Эффективность применения практико-ориентированного подхода с применением информационных технологий (на примере групповой формы урока по теме: «Математика — копилка строительных расчетов»)

Автор: Кривова Галина Валерьевна

Организация: ГБПОУ МО «Электростальский колледж»

Населенный пункт: Московская область, г.о Электросталь

Краткая аннотация статьи

В данной статье описывается последовательность применения некоторых видов практико-ориентированных методов с применением информационных технологий на примере урока математики в форме групповой работы. Приведены примеры этапов урока, раскрывается алгоритм построения работы на уроке.

Современный урок математики — это интерактивный, деятельностный и личностно-ориентированный процесс, направленный на развитие универсальных учебных действий (УУД), где учитель выступает как фасилитатор, применяет информационно-коммуникационные технологии (ИКТ), проектные и игровые методы, а ученики активно вовлечены в открытие знаний через дискуссии и практические задачи, связывая математику с реальной жизнь [1].

Современный урок математики - это не просто передача знаний, а формирование компетентного, творческого и мотивированного человека (специалиста), способного применять математику для решения проблем в реальной жизни с применением в области экономики, строительства, дизайна, архитектуры и других сфер [2].

Практико-ориентированный подход в обучении — это метод, нацеленный на формирование профессиональных компетенций через реальную практику, где 60–70% времени отводится практическим занятиям, а 30–40% — теории. Он готовит специалистов, востребованных работодателями, превращая теоретические знания в практические навыки и опыт решения реальных задач [3].

Успешность студентов по математике сочетает глубокое понимание теории, развитие логического и абстрактного мышления, умение применять знания на практике (особенно в технических и естественнонаучных дисциплинах), а также мотивацию, настойчивость и сформированность компетенций для решения профессиональных задач, опираясь на практико-ориентированные методы обучения. Это комплексная картина, включающая как когнитивные навыки, так и личностные качества, и умение работать с математическим аппаратом в реальных приложениях [4].

Эффективность применения ИТ в математике обусловлена тем, что они визуализируют абстрактные концепции, повышают мотивацию, автоматизируют рутинные вычисления, обеспечивают интерактивное обучение и моделирование сложных процессов (графики биоритмов в организме, экономических процессов, биологических и географических изменений, геологических измерений, экологии и др.), что критически важно для современных профессий, где математика является основой ИИ, анализа данных и программирования. ИТ трансформируют преподавание, делая его более наглядным и практико-ориентированным, а сами технологии (например, шифрование) опираются на математические алгоритмы, что демонстрирует их взаимосвязь [5].

Успешность учащихся на уроке — это комплексное понятие, включающее когнитивные (знания, умения), мотивационные (интерес, стремление), социально-психологические (уверенность, самоконтроль) и эмоционально-волевые аспекты, которые формируются через индивидуальные качества ученика и эффективные методы преподавания, создающие «ситуацию успеха». Ключевые составляющие успеха — это интересные задачи, понятные цели, положительная обратная связь и осознание собственного прогресса, обеспечивающие внутреннюю мотивацию и радость от обучения [6].

Информационные технологии (ИТ) и математика неразрывно связаны: математика дает фундамент для алгоритмов, ИИ, криптографии, анализа данных, а ИТ, в свою очередь, трансформируют саму математику, предоставляя инструменты для моделирования, визуализации и решения задач, которые были немыслимы ранее, как в обучении, так и в исследованиях, через симуляции, Big Data, машинное обучение и новые методы анализа [7].

Практико-ориентированный подход в математике для строительства применяет методы, связывающие теорию с реальными задачами: кейс-метод (разбор реальных строительных проектов), проблемно-поисковые методы (решение задач, связанных с расчетом материалов, объемов), эвристический (поиск оптимальных решений), моделирование, а также использование геометрии и векторов для проектирования форм. Основные методы включают анализ литературы, решение практических задач, применение уравнений, функционально-графический метод для расчетов [7-8].

При создании групповой работы на уроках математики с обучающимися особое внимание учитель уделяет решению следующих задач:

1. Совершенствование познавательных универсальных действий: самостоятельно и целесообразно, адекватно учебной задаче использовать мыслительные операции – анализ, обобщение, конкретизацию, классификацию; работать в учебных ситуациях, которые требуют исследовательских действий (постановка гипотезы, сравнение и анализ доказательств, конструирование выводов по результатам поисковых действий); анализировать истинность (ложность) информации, строить графические модели текстовой информации.

2. Совершенствование коммуникативных универсальных действий: использовать средства поддержания и развития учебного диалога (постановка вопросов, реплики, высказывание собственного мнения, пожеланий, замечаний); создавать тексты-суждения с логичным объяснением последовательных, причинно-следственных связей, пространственных и временных связей изучаемых объектов.

3. Совершенствование регулятивных универсальных действий: выбирать (из нескольких) целесообразный способ решения учебной задачи; предсказывать (предвидеть) трудности выполнения учебной задачи, находить ошибки в своей работе; устанавливать причины возникших ошибок в чужих и своих работах; исполнять роль лидера в совместной деятельности [9].

В работе использую разнообразные практико-ориентированные задания: составления меню с расчетом ингредиентов на Новый год, масленицу; также "веселые" рабочие листы, такие как практика математических фактов через раскрашивание по номерам, возможность попрактиковаться в написании слов, записывая их в коде; отгадывание фактов об ученом или понятии. Применение математики в реальной жизни дают возможность исследовать и обобщать сведения по разным темам.

Групповая работа может быть применена на этапе отработки вычислительных навыков, при закреплении знаний некоторых теоретических фактов (связи между компонентами арифметических действий, решение уравнений, действия с величинами). В ходе такой работы используются коллективные обсуждения результатов, взаимные консультации. Также можно по разным разделам можно применить следующие формы: командная игра, олимпиада, квест, урок-практикум, мониторинги знаний с помощью обучающих платформ и программ по ссылкам, и др.

При работе в группах учащихся разбивают по 4-6 человек в команде, где выбирается капитан команды. Табличка в центре стола, позволяющая удобно и просто распределить учеников в одной команде для организации эффективного учебного процесса в командах. Никто не остается в стороне от игры. Такая работа способствует воспитанию чувства уважения друг к другу, толерантности. Весь урок направлен на реализацию принципа «Работаю слаженно в команде!».

Целью организационного этапа является включение обучающихся в деятельность с применением в реальной жизни. У студентов должна возникнуть положительная эмоциональная направленность, включение в деятельность. Вводится тема урока через повторение ранее изученного материала (формул площадей и объемов фигур) плавно переходящее в этап актуализации знаний. Задачи урока студенты сообщают с помощью опорной таблицы на столах каждой команды.

Мотивационный этап. На этом этапе можно применить презентацию (Power Point), видео- или анимационный ролик, слайд-шоу (с помощью программ ASDSee, программы просмотра изображений и факсов), демонстрацию нескольких видов таблиц, диаграмм или графиков, модель изучаемого объекта, представить некий текст или графическое изображение, над которым предстоит в дальнейшем работать, и т. д.

Этап проверки домашнего задания. На экране представлено решение задачи, правильно выполненное задание, верно вычерченный чертеж, ответы уравнений и т. д. Если задание предполагает несколько ответов или решений, то все варианты могут располагаться на экранах разных компьютеров. Запуск «разминочных тестов» — тесты готовятся заранее с помощью специальных программ, которые систематизируют результаты и представляют учителю в виде таблицы для анализа, благодаря которому преподаватель имеет возможность скорректировать дальнейший ход урока (такова, например, программа «Конструктор тестов». Таковыми могут являться и тесты, созданные в MS Excel, с аналитическим блоком, в который по сети передаются результаты с ученических компьютеров).

Этап актуализации знаний (применение различных способов активизации мыслительной деятельности учащихся, включение их в поисковую работу, в самоорганизацию обучения, максимальное участие детей). Использование демонстрационных роликов и презентаций, демонстрирующих объекты, процессы и др. (высокий уровень наглядности). Использование моделей для отработки навыков. Например, при изучении темы «Диаграммы и графики» можно подготовить демонстрационные экраны с диаграммами и графиками для исследования закономерностей и эффективности использования той или иной формы для наглядности заданного процесса. Использование анимационных сюжетных роликов, интерактивных игр. Поиск информации на заданную тему в тексте с гиперссылками, словарях, и др. Самостоятельный просмотр материала с созданием краткого конспекта. Применяю обучающую структуру, в которой участники команд поочередно работают в программе MS Excel, рассчитывают задание по предложенным значениям и формулам, а также работают по нахождению и покупке участка в заданном районе по определенной стоимости с использованием нейросети, голосового помощника, интернет платформ, сайтов), решают задания и записывают свои ответы на отдельном листе бумаги (бланке-задании). Контроль за выполнением осуществляется через членов жюри и преподавателя. По каждому этапу выставляется итоговое количество баллов. В конце работы все результаты по этапам суммируются и распределяется турнирная таблица с местами.

На этапе реализации данного проекта (полного расчета стоимости) постановка и решение проблемного вопроса (Какие фигуры мы используем для расчета дома, участка, забора; какими формулами можно найти площадь и объем пола, потолка, стены, участка без дома и др.). Для нахождения ответа на проблемный вопрос организуется работа с текстом задания (групповая дифференцированная работа). Студенты используют теоретические и практические знания, чтобы выполнить все этапы практикума.

Фрагмент технологической карты урока применения практико-ориентированной структуры

Фрагмент технологической карты урока с применением структуры «ЛОТО»

Этап информации учащихся о домашнем задании, инструктаж по его выполнению. Задание демонстрируется на одном или одновременно на многих компьютерах для того, чтобы все учащиеся видели информацию (текст, графическое изображение, схемы, чертежи), по которому учитель дает рекомендации. Это могут быть дифференцированные задания по степени сложности, темы проектов, исследования по разным разделам и др. Домашнее задание предлагается в оптимальном объёме, учитывается дифференциальный подход, представляется право выбора, организуется поиск ответ на проблемный вопрос. Может содержать темы проектов, исследовательских работ, ссылки на обучающие платформы и др.

Этап рефлексии на уроке— это этап, на котором участники самостоятельно оценивают своё состояние, эмоции, результаты деятельности на занятии. Рефлексия может проводиться не только в конце урока, но и на любом его этапе, а также по итогам изучения темы или раздела. На протяжении всего урока на каждом этапе обучающиеся делают вывод, таким образом, итогом работы является рефлексия настроения эмоционального состояния и рефлексия, организация самооценки учениками собственной учебной деятельности на уроке (заполнить колесо баланса, указав предпочтительную для каждого ученика категорию: финансы, учеба, здоровье, творчество, карьера и т.д). В конце урока можно оценить эмоциональное состояние с помощью выбора цвета в цветовой схеме на экране презентации или картинок, например, красный –восторг, оранжевый-радость, желтый-приятное настроение, зеленый-спокойствие, синий-грустное, фиолетовый-тревожное. Ну и самое главное оценить эффективность проведенного урока. В педагогической практике используются методики, которые позволяют оценить степень достижения поставленных целей с учётом оптимальности затраченных усилий, средств и времени. Эффективность урока — это его результативность, то есть что дал учащимся урок, насколько они продвинулись в усвоении учебного материала. Рассмотрим формулу эффективности урока, по которой можно определить уровень эффективности проведённого урока.

ЭУ = N_у * 100% / N_общ. = ? %, где:

ЭУ — эффективность урока;

N_у — число успешных работ учащихся с оценкой 5, 4, 3;

N_общ. — общее число работ учащихся.

Согласно этой формуле, если эффективность урока составляет 75–80%, то урок считается отличным,

65–76% — хорошим, ниже 65% — удовлетворительным.

Таким образом, использование компьютера на уроках — это не дань моде, не способ переложить на плечи компьютера многогранный творческий труд учителя, а лишь одно из средств, позволяющее интенсифицировать образовательный процесс, активизировать познавательную деятельность, увеличить эффективность урока.

В заключение можно сказать, что информационные технологии адаптированы к урокам математики в части использования практико-ориентированного подхода с применением групповых, индивидуальных форм, интерактивных обучающих платформ, специализированного программного обеспечения, графических калькуляторов и онлайн-ресурсов, которые помогают визуализировать абстрактные понятия, автоматизировать вычисления и сделать процесс обучения более вовлекающим и эффективным, а также показать практическое применение в будущей профессии и повседневной жизни.

Литература

1. Виноградова, М. Д. Коллективная познавательная деятельность и воспитание школьников / М. Д. Виноградова, И. Б. Первин. — М.: Эксмо, 2012.
2. Леонтович А.В. Концептуальные основания моделирования организации исследовательской деятельности обучающихся, Москва, 2006г.
3. Селевко Г.К. Педагогические технологии на основе информационно-коммуникационных средств. М.: НИИ школьных технологий, 2005г. Есипова Н. Д. Развитие логического мышления на внеклассных занятиях по математике с использованием ЭВМ: Дис. …канд. пед. наук/ Н. Д. Есипов. Орёл, 2001. 183с.
4. Мартиросян Л. П. Реализация возможностей информационных технологий в процессе преподавания математики / Л. П. Мартиросян / Информатика и образование, 2002. № 12. С.78–82.
5. Молоков Ю. Г., Молокова А. В. Актуальные вопросы информатизации образования//Образовательные технологии: Сб. науч. ст. Вып.1./Под ред. СИОТ РАО, 1997.
6. Молокова А. В. О перспективных направлениях в информатизации учебного процесса в средних общеобразовательных учебных заведениях file://Третий Сибирский Конгресс по прикладной и индустриальной математике: Тез. докл., часть V.-Новосибирск: инст. математики СО РАН, 1998.-с.146–147.
7. Полат Е. С. — Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. — М: Омега-Л, 2004. — 215 с.
8. Утеева, Р. А. Групповая работа как одна из форм деятельности учащихся на уроке // Математика в школе, 1985 №2.
9. Никифорова М. А. Преподавание математики и новые информационные технологии. Математика в школе, 2005, № 6. № 7.