Курсовая работа на тему:Применение возможностей интерактивной доски при обучении геометрическим понятиям

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Гуманитарный колледж им.М.Маметовой
Курсовая работа
Тема: Применение возможностей интерактивной доски при обучении геометрическим понятиям
Группа:ББ-С-12
Выполнила:Акбала Зарина
Проверила:Тилемисова М.Ж.
Кызылорда 2016 г
Содержание
Введение………………………………………………………………………….3
Основная часть:
Глава I. Теоретические аспекты использования средств информационно-коммуникационных технологий в образовании………………………………..5
Научно-методические основы использования средств информационно-коммуникационных технологий в образовании………………………………..5
Методико-технологические основы создания средств ИКТ…………....9
Система требований, предъявляемых к качеству средств ИКТ для формирования геометрической компетентности………………………….….13
Понятие и классификация интерактивных досок…………………........20
Глава II. Методические особенности разработки и использования средств ИКТ для формирования геометрической компетентности………………....28
Этапы разработки средств ИКТ для обучения геометрии (методические подходы к разработке средств ИКТ для формирования геометрической грамотности в условиях информатизации образования)……………...…28
Экспериментальная часть………………………………………………….…31
Организация деятельности учащихся по формированию геометрической грамотности
Заключительная часть…….......………………………………………………....36
Список использованных источников……………………………………….......37

Введение
Общество, государство ставят перед школой цель обеспечить каждого выпускника целостной системой универсальных знаний, умений, навыков, отвечающих уровню международных стандартов, с обязательным условием самостоятельной деятельности и личной ответственности учащихся.
В период информатизации системы среднего образования возрастает потребность в разработке методических основ использования информационных технологий в учебном процессе для формирования образовательных компетенций. Целью совершенствования математического образования в первую очередь ставится воспитание у школьника качественно нового типа мышления, который можно охарактеризовать, как способность мыслить не только образами, речью, посредством печатного слова и письма, но и с применением компьютера. Мышления, обладающего свойством усиливаться за счет включения в процессы мыследеятельности современных информационных средств.
Задачей деятельности учителя становится использовать информационно-коммуникационные технологии не только для формирования знаний, умений и навыков учащихся, но и для формирования образовательных компетенций ученика – качеств, развиваемых в ходе реализации комплекса элементов образовательной деятельности.
Значительное количество работ посвящено вопросам организации учебного процесса с использованием средств информационных и коммуникационных технологий. Анализ педагогических исследований показывает, что существует множество идей и достаточный опыт использования программных средств учебного назначения в процессе обучения геометрии.
Цель исследования – обоснование методики разработки и использования средств информационно-коммуникационных технологий методически для формирования образовательных компетенций(геометрической грамотности) учащихся.
Объект исследования – процесс обучения учащихся в общеобразовательной школе.
Предмет исследования – создание и применение (использование) ИКТ при обучении геометрии учащихся основной школы.
Гипотеза исследования:
-разработать и внедрить средства информационно-коммуникационных технологий в процесс обучения геометрии; -разработать модель предметной (геометрической) компетентности учащихся основной школы в системе многоуровневого образования; -применять для решения задач по геометрии программные средства, дающих рациональное решение и способствующих развитию нового мышления учащихся.
«Методические особенности разработки и использования средств ИКТ для формирования геометрической компетентности» обобщены материалы констатирующего эксперимента, где была исследована деятельность учителя математики по использованию ИКТ в современных педагогических условиях. Разработаны средства ИКТ учебного назначения и методические рекомендации для проведения уроков геометрии с их использованием, представлены результаты формирующего эксперимента. Обосновывается эффективность использования мультимедийных программ для формирования геометрической грамотности учащихся.
Глава 1. Теоретические аспекты использования средств информационно-коммуникационных технологий в образовании
1.1 Научно-методические основы использования средств ИКТ в образовании
Глубокие социальные перемены, происходящие в современном обществе, требуют новых подходов к развитию образования, изменения методологии и парадигмы педагогической науки. Материалистическая теория познания перестали служить методологической основой педагогической науки и других наук в целом. Методологической основой советской педагогики служила система концептуальных взглядов, известных философов, дидактиков и педагогов, построенных на этом базисе. К ним относятся труды следующих ученых: С.И.Гессен, В.И.Гинецинский, Б.С.Гершунский, В.М.Грищенко, Н.Д.Хмель, Л.А.Ивахнова, Б.Г.Ананьева, Г.Г.Воробьев, Б.Т.Лихачев и др.
Научно-теоретические, общепедагогические основы развития школьного образования исследовались в работах: С.И.Архангельского, Ю.К.Бабанского, П.И.Пидкасистого, Б.С.Гершунского, В.И.Загвязинского, И.К.Журавлева, М.Н.Скаткина и др. Средствами информатизации образования называются компьютерное аппаратное и программное обеспечение, а также их содержательное наполнение, используемые для достижения целей информатизации образования.
Использование только средств информатизации образования недостаточно для полноценного применения информационных и телекоммуникационных технологий в образовании. На практике такие средства обязательно должны быть дополнены идеологической базой информатизации образования, а также деятельностью специалистов в различных областях знаний, чье участие необходимо для достижения целей информатизации. Информатизация образования, независимо от направления ее реализации, является широкой, многоаспектной областью деятельности человека, влияющей на функционирование всей системы образования, и, без преувеличения, на жизнь всего общества в целом. Информатизация образования заставляет пересматривать традиционные учебные курсы информатики, методы, технологии и средства информатизации, применяемые в обучении другим дисциплинам. С помощью методов и средств информатики будущий специалист должен научиться получать ответы на вопросы о том, какие имеются информационные ресурсы, где они находятся, как можно получить к ним доступ и как их можно использовать в целях повышения эффективности своей профессиональной деятельности.
Информатизация образования включает в себя научные основы создания, экспертизы и применения образовательных электронных изданий и ресурсов. В этой области еще много нерешенных задач. К ним можно отнести задачи адекватности таких средств реалиям учебного процесса, повышения уровня научности, смысловой и стилистической культуры содержания средств информатизации, необходимость интерфейсной, технологической и информационной связи между отдельными образовательными изданиями и ресурсами, задействованными в разных областях деятельности школ и вузов.
Мы согласны с Бидайбековым Е.Ы., что изучение основ создания и использования образовательных электронных изданий и ресурсов необходимо как каждому начинающему, так и каждому опытному педагогу.
Из многих целей обучения с использованием информационных ресурсов и электронных изданий мы акцентировали внимание на следующих:
Ознакомление педагогов с положительными и отрицательными аспектами использования электронных изданий и ресурсов в образовании.
Формирование представления о видовом составе и областях эффективного применения образовательных электронных изданий и ресурсов.
Формирование знаний о требованиях, предъявляемых к средствам информатизации образования, основных принципах и методах оценки их качества.
4.Обучение педагогов стратегии практического использования образовательных электронных изданий и ресурсов.
5.Обучение формирующемуся языку информатизации образования.
Кроме этого, изучение особенностей разработки и использования образовательных электронных изданий и ресурсов предоставит педагогам дополнительные возможности для пояснения обучаемым роли и места информационных технологий в современной мире, будет способствовать выравниванию возможностей разных педагогов в области использования средств информатизации в своей профессиональной деятельности.
Актуальность темы исследования приводит к рассмотрению задач Программы:
1. Создание информационно-коммуникационной сети системы образования.
2. Создание нормативной правовой базы формирования и развития информационной инфраструктуры системы образования.
3. Создание и внедрение современных электронных учебных изданий на государственном и русском языках.
4. Подготовка административных, инженерно-технических и научно-педагогических кадров организаций образования для эффективного использования информационно-коммуникационных технологий.
5. Создание базы данных информационных образовательных ресурсов и их программного обеспечения.
6. Обеспечение организаций образования современной компьютерной техникой, информационными системами управления и средствами доступа к глобальным информационным ресурсам.
7. Развитие информационной системы управления образованием.
8. Создание программных систем для организации дистанционного обучения.
9. Создание методов и средств защиты информационных ресурсов образования. Во введении подчеркивается, что стратегией развития Казахстана до 2030 года перед системой образования поставлена цель – обеспечить создание национальной модели образования и ее интеграцию в мировое образовательное пространство.
В современном мире, в период перехода от индустриальной к информационной цивилизации, системообразующим фактором развития является наличие информационно-коммуникационной сферы, которая активно влияет на политическую, экономическую и социальную составляющие деятельности государств, определяет процессы глобализации экономики и общественных отношений. Следовательно, необходимо построение
национальной инфраструктуры, обеспечивающей быстрое внедрение новых информационных технологий во все сферы экономики и управления.
1.2 Методико-технологические основы создания средств ИКТ
Создание качественных образовательных электронных изданий и ресурсов
С каждым днем все большее количество педагогов сталкивается не только с использованием образовательных электронных изданий, но и с их разработкой. Это вовсе не означает, что в обязанности или повседневную работу учителя должна войти систематическая разработка средств информатизации промышленного качества. Безусловно, созданием профессиональных, востребованных многими педагогами образовательных электронных изданий и ресурсов должны заниматься целые коллективы разработчиков — педагогов, психологов, программистов, художников и специалистов многих других направлений. В то же время рядовой учитель в любой момент может оказаться членом такого авторского коллектива или, во многих случаях, заниматься самостоятельной разработкой небольших, не всегда профессионально выполненных, но необходимых для учебного процесса компьютерных средств обучения. К ним можно отнести и популярные на сегодняшний день повсеместно создаваемые презентации, и даже простые тексты, изображения или звуки, созданные в одном из компьютерных редакторов, и используемые педагогами для повышения наглядности обучения. В такой ситуации любым педагогам целесообразно ознакомиться с некоторыми рекомендациями, учет которых при разработке образовательных электронных изданий и ресурсов может положительно сказаться на качестве таких средств информатизации образования.
Аналогично системе требований, множество рекомендаций может быть классифицировано по уровням образования, на которые рассчитано создаваемое средство информатизации. Однако, можно выделить и группу рекомендаций, инвариантных относительно уровня образования. Такие рекомендации целесообразны к учету при проектировании и разработке всех без исключения образовательных электронных изданий и ресурсов.
Многие рекомендации по созданию таких изданий и ресурсов вытекают из современных психологических теорий (теории алгоритмизации или поэтапного формирования умственных действий, ассоциативно-рефлекторная теория и др.) и касаются так называемого сценария электронного издания — детального плана взаимодействия электронного издания с пользователем, содержащего точную разбивку на отдельные структурные компоненты, включающего описание содержательного, логического и временного взаимодействия структурных компонент.
При проектировании глобального сценария образовательного электронного издания или ресурса рекомендуется планировать в начале учебной работы создание у обучаемых мотивации, знакомство с общей структурой учебного материала (теории алгоритмизации или поэтапного формирования умственных действий), напоминание, если это необходимо, ранее изученного материала (ассоциативно-рефлекторная теория).
При разработке локальных сценариев (последовательности выполнения упражнений в ходе изучения отдельных учебных элементов) рекомендуется первоначальное планирование к выполнению упражнений со схемами, чертежами и другими графическими иллюстрациями (материализованная форма деятельности), а следом за ними - более абстрактных упражнений. Учитывая дробный, порционный характер процесса обучения, необходимо также предусматривать в глобальном сценарии образовательных электронных изданий и ресурсов промежуточные и завершающий обобщающие этапы.
Сценарии создаваемых средств информатизации также должны быть унифицированы и предполагать единообразный порядок взаимодействия пользователей с различными образовательными электронными изданиями и ресурсами, применяемыми в образовании.
Учет достижений психологии, а также приведенных ранее требований позволяет сформулировать ряд общих рекомендаций эргономического характера, которые следует учитывать при разработке способа визуализации информации на экране компьютера во время функционирования образовательных электронных изданий и ресурсов:
информация на экране должна быть четко структурирована;
визуальная информация периодически должна меняться на аудиоинформацию;
темп работы должен варьироваться;
периодически должны варьироваться яркость цвета и громкость звука;
содержание визуализируемого учебного материала не должно быть слишком простым или слишком сложным.
При создании образовательных электронных изданий и ресурсов существенную роль играет учет рекомендаций по формированию цветовых характеристик зрительной информации, визуализируемой на экране компьютера.
Визуальная среда на экране монитора, являясь искусственной, по многим параметрам отличается от визуальной среды естественной для человека. Так, естественным для человека является восприятие изображений в отраженном свете, а на экране монитора информация передается с помощью излучающего света.
При разработке средств информатизации необходимо учитывать, что объекты, изображенные разными цветами и на разном фоне, по-разному воспринимаются человеком. Если яркость цвета объектов и яркость фона подобраны неправильно, то при поверхностном рассмотрении изображения может возникнуть эффект "пятна", когда некоторые объекты как бы выпадают из поля зрения. При более внимательном рассмотрении изображения восприятие этих объектов требует дополнительных зрительных усилий.
Важную роль в организации зрительной информации играет контраст предметов по отношению к фону. Существует две разновидности контраста: прямой и обратный. При прямом контрасте предметы и их изображения темнее, а при обратном — светлее фона. В образовательных электронных изданиях и ресурсах обычно используются оба вида, как порознь в разных кадрах, так и вместе в рамках одной картинки.
При разработке образовательных электронных изданий и ресурсов все же следует учитывать, что более предпочтительной является работа в прямом контрасте. В этих условиях увеличение яркости ведет к улучшению видимости. Но цифры, буквы и знаки, предъявляемые в обратном контрасте, опознаются точнее и быстрее, чем в прямом контрасте даже при меньших размерах. Чем больше относительные размеры частей изображения и выше его яркость, тем меньший должен быть контраст, тем лучше видимость. Максимальная эффективность восприятия информации с экрана монитора достигается при равномерном распределении яркости в поле зрения.
При создании интерфейса образовательных электронных изданий и ресурсов значения цветов для визуализации информации рекомендуется выбирать в соответствии с психологической реакцией человека (например, красный цвет
прерывание, экстренная информация, опасность, желтый
внимание и слежение, зеленый — разрешающий и т.д.).
Для смыслового противопоставления объектов рекомендуется использование контрастных цветов (красный — зеленый, синий — желтый, белый — черный).
1.3 Система требований, предъявляемых к качеству средств ИКТ для формирования геометрической компетентности
Эффективный инструмент оценки качества компьютерных учебных материалов необходим как разработчикам, так и конечным пользователям программных продуктов. На сегодняшний день необходима отработка механизма экспертной оценки (подготовка экспертов, организация экспертных советов и др.), позволяющая создавать и использовать в учебном процессе электронные учебные материалы, отвечающие современным стандартам образовательного качества.
Наряду с общепризнанными лидерами, осуществляющими массовый выпуск программных средств по разным учебным дисциплинам ("1С", "NMG", "Кирилл и Мефодий", "Интеллект-Сервис", "Физикон", "Новый диск"), многие учебные заведения самостоятельно занимаются разработкой программных средств образовательного назначения, среди которых еще часто встречается недостаточно качественный информационный и программный продукт. До сих пор это связано с отсутствием целостной и достаточно эффективной системы оценки качества учебных пособий вообще и электронных, в частности. Международные стандарты, такие как ISO 900, не учитывают специфику современного программного обеспечения для системы образования и мало пригодны для практического использования.
В процессе исследований на основе информационно-кибернетической модели учебного процесса с использованием средств информационных и коммуникационных технологий, модели экспертных суждений и принятия решения и модели экспертизы были разработаны основные положения теории оценки качества ПС ОН, оптимальная технология проведения экспертизы, организационно-нормативные документы экспертизы и сертификации ПС ОН, методики оценки качества ПС ОН для учителей-предметников, использующих ПС ОН в учебном процессе. Среди документов следует отметить проекты стандартов требований к составу и значениям психолого-педагогических и эргономических характеристик качества и методам их оценки, методические руководства и технологические инструкции к их экспертизе. Разработанная теория была успешно применена на практике.
Однако добровольный характер экспертизы сдерживает развитие этого процесса. В развитых странах давно является нормой прохождение процедуры сертификации. Для успешного вхождения в мировое информационное сообщество необходимо иметь не только соответствующие органы, но и организовать их работу по принятым международным стандартам. Многочисленные разработчики программного обеспечения, а также администрации образовательных учреждений уже сегодня должны заботиться о подтверждении качества своей программной продукции и уметь пользоваться реально существующими механизмами сертификации. Важнейшей проблемой на этапе реализации программ создания единой информационной среды становится эффективная реализация задач по созданию порталов, содержащих информацию об образовательных ресурсах. Задача крупных центральных порталов - интеграция ресурсов, в частности, ресурсов, созданных в регионах. Возникла необходимо по-новому переосмыслить классификацию ресурсов, сделать ее однородной, удобной для систематизации.
По мере накопления электронных учебных материалов, по своему содержанию соответствующих задачам модернизации и информатизации образования (методические разработки, ресурсы с предметным содержанием и т.д.), появляются ресурсы, которые не могут быть отнесены к какой-либо категории образовательных, но являются совокупностью разных элементов, решающих определенные образовательные задачи. На базе образовательных Интернет-ресурсов появляются новые виды педагогической деятельности, а на базе новой деятельности появляются новые ресурсы. Проектная деятельность образовательных учреждений ставит вопрос о необходимости серьезного подхода к классификации и упорядочению всех ресурсов, о выработке определенного идеологического подхода к формированию общего стандарта, который стал бы показателем формирования образовательных ресурсов как в регионе, так и в центре.
Прежде всего, образовательные электронные издания и ресурсы должны отвечать стандартным дидактическим требованиям, предъявляемым к традиционным учебным изданиям, таким как учебники, учебные и методические пособия. Дидактические требования соответствуют специфическим закономерностям обучения и, соответственно, дидактическим принципам обучения. Далее рассмотрены традиционные дидактические требования к образовательным электронным изданиям и ресурсам, относимые к числу требований первой группы.
Требование обеспечения научности обучения с использованием цифровых образовательных ресурсов означает достаточную глубину, корректность и научную достоверность изложения содержания учебного материала, предоставляемого ОЭИ с учетом последних научных достижений. В соответствии с потребностями системы образования процесс усвоения учебного материала с помощью ОЭИ должен строиться с учетом основных методов научного познания: эксперимент, сравнение, наблюдение, абстрагирование, обобщение, конкретизация, аналогия, индукция и дедукция, анализ и синтез, моделирование и системный анализ.
Таблица Перечень типов и классов геометрических задач школьного курса геометрии, подлежащих алгоритмизации
Типы задач Классы задач, для решения которых используются предписания (продукционные модели)
I – задачи на геометрические построения Задачи на построение плоских фигур
- методом геометрических мест точек
- методом подобия
Задачи на построение на проекционном чертеже:
- построение сечений многогранников
- построение изображений пирамид, призм, круглых тел
- построение изображений перпендикуляров и связанных с ними - изображений элементов фигур
III – задачи на координатный метод
Задачи:
- на применение координат двух точек и, сводящиеся к ним
- связанные с окружностью
- связанные с прямой
- на вычисление координат вектора
- на разложение вектора по двум неколлинеарным векторам
- на доказательство равенства векторов
- на доказательство коллинеарности векторов
- на доказательство перпендикулярности векторов
II – задачи на векторный метод
Задачи:
- на выполнение операций над векторами
- на доказательство равенства векторов
- на доказательство коллинеарности векторов
- на доказательство перпендикулярности векторов
На этапе применения нужная учебная информация (знания) воспроизводится из памяти, и продолжается её запоминание на новом уровне. Этап применения – многогранен, он предполагает разноуровневость использования полученных знаний. Сами по себе математические знания и умения еще не определяют уровень умственного развития человека, без умения использовать их в новых нестандартных ситуациях, без готовности к самостоятельному решению новых учебных проблем, не обязательно из области математики (А. Д. Александров). Поэтому выполнение учебно-познавательной деятельности на этом этапе предполагает обязательное наличие различных способов переноса (Е.Н. Кабанова-Меллер), являющегося показателем сформированности умения.
Процесс переработки учебной информации тесно связан с умениями, развивающими способности понимания, моделирования, к индуктивному и дедуктивному рассуждениям. Так, установлено, что для того, чтобы понимание стало средством усвоения знаний, его необходимо сделать целью обучения. То есть в умственном опыте ученика должны быть знания о том, какие ориентиры свидетельствуют о понимании текста. К таким ориентирам относятся умения, тесно связаны с грамотностью математического чтения, с коммуникативной компетентностью. Анализ процесса понимания, использование уровней и условий понимания, типов моделей представления учебной информации позволили разработать структуру процесса активизации понимания учебного текста школьного курса геометрии (таблица 3).
Таблица Структура процесса активизации понимания учебного текста школьного курса геометрии
Уровни понимания учебных текстов школьного курса геометрии Процедура понимания учебных текстов школьного курса геометрии Конструирование ситуаций, посредством которых реализуется понимание текстов
предпонимание
понимание –
гипотеза 1) выдвижение предварительной гипотезы о смысле всего текста (предугадывание);
2) выявление значений непонятных слов (предположение); 1) конструирование отдельной ситуации, совместимой с учебной информацией, имеющейся в распоряжении;
понимание –
гипотеза 3) возникновение общей гипотезы о содержании текста (о знаниях); 2) конструирование отдельных утверждений по аналогии с существующей структурой
понимание –
гипотеза
понимание –
объединение 4) формирование смысловой структуры текста за счет установления внутренних связей между ключевыми фрагментами, за счет образования абстрактных понятий, обобщающих конкретные фрагменты знаний 3) конструирование различных моделей единиц учебной информации: определений понятий, формулировок теорем, процедур поиска и оформления доказательств теорем.
понимание – узнавание, понимание - гипотеза,
понимание – объединение 5) восприятие и извлечение учебной информации;
6) корректировка общей гипотезы, относительно обнаруженной в тексте информации 4) уточнение набора полученных схем;
5) конструирование новых информационных схем учебного содержания;
6) воспроизведение воспринятого
1.4 Понятие и классификация интерактивных досок
Интерактивная доска – это сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор.
Интерактивная доска работает одновременно как монитор компьютера и как обычная доска. Достаточно прикоснуться к поверхности доски, чтобы управлять приложениями, запущенными на компьютере.
Используя доску, вы можете открывать файлы, работать с Интернетом, писать поверх любых приложений, вебсайтов и видеоизображений с помощью специальных маркеров. Окончив работу, вы можете сохранить все ваши записи для последующего использования.
Первая в мире интерактивная доска была представлена в 1991 г. Задача интерактивных досок — повышение эффективности подачи материала. Чтобы объяснить механизм этого процесса, сделаем небольшое отступление. В художественной фотографии, театре, кинематографе, мультипликации, живописи и других сферах искусства традиционно различают сцену и героя (объект) — говоря языком психологии, фоновое и когнитивное, фон и фигуру. Фон и фигура подчиняются своим законам, они настолько различны, что их оформлением часто занимаются разные люди. В театре это художник сцены и костюмер, в мультипликации — также художник фона и художник-аниматор.
Интерактивные доски делятся на два класса в зависимости от расположения проектора: с фронтальной и обратной проекцией. Доски с фронтальной проекцией распространены наиболее широко, хотя и обладают очевидным недостатком: докладчик может загораживать собой часть изображения. Чтобы этого не было, проектор подвешивают под потолком как можно ближе к доске, объектив наклоняют вниз, а возникающие трапециевидные искажения компенсируют с помощью системы цифровой коррекции. Доски с обратной проекцией, где проектор находится позади экрана, существенно дороже и занимают в аудитории больше места, чем доски с прямой проекцией. Поскольку экран работает на просвет, возможны проблемы с видимостью изображения под большими углами.
В последнее время на рынке появились специальные модели проекторов с короткофокусным объективом, предназначаемые для работы с интерактивными досками. Изготовители досок все чаще предлагают готовые комплексы, в состав которых входят доски и прикрепленные к ним сверху на штанге короткофокусные проекторы.
Используемые в интерактивных досках технологии подразделяются на четыре основных типа.
1) Сенсорная аналого-резистивная технология.
Аналогово-резистивная доска — многослойный «пирог», покрытый износостойким полиэфирным пластиком с матовой поверхностью и широким углом рассеяния света. Поверхность достаточно мягкая, чтобы немного прогибаться при нажатии. Внутри пирога размещены два листа из гибкого резистивного материала, разделенные воздушной прослойкой. Эта прослойка образуется благодаря тому, что поверхность одного резистивного листа покрыта большим количеством миниатюрных изолирующих выступов. В случае досок обратной проекции резистивные слои выполняются из прозрачного материала — оксида индия и олова.
По сторонам к резистивным листам подключены полосные электроды: у одного листа по бокам, у другого — снизу и сверху. При нажатии поверхность доски прогибается, резистивные листы соприкасаются в точке нажатия. Встроенные электронные коммутаторы подключают электроды A и B к источнику постоянного напряжения, замыкают электроды C и D между собой и подключают их к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП). На его выходе появляется код, определяющий вертикальную координату. Затем схемы перекоммутируются так, чтобы напряжение подавалось на электроды C и D, а снималось с электродов A и B. В этот момент АЦП регистрирует код, соответствующий горизонтальной координате.
Описанная технология получила название четырехпроводной. Помимо нее существуют пяти- и восьмипроводная аналого-резистивные технологии, позволяющие устранить зависимость точности измерения координат от состояния верхних гибких слоев структуры и увеличивать долговечность сенсорной системы.
Разрешение аналого-резистивной интерактивной доски измеряется тысячами точек по горизонтали и вертикали. Например, разрешение широко распространенных интерактивных досок SMARTboard канадской компании SMART Technologies 4000Ч4000, а Webster американской фирмы PolyVision — 8000Ч8000. Учитывая разрешение типового проектора (1024Ч768) этого вполне достаточно.
Электронные схемы аналого-резистивной доски обычно выдают около 80 пар координат в секунду. Правда, скорость реакции интерактивной системы в целом ограничена не только этим показателем, но и механическими свойствами (вязкостью) используемого в доске гибкого пластика, быстродействием ее электронных схем и производительностью компьютера. Практика показывает, что в целом реакция системы достаточно оперативная для большинства образовательных задач.
Для работы с сенсорной аналого-резистивной доской не обязательно иметь специальные маркеры и, хотя в комплекте поставки могут быть разноцветные маркеры и ластик, можно пользоваться пальцем или указкой. Именно это обусловило самое важное преимущество досок данного типа для сферы образования — невозможность сорвать занятие, спрятав маркер или питающую его батарейку. При использовании сухих маркеров аналого-резистивная доска позволяет переводить в электронную форму материал урока, проводимого традиционным образом.
Несмотря на применение мягкой многослойной структуры, аналого-резистивные доски работают в течение многих лет, не теряя качества и надежности. Основная угроза для поверхности — случайное применение фломастеров, после которого пластик бывает трудно отмыть. Кроме того, преподаватель и ученики у доски должны быть внимательными, чтобы не прислоняться и не нажимать на поверхность плечом, локтем, запястьем и т. д.
2) Электромагнитная технология.
При использовании электромагнитной технологии интерактивная доска имеет твердую поверхность. Внутри слоистой структуры находятся регулярные решетки из часто расположенных вертикальных и горизонтальных координатных проводников. Электронное перо (маркер) с катушкой индуктивности на кончике, которое может быть активным или пассивным, наводит электромагнитные сигналы на координатных проводниках, номера которых определяют местоположение кончика пера.
Активное перо питается от батарей или получает энергию по проводу, которым привязано к доске, пассивное работает от наводимого в катушке напряжения. Перо в некоторых моделях способно различать градации силы нажатия, что удобно для применения в программах рисования. Кончик пера может располагаться на некотором удалении от поверхности (не более 10 мм), благодаря чему на доски можно навешивать плакаты и работать поверх них. Помимо маркеров изготовитель может предлагать электронный ластик.
Электромагнитные доски обычно откликаются на действия пользователя несколько быстрее, чем аналого-резистивные. Скорость выдачи информации у них 100—120 пар координат в секунду, а следовательно, время реакции системы ограничивается только производительностью компьютера. Технология изначально разрабатывалась для дигитайзеров, а потому внутренняя разрешающая способность системы (1000—2000 линий на дюйм и выше) избыточна для решаемых доской задач. В рекламных целях производители указывают в проспектах именно внутреннюю разрешающую способность, хотя в компьютер доска передает «загрубленную» информацию с разрешением не более 200 линий на дюйм. Электромагнитные доски не чувствительны к нажатию рукой и другими предметами, а маркеры для них обычно имеют клавиши мыши.
Электромагнитные интерактивные доски выпускают компании GTCO CalComp, Promethean, ReturnStar, Sahara Interactive.
3) Лазерная технология.
Лазерная технология интерактивных досок потребовала для своей разработки немалого искусства. В систему входят два инфракрасных лазерных угломера, обычно располагаемых сверху по углам доски. Угломер работает довольно просто: вращающееся с постоянной угловой скоростью зеркало направляет ИК-луч так, чтобы он, подобно антенне радара, из одной точки сканировал всю поверхность доски. Лучи ИК-лазеров отражаются от «воротничка» маркера и регистрируются фотодатчиками. Система запоминает угол поворота зеркала в момент фиксации отраженного блика. Затем на основании расстояния между угломерами и значений углов (рис. 4) встроенный микропроцессор вычисляет координаты кончика пера.
Работать пальцем или обычным маркером с лазерной интерактивной доской не получится — нужен специальный маркер, который для уменьшения ошибок позиционирования желательно держать перпендикулярно поверхности доски. Информация о нажатии на кнопки посылается в систему посредством ультразвука (для этого электронный маркер оснащается батарейкой) или сигнала какого-либо другого вида. Маркеры разного цвета и электронный ластик система различает по оптическим свойствам отражающего «воротничка».
Основное достоинство технологии в том, что сама доска может быть сделана из любого материала, хоть толстого стального листа. Принципиальный недостаток лазерной технологии — докладчик может случайно перекрыть луч лазера, в результате чего процесс измерения координат нарушается. На лазерную доску можно вешать плакаты и работать поверх них.
Лазерные интерактивные доски наиболее дороги в производстве. Их выпускает, насколько нам известно, только одна компания — PolyVision.
4) Ультразвуковая инфракрасная технология.
Система, запатентованная под названием eBeam, использует различие в скорости распространения световых и звуковых волн. Электронный маркер испускает одновременно и ИК-свет, и ультразвук. Размещенные по углам доски ИК-датчик и ультразвуковые микрофоны принимают сигналы, и встроенная электронная система по разности времени их прихода вычисляет координаты маркера. Скорость выдачи информации — около 80 пар координат в секунду.
Электронный маркер работает от батарейки, как и электронный ластик. Основной недостаток ультразвуковой/инфракрасной технологии тот же, что у электромагнитной и лазерной — необходимо использовать специальный электронный маркер. На случай, когда нужно «оцифровать» традиционную презентацию или лекцию, проводимую с использованием маркерной доски, предлагаются специальные насадки для обычных маркеров.
Интерактивные доски с использованием ультразвуковой/инфракрасной технологии выпускают компании Hitachi, Panasonic и ReturnStar.
Обмен идеями на презентациях, семинарах, лекциях представляет новую тенденцию в общении. Интерактивная доска привлекает внимание слушателей и вовлекает их в обсуждение, а изменения или дополнения, возникающие в процессе работы, могут быть моментально внесены в презентацию и распечатаны в случае необходимости.
Компания SMART Technologies Inc первой придумала и выпустила электронную интерактивную доску. С тех пор продукция компании SMART пользуется неизменным успехом во всем мире: как в учебных заведениях, так и в различных государственных и частных организациях.
Интерактивная доска SMART Board - это сенсорный интерактивный экран, который подключается к компьютеру. Картинку с компьютера на интерактивную доску передает мультимедийный проектор, подключенный к этому компьютеру. Достаточно прикосновения к поверхности доски, чтобы начать работу в интерактивной среде.
Специальное программное обеспечение, которым комплектуется интерактивная доска, позволяет готовить авторские уроки и учебные задания, в т.ч. работать с текстами и объектами, аудио- и видеоматериалами, ресурсами интернет, делать пометки и записи электронным маркером прямо поверх открытых документов любых компьютерных приложений, сохранять информацию и многое другое.
Работа с интерактивной доской SMART Board не требует специальных знаний и подготовки. Учебные комплексы "ИНТЕРСМАРТ" (на базе интерактивных досок SMART Board) и "ИНТЕРСИМП" (на базе интерактивных дисплеев SMART Sympodium), разработанные компанией «ЛИТЕР», а так же интерактивные доски SMART Board получили Свидетельства о признании соответствия педагогическим требованиям Министерства образования и науки Казахстана.
Интерактивная доска прямой проекции выглядит как обычная маркерная доска. Проектор помещается перед ней на подставке либо подвешивается под потолок. Доска позволяет контролировать все приложения одним прикосновением, писать и рисовать на ней электронными маркерами и сохранять все записи в одном файле или в приложениях Microsoft Office.
Принцип действия интерактивной доски. Интерактивную доску, как и мышь, можно назвать устройством ввода данных в компьютер. Когда вы прикасаетесь к рабочей поверхности интерактивной доски, она определяет координаты прикосновения по горизонтали и вертикали (x, y). Получив эти координаты, драйвер мыши компьютера перемещает указатель мыши в соответствующую точку на экране компьютера.
Технологии мультимедиа позволяют осмысленно и гармонично интегрировать многие виды информации. Это позволяет с помощью компьютера представлять информацию в различных формах, таких как:- изображения, включая отсканированные фотографии, чертежи, карты и слайды;
- звукозаписи голоса, звуковые эффекты и музыка;
- видео, сложные видеоэффекты;
- анимации и анимационное имитирование.
Интерактивная доска - это сенсорный дисплей, работающий, как часть системы, в которую также входит компьютер и проектор:
1. Компьютер посылает изображение проектору
2. Проектор передает изображение на интерактивную доску
Интерактивная доска работает одновременно как монитор и устройство ввода данных: управлять компьютером можно, прикасаясь к поверхности доски. На интерактивной доске можно работать так же, как с дисплеем компьютера: это устройство ввода данных, которое позволяет контролировать приложения на компьютере.
Глава 2. Методические особенности разработки и использования средств ИКТ для формирования геометрической компетентности
2.1 Этапы разработки средств ИКТ для обучения геометрии (методические подходы к разработке средств ИКТ для формирования геометрической грамотности в условиях информатизации образования)
В этом разделе рассмотрим Основные процедуры разработки учебного материала, перечислим пять основных этапов создания учебных материалов, изобразим диаграмму их взаимосвязи; опишем результаты каждого из этапов разработки; аргументируем важность системного следования процедурам каждого из пяти этапов в процессе разработки электронных учебных материалов.
Разработка учебных материалов – процесс творческий. Сделать его прогнозируемым и управляемым помогает система процедур (правил, рекомендаций) по созданию учебных материалов. Эти процедуры – результат многолетних исследований в области педагогической технологии (общей и частной методики), теории разработки учебных материалов или “педагогического дизайна”. Этим же термином – “педагогический дизайн” – часто называют как саму систему процедур разработки учебных материалов, так и выполняемую по этим процедурам работу. Процедуры педагогического дизайна учитывают выводы многочисленных теорий обучения, положения современного менеджмента, а главное – многолетний опыт создания различных учебных материалов (в том числе для обучения с использованием ИКТ).
Создание мультимедийных учебных материалов часто сравнивают с созданием кинофильма. Это коллективный труд. Программисты отвечают за подготовку компьютерных моделей, компоновку, сборку и техническое тестирование материалов; художники – за подготовку иллюстраций, графический дизайн; звукооператоры – за подготовку звуковых файлов; операторы – за подготовку видеофайлов; специалисты-консультанты – за качество содержания, оценку корректности материалов; редакторы – за подготовку качественного текстового, аудио- и видеоматериала. Команду разработчиков объединяет общий замысел разработки, ее практическая полезность, ориентация на конечный результат, на потребителя учебных материалов. При создании кинофильма эту позицию воплощает в себе режиссер. При создании электронного учебника эту функцию берет на себя дизайнер учебного материала, ведущий разработчик или методист.
В начале каждого урока рекомендуется напоминать логическую структуру материала. Содержание организационного момента урока обычно отвечает на такие вопросы:
Что изучалось до этого?
Что будет изучаться в данном уроке?
Как изученный материал связан с новым материалом и каково место того и другого в целом курсе?
При решении геометрических задач формируются и развиваются общеобразовательные и профильные умения и навыки:
соотносить плоские геометрические фигуры и трехмерные объекты с их описаниями, чертежами, изображениями;
анализировать взаимное расположение геометрических фигур;
изображать фигуры, выполняя чертеж по условию задачи;
распознавать корректно и некорректно сформулированные условия задач и уметь правильно сориентироваться в конкретной ситуации;
применять координатно-векторный метод для вычисления отношений, расстояний и величин углов;
строить сечение многогранников и изображать сечение тел вращения;
моделировать несложные практические ситуации на основе изучения свойств геометрических фигур и отношений между ними;
исследовать решения задач с параметрическими данными.
В процессе решения стереометрических задач используется образное «правополушарное» мышление, которое является основой развития пространственных представлений. Чтобы добиться хороших геометрических знаний,
Экспериментальная часть
Организация деятельности учащихся по формированию геометрической грамотности
Каждый педагог, использующий мультимедиа, неминуемо столкнется с проблемой модификации методов преподавания, направленной на органичное включение компьютера в структуру урока. В простейшем варианте класс должен быть подготовлен к наиболее эффективному усвоению демонстрируемого материала. Так же, как и в любой педагогической стратегии, компьютерное обучение требует специальной подготовки к занятиям, организации процессов взаимодействия и логического завершения предпринимаемой работы. Поскольку не существует какого-то одного способа построения такой модели обучения, важно, чтобы учитель заранее планировал типы учебных ситуаций, в которых будет использоваться компьютер.
В первую очередь в состав геометрической компетентности включаем такие геометрические умения, как владение приемами работы, связанными с наглядным геометрическим материалом (чертежами, схемами, рисунками, графиками, моделями).
Поэтому выполнение следующих заданий с использованием графических средств компьютера будет способствовать формированию умения учащихся строить чертежи.
Для решения задач по геометрии большая часть успеха зависит от правильного чертежа. Рассмотрим, задание - выполнить построение по образцу (например, рис.1), используя графические средства Microsoft Word. Для работы с графическими объектами необходимо использовать инструменты панели Рисование

400367536830Рис.1
l1
B/
A
A/
B
l2

Для изображения основной фигуры чертежа можно воспользоваться библиотекой геометрических фигур меню Автофигуры.
Тема урока: Квадрат и куб
Цели:
-Повторить нахождение площади фигуры
-Вспомнить формулу вычисления объёма
-Познакомиться с «квадратом» и «кубом»;
-Рассмотреть грани, ребра и вершины куба;
Оборудованин: компьютер, проектор, колонки, экран.
Ход урока:
Оргмомент (Запись числа)
Ребята, сейчас урок математики. На уроке вы будете как всегда думать, открывать что-то новое для себя.
Устный счет (Слайд 2-4)
Подготовка к изучению темы (Слайд 5)
В огромном мире математики есть очень интересная страна с красивым названием ГЕОМЕТРИЯ. «ГЕО» - земля, «МЕТРИЯ» - измерение. Наука эта появилась в глубокой древности. Строя жилища и храмы, украшая их орнаментами, человек применял свои знания о форме, размерах и взаимном расположении предметов.
Как называются фигуры, появляющиеся на слайде: треугольник, круг, квадрат, прямоугольник, шар, цилиндр, конус,  пирамида.(Слайд 6)
На какие 2 группы делятся геометрические фигуры? (плоские и объёмные)
Сегодня мы будем говорить о двух из них: квадрат … назовите другую! (Слайд 7)
Тема урока: Квадрат и куб
Цели:
Познакомиться с «квадратом» и «кубом»;
Рассмотреть грани, ребра и вершины куба;
Научиться изображать квадрат и куб;
Научиться находить объем куба.
Где вам пригодятся знания по этой теме?
-Для урока нужны следующие знания. Давайте повторим, а вы запишите в тетрадь.
S = а 2 = а ∙ а В каких единицах измеряется площадь.
V = а 3 = а ∙ а ∙ а В каких единицах измеряется объем.
4. Работа по теме
Знакомство с кубом.
Давайте начертим куб. (Слайд 13)
У нас получился куб. (Слайд 14)
Найдите здесь куб (Слайд 15)
Куб - это слово иностранное, иначе его называют шестигранник.
Какой фигурой является грань куба? (Квадрат)
Поверхность каждого куба состоит из квадратов, которые называются ГРАНЬ.
- Сосчитайте грани куба. Сколько их? (6) (Слайд 16, 17)
- Куб имеет ВЕРШИНЫ. (Слайд 18, 19)
- Сосчитайте сколько вершин у куба? (8)
- Сосчитайте сколько у куба ребер? (12)
- Равны ли ребра по длине? (да)
Работа с учебником: Учебник с. 78, № 258
Вычислите нужные величины:
Квадратов – 6.
5.Физминутка для глаз
6. Итог урока:
Какие виды фигур знаете?
Как найти S грани куба?
А всей поверхности куба?
V куба?
7. Оценки
8. Д/з
Заключение
Обобщая основные результаты теоретической и эмпирической частей исследования, можно сделать следующие выводы:
Актуальность проблемы использования образовательных средств ИКТ для формирования геометрической грамотности обусловлена компетентностным подходом к преподаванию геометрии, информатизацией и оптимизацией способов организации образовательного процесса, а также переходом современного общества к качеству математического образования.
На основе проведенного аналитического обзора научно-педагогических исследований по проблемам формирования геометрической грамотности нами было:
сформулировано понятие «геометрическая грамотность» как уровень образованности, который характеризует овладением элементарными геометрическими умениями (способность выделять характерные свойства геометрических фигур; выполнять изображение фигуры по указанным свойствам и т.д.);
выделены и обоснованы возможности ИКТ, которые в значительной степени способствуют формированию геометрической грамотности учащихся, а также служат для реализации информатизации образования.
В результате проведенного исследования были получены следующие основные результаты:
Обоснованы способы организации методической системы обучения геометрии на основе использования ИКТ.
Даны методические рекомендации к выполнению системы заданий по геометрии с применением ИКТ.
Исследована взаимосвязь применения средств ИКТ в процессе преподавания геометрии и уровнем сформированности геометрической грамотности учащихся.
Исходя из цели, задач и объекта исследования, была сконструирована модель формирования геометрической грамотности учащихся на основе использования ИКТ: задания по темам модулей, дидактические цели использования ИКТ
Настоящее исследование не могло, естественно, охватить все стороны поставленной проблемы. Дальнейшего изучения требуют такие вопросы как: исследование возможностей внедрения ИКТ в учебный процесс для других дисциплин.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСОВ:
1.Соловьева А.Р. Интерактивность в условиях системного подхода к обучению как дидактическое средство достижения его целей / Автореф. дис. … канд. пед. наук. – Астана, 2008. – 26 с.
2. Саржанова А.Н., Пустовалова В.Г. Использование информационно-коммуникативных технологий в начальных классах // Начальная школа Казахстан. – 2011. - №1. – С.6-8.
3. Акпаева А.Б. Методика формирования математических понятий у младших школьников / Автореф. дис. канд. пед. наук. – Алматы, 2000. – 26.
4.Каримова Я.Г. Инновационные методы преподавания с использованием Интерактивной доски и флипчартов как средств мотивации учащихся // Творческая педагогика. – 2011. - №3. – С. 94-99.
5.Кабулова Г.С., Ефимова И.И., Тороян С.В. Использование интерактивной доски на уроках в начальной школе // Школьные технологии . – 2011. - №9. – С.11-18.
6. Лось Т.Н. Интерактивная доска на уроках русского языка // Творческая педагогика. – 2011. - №3. – С. 85-3-93. 7.Дьяконов В. Компьютерная математика. Теория и практика / В. Дьяконов. – Нолидж, 2000.
8. http://www.klasnaocinka.com.ua/ru/article/ispolzovanie-interaktivnoi-doski-na-urokakh-matema.html / Образовательный портал.
9. http://www. openclass.ru/node/329022 / Открытый класс. Сетевые образовательные сообщества.
10. http://www. ped-portal.ru/blog/interaktiv/ Информационная площадка по теме «Интерактивная доска».
11. http://www. uchportal.ru/publ/15-1-0-2521/Учительский портал.
12. Говорухин, В. Компьютер в математическом исследовании: Maple, MATLAB, LaTeX / В. Говорухин, В. Цибулин. – СПб.:Питер, 2001.
13. Дьяконов В. Компьютерная математика. Теория и практика / В. Дьяконов. – Нолидж, 2000.
14.Матросов, А. Решение задач высшей математики и механики / А. Матросов. – БХВ-Петербург, 2001.
15.Плис, А. И. MATHCAD 2000. Математический практикум для экономистов и инженеров / А. И. Плис, Н. А. Сливина. — М.: Финансы и статистика, 2000. — 656 с.
16.Половко, А. М. Mathcad для студента / А. М. Половко, И. В. Ганичев. — СПб.: БХВ-Петербург, 2006. — 336 с.
17.Сдвижков, О. А. Математика на компьютере: Maple 8 / О. А. Сдвижков. — М.: СОЛОН-Пресс, 2003. — 176 с.
18.Кормилицына Т.В. Информационные технологии в математике / Т.В.Кормилицына. – Саранск: МГПИ им.Евсевьева, 2009. – 170 с.
19.Дьяконов, В.П. Системы символьной математики Mathematica 2 и Mathematica 3. / Справочное издание. М.: СК ПРЕСС.- 1998.- 328 c.
20. http://books.altlinux.ru/altlibrary/scilab