как средство формирования исследовательских умений учащихся

КОМПЬЮТЕРНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ
ПЛАНИМЕТРИЧЕСКИХ ФИГУР КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ УЧАЩИХСЯ
М. Баранова
Красноярский государственный педагогический
университет им. В.П. Астафьева
Научный руководитель: Майер В.Р., д.п.н., профессор
В целом ряде документов, посвященных модернизации и
реформированию российского образования, особо подчеркивается, что одним
из результатов правильно организованного образовательного процесса
является развитие способности учащихся к исследовательской деятельности.
Поэтому формирование исследовательских умений учащихся становится
одной из важных задач современной школы.
Пути и средства активизации исследовательской деятельности
школьников в процессе обучения математике рассматривались целым рядом
исследователей (Е.В. Баранова, Н.Д. Волкова, В.А. Далингер, А.А. Окунев,
А.А. Столяр и др.). Большинство из них основное внимание уделяет
развитию исследовательских умений при решении математических задач,
отдельные исследователи (Л.Н. Тимофеева, Г.Г. Хамов и др.) считают, что
развитие исследовательских умений может происходить и при изучении
теоретического материала. Однако ни те, ни другие к числу средств, которые
могут использоваться для развития исследовательских компетенций, не
относят информационные технологии.
По нашему мнению компьютер с подходящим программным
обеспечением вполне может служить эффективным средством формирования
исследовательских умений учащихся. Хорошо известно, что компьютерная
геометрия, возникшая на стыке информатики и геометрии, позволяет
эффективно применять в фундаментальных и прикладных научных
исследованиях интегрированные методы геометрии и информатики. Такое
направление
применения
компьютерной
геометрии
называется
компьютерной научной графикой. Направление применения компьютерной
геометрии при решении учебных задач, включая задачи исследовательского
характера, в [Майер 2010: 48] называется компьютерной учебной графикой.
Особую роль компьютерная учебная графика играет в процессе
формирования исследовательских умений учащихся. При конструировании
геометрических фигур компьютер позволяет погрузить каждого школьника в
атмосферу
исследователя,
экспериментатора
и
первооткрывателя.
Компьютер может осуществлять и активный диалог в работе учащихся с
моделями геометрических фигур.
Работа с учебной графикой, реализованная в той или иной программе,
применима как на уроке, проводимом в традиционной форме, так и на
элективных занятиях при реализации проектной деятельности. В каждом
случае функция программы может изменяться – от консультанта при
индивидуальном обучении до своеобразной исследовательской лаборатории.
Примером такой компьютерной лаборатории является программа
«Живая геометрия» – русскоязычная версия популярной американской
программы Geometer`s Sketchpad, разработанной фирмой Key Curriculum
Press и адаптированной для российского пользователя Институтом новых
технологий образования. Достаточным основанием для его активного
внедрения является естественная и мощная техника построения чертежей –
аккуратных, грамотно описываемых и легко редактируемых.
«Живая геометрия» входит в состав пакета «1С: Математика, 5-11
классы. Практикум», разработанного в рамках проекта «Информатизация
системы образования». Возможности работы с программой весьма
разнообразны. Однако, особо подчеркнем, что сама среда не является
обучающей и «самостоятельно ничего не делает», – все чертежи в ней
создаются пользователем, а программа лишь предоставляет для этого
необходимые средства, также как и возможности для совершенствования
чертежей и их исследования. Программа очень проста в работе – для её
применения не требуется специальных знаний информатики.
Рассмотрим некоторые формы применения «Живой геометрии» в
учебном процессе (объяснение нового материала на уроке, создание
индивидуального проекта, иллюстрация дополнительного материала).
На уроках геометрии использование программы обусловлено
необходимостью, связанной с конструированием различных геометрических
моделей, в том числе с использованием анимационных возможностей
программы. Особенно удобно использовать «Живую геометрию» при
анализе задач, решения которых традиционно преподносятся учащимся
репродуктивно. В программу заложены возможности, которые позволяют
ученику самостоятельно выбрать верное направление исследования. К таким
возможностям относится, например, построение симметричных фигур при
решении некоторых задач на построение. В подобных задачах совсем не
очевидно какую прямую необходимо выбрать в качестве оси симметрии,
образ какого фрагмента фигуры следует строить. В большинстве случаев
ученики действуют по интуиции, чаще всего наугад. Использование «Живой
геометрии» позволяет ученику самостоятельно провести небольшое учебное
исследование по следующему плану:
- отбросив одно из условий задачи, построить произвольную фигуру F,
удовлетворяющую остальным условиям задачи;
- задав анимацию и опцию Оставлять след, визуализировать
возможные положения построенной фигуры F, найти среди них искомое.
При проведении такого исследования появляется возможность не только
осознанно подойти к решению задачи, но и увидеть красоту геометрии, что
повышает мотивацию изучения данного предмета.
«Живую геометрию» удобно использовать также и при реализации
проектной деятельности, которой в школах сейчас уделяется особое
внимание. Разработка собственного учебного проекта позволяет достичь ряд
поставленных перед педагогом целей, среди которых присутствуют как
дидактические, так и развивающие и воспитательные.
В качестве примера приведем проект «Компьютерный калейдоскоп»,
связанный с созданием в среде «Живая Геометрия» компьютерной модели
калейдоскопа. Реализация проекта использует такие возможности программы
как:

сохранение отношения «предок – потомок»;

анимация объектов;

окрашивание объектов.
Создание собственного калейдоскопа предполагает реализацию
следующих этапов проекта: построение каркаса объекта, создание
анимированных фрагментов, окрашивание калейдоскопа.
Отметим, что на каждом этапе реализуются различные составляющие
основной цели проектной деятельности учащихся. При создании каркаса
ученикам необходимо использовать теоретические знания курса геометрии,
что является дидактической целью проекта. Применение анимации к
объектам
в
большей
степени
направлено
на
формирование
исследовательских умений и развитие творческого мышления учеников. На
последнем третьем этапе преобладает воспитание эстетического вкуса.
Отметим, что в разработке проекта «Компьютерный калейдоскоп» могут
принимать участие обучаемые разных возрастных групп, т.е. проект является
универсальным.
Таким образом, простота работы с программой, достаточное количество
используемых операций, отсутствие необходимости владения специальными
навыками в области информатики превращают «Живую геометрию» в
незаменимый помощник педагога, в эффективное средство развития
исследовательской, проектной и творческой деятельности учащегося.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Майер В.Р., Апакина Т.В. Решение геометрических задач с
параметрами на компьютере / Достоинства и дефициты школьного
математического образования. Опыт обучения математике в школах
Красноярского края в условиях требований ГИА и ЕГЭ: материалы краевых
педагогических чтений, Красноярск, 26-28 марта 2010 / под ред. Васильевой
Е.Н. – Красноярск, 2010. – 124 с.