичные профессиональные задачи, возникающие в реальных ситуациях профессиональной деятельности, с использованием знаний, профессионального и жизненного опыта, ценностей и наклонностей (1). При этом профессиональная компетентность рассматривается как совокупность ключевых, базовых и специальных компетентностей.

В рамках рассматриваемой проблемы мы акцентируем внимание на роли межпредметных связей математики и информатики в процессе формирования специальных компетентностей. Она проявляется, в частности, в развитии  у студентов мотивации учета межпредметных связей в преподавании математики и информатики, выработке навыков анализа учебного материала и реализации различных форм и видов межпредметных связей. 

Как можно судить по названию специализации, подготовка учителей осуществляется по двум направлениям:

·         математическому, с  целью подготовки учителей математики для 1 - 6 классов;

·         информационному, с целью подготовки учителей пропедевтического курса информатики (1 - 6 классы).

Студенты в течение пяти лет  изучают курсы специализации, направленные, с одной стороны, на углубленное  изучение математики и методики преподавания математики в 1 - 6 классах, а с другой – на широкую подготовку по информатике и методике преподавания информатики в 1 - 6 классах.

.Взаимодействие названных направлений  двумя кафедрами – кафедрой естественно-математических дисциплин и методик их преподавания на факультете начального образования и кафедрой информатики на физико-математическом факультете –  реализуется в нескольких формах:

1)      В учебном процессе:

a)      Взаимосвязь базовых учебных курсов, относящихся к обоим направлениям специализации.Например, в информационных курсах широко используется дидактический материал на материале математики (так,  при изучении языка Лого в курсе «информационные и коммуникационные технологии в обучении» совершенствуются знания студентов по геометрии).

b)      Разработка факультативных курсов. В частности, авторами разработаны курсы «Проектирование электронного дидактического материала по математике», «информационные и коммуникационные технологии в обучении математике».

c)      Использование ИКТ в курсах математики, методики преподавания математики, спецкурсах.

2)      В ходе педагогической практики. При проведении уроков математики студентами используются как готовые цифровые образовательные ресурсы (ЦОР), так и самостоятельно разработанный электронный дидактический материал (ЭДМ) - компьютерные задания, тесты, презентации.

3)      В процессе исследовательской деятельности преподавателей и студентов, обучающихся по специализации.

Совместная исследовательская  деятельность преподавателей информатики  и математики (авторов этой статьи) со студентами позволила провести  исследование, направленное на изучение межпредметных связей математики и информатики в 1 - 6 классах. Данное исследование включает в себя следующие этапы:

1.      Сравнительный анализ содержательных линий математики и информатики с целью выявления общих понятий (изучаемых как в курсе математики, так и в курсе информатики).

2.      Анализ учебных программ и учебников математики и информатики.

3.      Оценка роли математических знаний в изучении информатики, а также роли знаний в области информатики в изучении математики.

4.      Выявление и анализ ЦОР по математике для 1 – 6 классов.

5.      Разработка технологии проектирования обучения с использованием компьютера.

6.      Разработка методики проектирования  электронного дидактического материала.

7.      Проектирование ЭДМ по математике.

8.      Проектирование интегрированных курсов.

Проведенное исследование позволило  нам выделить следующие виды межпредметных  связей математики и информатики:

1)      Использование в курсе информатики при изучении его содержательных линий  предметного содержания математики. Проиллюстрируем это примерами:

a)      Изучение понятия алгоритм (в частности, алгоритмических структур) на примере математических задач;

b)      Изучение информационных технологий (например, текстовых или графических редакторов) с использованием дидактического материала из области математики;

c)      Изучение языков программирования с использованием математического материала (например, язык Лого «хорош» для построения и исследования геометрических объектов).

2)      Включение в курс информатики «нетрадиционных» содержательных линий (например, элементов логики и теории множеств).

3)      Введение в курс математики фактов, необходимых при изучении информатики (системы счисления; законы алгебры логики; свойства функций/отображений, алгоритмы, модели) и отсутствующих в традиционном курсе математики или представленных недостаточно полно.

4)      Преподавание курса математики с использованием информационных и коммуникационных технологий.

5)      Изучение в курсе математики видов понятий, которые вводятся в курсе информатики (например, математические модели как виды информационных моделей).

6)      Разработка интегрированных курсов (например, «Геометрия и Лого»).

Перечисленные межпредметные связи в контексте рассматриваемой проблемы могут быть реализованы на двух уровнях:

1.      в начальных курсах математики и информатики в школе;

2.      в профессиональной (вузовской) подготовке студентов, обучающихся по специализации «Математика и информатика».

В данной статье мы подробнее остановимся  и обобщим результаты восьмилетнего  исследования межпредметных связей четвертого вида (преподавание курса  математики  в начальной школе с использованием ИКТ). На начальном этапе были выявлены педагогические программные средства (ППС) по математике для 1 – 6 классов. Среди них преобладают развивающие,  контролирующие и тренирующие программы. Отметим,  что на рынке программных средств преобладают программы для домашней самостоятельной работы учащихся, а не для использования их учителем в учебном процессе.  Многие из них создаются разработчиками с учетом преимущественно своих собственных позиций, а затем предпринимаются попытки интегрировать их в учебный процесс. В целом созданный фонд ППС по математике не способен  в полной мере удовлетворить потребности современного обучения математике в 1 – 6 классах.

В связи с этим мы посчитали целесообразным учить студентов самостоятельно проектировать и разрабатывать  электронный дидактический материал. С этой целью нами были введены понятия «электронный дидактический материал» и «компьютерное задание», разработана методика проектирования ЭДМ, создан курс «Проектирование ЭДМ по математике» и др. (2, 3, 4).

Несмотря на то, что сегодня направление, связанное с использованием ИКТ в обучении, получило достаточно широкое распространение, особенностью нашего подхода мы считаем сочетание тщательно разработанной методики изучения конкретного математического вопроса с обоснованным и адекватным (оптимальным) выбором его технологического и технического решения. Это, в свою очередь, становится возможным только при участии специалистов двух направлений – математического и информационного.

В табл. 1 перечислены группы проблем  и темы конкретных исследований, выполненных  при совместном участии преподавателей и студентов специализации «Математика и информатика».

Таблица 1. Результаты исследования  межпредметных связей математики и информатики

	Проблема	Тема
1	Анализ технологических, дидактических  и методических возможностей ЦОР по математике	Анализ дидактических и методических возможностей ППС по математике
		Анализ технологических и дидактических  возможностей учебно-развивающей среды  «Живая геометрия»
2	Проектирование и разработка ППС  по математике	Проектирование и разработка компьютерной дидактической игровой программы "Дроби"с использованием языка  Лого
		Проектирование и разработка компьютерного  тестапо теме «Нумерация»  с использованием тестовой оболочки
3	Проектирование и разработка электронного дидактического материала по различным темам математики	Проектирование и разработка компьютерной поддержки темы «Доли»
		Проектирование и разработка компьютерной поддержки темы «Письменные приемы сложения и вычитания»
		Проектирование и разработка электронного дидактического материала по теме «Площадь»
4	Разработка интегрированного курса	«Разработка интегрированного курса  «Геометрия и ЛОГО» для начальной  школы
5	Использование понятий информатики  при изучении математики	Использование алгоритмических предписаний  при изучении простейших уравнений в начальной школе
6	Проектирование и разработка конструктора электронных объектов	Использование конструктора при изучении темы «Нумерация»

Взаимодействие двух предметных направлений  в рамках одной специализации  сделало возможным формирование специалистов качественно нового уровня  – людей, способных интегрировать знания математики и информатики. Уникальность этой специализации заключается в том, что в процессе обучения создаются благоприятные условия для реализации интеграции математических и информационных курсов.Наши студенты концентрируют в себе не только теоретические знания и технологические умения, но и выражают психологическую готовность к решению нестандартных задач, связанных, с одной стороны, с проектированием и реализацией обучения  математике с использованием информационных и коммуникационных технологий, а с другой – с использованием математических знаний при проектировании уроков информатики.

Литература

1.      Компетентностный подход в педагогическом образовании: Коллективная монография /Под ред. В.А.Козырева и Н.Ф. Радионовой. – СПб: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2004.

2.      Витухновская А.А. , Марченко Т.С. Проектирование технологии подготовки к обучению младших школьников с использованием компьютера //Информатика и образование. 2004. № 8. С. 83 – 89.

3.      Проектирование электронного дидактического материала (на примере курса математики начальной школы)//Педагогический дизайн: Материалы науч.-практ. конф. г. СПб, 26-27 октября 2004 г.- СПб, 2004. С. 88 – 95.

4.      Course “Information and Communication Technologies in Teaching Mathematics”: from the project to realization //The Bologna Process in Science and Mathematics Higher Education in North-Eastern Europe: Tendencies, Perspectives and Problems. Joensuun Yliopisto, 2006. P. 149 – 156.