Современный интерактивный кабинет математики
В настоящее время дальнейшее развитие методической науки во многом связывают с применением современных средств и информационных технологий. Это объясняется в первую очередь тем, что традиционная отечественная школьная методика обучения за десятилетия своего развития уже достигла достаточно высокого уровня и традиционными методами сложно добиться существенного повышения качества и эффективности учебного процесса. Безусловно, росту эффективности и качества обучения способствует пересмотр образовательных стандартов, особенно в области содержания обучения, введение профильного обучения, улучшение системы повышения квалификации учителей и ряд других мер, которые принимаются в отечественной системе образования. Но большим нереализованным резервом повышения эффективности учебного процесса, расширения и углубления содержания учебных предметов остается область применения средств информационных технологий в школьной практике обучения.
В последние несколько лет по национальному проекту «Образование» и региональным программам оснащения образовательных учреждений учебным оборудованием в отечественные школы было поставлено большое количество интерактивных досок. Интерактивная доска сегодня стала таким же модным средством обучения, каким совсем недавно были компьютеры. Об уровне информатизации школы сегодня судят скорее не по числу компьютерных классов, а по числу интерактивных досок. В некоторых регионах уровень оснащения кабинетов этим оборудованием достигает 50% и более. Но по мере освоения интерактивных досок становится понятно, что для современного школьного кабинета, особенно естественнонаучных дисциплин, одной интерактивной доски явно недостаточно — необходимы интерактивные кабинеты.
Любой современный интерактивный кабинет должен иметь минимум три составляющие:
— интерактивная доска на основе электромагнитных технологий с проектором хорошего разрешения и яркости (не менее 2000 люмен) и достаточно производительным компьютером (желательно двухядерным с объемом оперативной памяти не менее 2 Гб и хорошей видеокартой);
— средства индивидуальной работы учащихся по профилю предмета на основе современной микропроцессорной техники;
— системы оперативного контроля знаний учащихся.
Для интерактивных кабинетов математики в качестве средств индивидуальной работы учащихся целесообразно использовать научные и графические калькуляторы. Калькуляторами они называются скорее в силу привычки, по своим же функциональным характеристикам и дидактическим возможностям они являются математическими микрокомпьютерами. Такие микрокомпьютеры нашли широкое применение в практике обучения во всем мире. Они стали вполне привычным инструментом для школьников и студентов ведущих информационно-развитых стран мира, таких как Япония, США, Германия, Франция, Великобритания, Скандинавские страны, все большее применение они находят и в отечественной практике обучения.
Наибольшее распространение в учебных заведениях нашей страны получили научные калькуляторы серии ES (fx-82ES, fx-85ES, fx-350ES, fx-570ES, fx-991ES) и графические калькуляторы (fx-9860G, fx-9860G SD; fx-7540G Plus; Algebra FX 2.0 Plus) фирмы «CASIO». На рисунке 1 представлен внешний вид научных калькуляторов fx-82ES, fx-991ES и графического калькулятора fx-9860G.
Одним из свойств двухстрочных научных калькуляторов является возможность одновременно отображать на дисплее введенное выражение и результат, а также представлять введенное выражение практически в том же виде, что и в математической литературе, например в учебнике математики. Они позволяют производить вычисления с обыкновенными и десятичными дробями, степенями и корнями любой степени, тригонометрическими, логарифмическими, показательными, гиперболическими и обратными гиперболическими функциями. Могут численно решать квадратные и кубические уравнения, системы линейных уравнений до 3 неизвестных, содержат режим анализа функций и графических решений. Калькуляторы fx-570ES, fx-991ES дополнительно могут вычислять дифференциалы и интегралы, проводить операции с комплексными числами и их тригонометрическим представлением, с векторами и матрицами.
Графические модели калькуляторов имеют большой жидкокристаллический дисплей и все основные элементы интерфейса компьютера. На рисунке 2 представлено главное меню графического калькулятора fx-9860G. Они обладают всеми вышеперечисленными вычислительными возможностями научных калькуляторов. В дополнение к этому позволяют находить первую и вторую производные, интегрировать, решать квадратные и кубические уравнения, решать системы линейных уравнений (до шести неизвестных), решать произвольные уравнения методом ограниченного подбора.
Графические калькуляторы позволяют строить графики функций в прямоугольных и полярных координатах, графики параметрических функций и функций, заданных в виде неравенств, строить динамические и конические графики, а также графики рекурсий. Они позволяют исследовать функции: определяют максимум и минимум, точки пересечения графика функции с осями координат, точки пересечения двух графиков (перемещение по линии графика с отображением координат, увеличение/уменьшение, выбор области для масштабирования), могут одновременно отображать графики функции и таблицы значений функции. Имеется возможность нанесения линий, точек и других геометрических фигур на график.
Заметим, что для графических калькуляторов CASIO имеются полнофункциональные эмуляторы, предназначенные для работы с интерактивной доской, которые можно успешно применять в составе интерактивных кабинетов.
В составе современного интерактивного кабинета должна использоваться система оперативного контроля знаний учащихся или, как ее часто называют, система электронного голосования. Таких систем существует достаточно много. Во многом они похожи, отличаются лишь физическими каналами передачи данных и возможностями программного обеспечения. Для интерактивных кабинетов следует отдавать предпочтение системам, работающим по радиоканалу, как самому надежному, и с программным обеспечением, позволяющим быстро настраивать систему к работе, быстро и в наглядном виде получать статистические данные по результатам тестов.
Общеизвестно, что внедрение новых средств обучения требует создания новых методик. Именно от методики зависит, будет ли новое средство эффективным по сравнению с традиционными средствами, сможет ли оно повысить качество обучения. И у нас такие методики есть. Например, нами совместно со специалистами ИСМО РАО и Академии информатизации образования создано методическое обеспечение для интерактивных кабинетов по алгебре и статистике [1–4]. Оно было апробировано в Москве, Санкт-Петербурге, Ярославле и Ярославской области, Хабаровском и Краснодарском краях, показало очень хорошие результаты.
Интерактивные кабинеты математики сегодня уже не следует рассматривать как что-то экзотическое. Это уже реальность. И все больше образовательных учреждений оснащается ими. Мы можем помочь вам советом в выборе комплекта оборудования, а также надежного поставщика. Можете обращаться к нам:
Горячая линия проекта «Школьный калькулятор»: (495) 589-45-18.
Вострокнутов Игорь Евгеньевич: vostroknutov@sinn.ru
Литература
1. Вострокнутов И.Е., Помелова М.С. Вычисления на уроках математики с калькулятором CASIO fx-82ES, fx-85ES, fx-350ES, fx-570ES, fx-991ES: приложение к учебникам математики 5–11 классов общеобразовательных учреждений. — М.: Принтберри, 2008.
2. Вострокнутов И.Е., Грудзинский А.В., Минаева С.С., Смекалин Д.О. Методические рекомендации к изучению курса алгебры в 7– 9 классах с использованием возможностей применения малых вычислительных средств. — М.: Навигатор, 2006.
3. Минаева С.С. Методические рекомендации к изучению алгебры и начал анализа в 10–11 классах с использованием возможностей применения малых вычислительных средств/Под ред. И.Е. Вострокнутова. — М.: Принтберри, 2009.
4. Минаева С.С., Никитина Н.С., Смекалин Д.О., Грудзинский А.В. Решение задач по статистике с использованием возможностей применения малых вычислительных средств: методические рекомендации к изучению статистического материала в 7–9 классах/Под ред. И.Е. Востро кнутова. — М.: Навигатор, 2007.