Визуализация с применением средств ИКТ
Дидактические возможности средств ИКТ. Требования к созданию визуальной учебной среды.Обзор популярных программ для создания презентаций. Он-лайн сервисы для создания презентаций. Он-лайн сервис Prezi. Программа GeoGebra. Использование интерактивной доски. Сетевые сервисы как средства визуализации. Заключение.
Лекция.
Дидактические возможности средств ИКТ
На сегодняшний день трудно представить себе учебно-воспитательный процесс без применения информационно-компьютерных технологий (далее - ИКТ). Многие учёные сходятся во мнении, что внедрение средств ИКТ в учебно-воспитательный процесс способствует его интенсификации и совершенствованию.
Направление использования ИКТ для визуализации процесса обучения становится особенно актуальным в связи с переходом основной школы на ФГОС, в которых предусмотрена обязательная компьютерная поддержка предметного обучения, в частности математики.
Современные средства ИКТ увеличивают разнообразие способов решения учебных задач, позволяя создавать ситуации априори невозможные в традиционной дидактике (виртуальные эксперименты, исследование компьютерных моделей, совместное создание информационных продуктов и т. п.). Обладая уникальными дидактическими возможностями, ИКТ значительно расширяют возможности визуализации процесса обучения.
Оптимизация использования средств обучения на базе ИКТ обусловлена реализацией следующих дидактических возможностей:
интерактивность, незамедлительная обратная связь между пользователем и средствами ИКТ;
компьютерная визуализация информации об исследуемых объектах или закономерностях процессов и явлений как реально протекающих, так и «виртуальных»;
использование достаточно больших объёмов информации с возможностью её передачи, лёгкого доступа и обращения к информационному ресурсу, в том числе посредством сети Интернет;
автоматизация процессов вычислительной, информационно-поисковой деятельности, обработки результатов демонстрационных и лабораторных экспериментов как реально протекающих, так и представленных на экране, с возможностью многократного повторения фрагмента или самого эксперимента;
автоматизация процессов информационно-методического обеспечения, организационного управления учебной деятельностью и контроля результатов усвоения.
Выделим некоторые критерии выбора программных средств, которые целесообразно использовать при обучении математике:
распространённость и доступность в образовательных учреждениях;
дружественный русифицированный интерфейс;
широкие графическиевозможности для создания качественной визуализации;
наличие инструментов, позволяющих использовать в учебных материалах различные виды интерактивности;
возможность работы без специальных знаний и навыков программирования.
Требования к созданию визуальной учебной среды
Для усиления роли наглядности желательно соблюдать основные требования создания визуальной учебной среды, к которым относятся:
лаконичность представленияинформации;
точность воспроизведения ее структуры иэлементов;
акцент на главные детали образов, равноправное использование трёх способов представления знаковой информации (вербального, геометрического,аналитического);
учёт возможностей и индивидуальных особенностей обучаемого в восприятии визуальнойинформации.
Перечислим более подробно способы представления учебной знаковой информации в обучении алгебре.
Вербальный (словесный) способпредъявления знаковой учебной информации предполагает выбор специальных терминов, составление определений, отработку формулировок утверждений и правил. Учащийся при этом слушает или читает описание, включающее математические термины и их обозначения.
При аналитическом (формульном, символьном) способе задание учебной информации осуществляется посредством стандартных обозначений из некоторого списка (алфавита) с соблюдением четких правил организации информационных сообщений.
Визуальный (графический) способпредставления информации предполагает концентрацию главной части информационного сообщения на рисунке, чертеже, графике, наглядном пособии, экране. Одним из главных отличий рисунка (как средства предъявления учебной знаковой информации) является неопределённость поставленной задачи, поэтому он нуждается вкомментариях.
Рассмотренные типы знаковых систем, используемых в обучении математике, служат той наглядной основой, на которой происходит создание образов и оперирование ими.
При целенаправленном обучении и оптимальном сочетании вербального, визуального и аналитического способа представления учебной математической информации, формирование умения визуального перевода (установление связей между рисунком, текстом и формулой) может дать мощный инструмент развитияпознавательных УУД.
При переходе от текста к формуле или визуальному образу активно формируются действия поиска и выделения необходимой информации, знаково-символические действия, умение структурировать знания, действия определения основной и второстепенной информации, выбор наиболее рационального способа решения задачи, логические познавательные УУД.
Недостаточно развитые действия по осуществлению перехода от одного способа представления учебной математической информации к другому вызывают трудности и проблемы в обучении математике, что обусловливает важность применения визуализации в процессе развитияпознавательных УУД.
Для создания качественного демонстрационного материала следует руководствоваться некоторыми правилами, отражающими отличие электронных ресурсов от привычных бумажных. Например, наличие большого количества текстовой информации на структурной единице мультимедиа приложения (страница, слайд) сильно нагружает слушателя.
Рекомендуется «разбавлять» текст различной графической, аудио – и видеоинформацией. Также при создании мультимедиа ресурса следует придерживаться наиболее удобочитаемых с мониторов компьютеров шрифтов, не имеющих засечки (Arial, Lucida Console, Verdana).
Следует обратить внимание на цветовую гамму приложения, где рекомендуется применять темный цвет шрифта на светлом фоне – это позволит меньше утомляться человеческому глазу, что происходит из-за яркого светового потока, исходящего с поверхности монитора (экрана).
Придерживаясь этих простых основных правил, созданное при помощи технологии мультимедиа демонстрационное пособие будет в полной мере отражать ту информацию, которую мы пытаемся донести до слушателя. Причем информация будет представлена в наиболее понятном и запоминающемся виде для восприятия.
Обзор популярных программ для создания презентаций
Рассмотрим сервисы, которые может использовать учитель, для разработки мультимедиа презентаций.
Подобного программного обеспечения очень много, при этом каждая программа имеет свой функционал и возможности для создания того или иного формата презентации. За педагогом остается только выбор наиболее подходящего инструмента в зависимости от будущей презентации. Проведём обзор современных программ для создания мультимедийных презентаций, которые помогут разработать эффектные презентации.
1) Наиболее удобными в данной области считаются средства продукта Microsoft Office, известные своей совместимостью со всеми составляющими мультимедиа – текстом, графикой, видео и звуком. Также немаловажна его совместимость с языком гипертекстовой разметки – стандартом веб-страниц сети Интернет. Созданные на данном языке мультимедийные ресурсы имеют возможность реализации нелинейной структуры, основанной на гиперссылках, позволяющей обучаемому самостоятельно находить наиболее удобный для него путь изучения материала.
Наиболее простой способ создания мультимедиа ресурса реализуется при помощи использования программы Microsoft Office PowerPoint, реализующей приложения в виде мультимедиа презентаций. Именно эта программа получила широкое распространение в области образования, в том числе в школе.
Внедрение мультимедиа составляющих (анимации, графики, звука и видео) также находится на допустимом для начинающего пользователя уровне, что даёт возможность применения и изучения Microsoft Office PowerPoint не только учителями, но и школьниками. Широкий спектр предоставляемых средств позволяет создавать мультимедиа приложения различных уровней сложности. К тому же полученные результаты свободно конвертируются в html-формат.
Следующая программа OpenOffice Impress является бесплатным аналогом предыдущей программы, входит в состав офисного пакета OpenOffice. Программа по функционалу не уступаетMicrosoft PowerPoint и позволяет добавлять в презентации различные элементы: выноски, таблицы, изображения, музыкальное сопровождение и так далее. В функционал программы для презентаций вложены возможности управления переходами слайдов, хронометражем, действиями по щелчку мыши и прочими настройками. Относится к числу востребованных программ, для составления презентаций у учителей.
3)LibreOffice Impress представляет собой полный аналогOpenOffice Impress, входящий в состав LibreOffice. В свою очередь, данный пакет офисных программ является ответвлением от разработки проекта OpenOffice. Программа предоставляет пользователю те же самые функции. Позволяет создавать презентации как с нуля, так и используя шаблоны. Мультимедийные презентации можно улучшить за счет спецэффектов, анимации, клипарта и т.д. За счёт встроенного экспортера презентации можно сохранять в виде flash- анимации формата SWF.
4)ProShowProducer является популярной программой для презентаций и слайд-шоу, позволяет создавать качественные и эффектные презентации с добавлением мультимедийных элементов, анимации и различных эффектов. Программа позволяет составлять слайды из неограниченного количества слоев. Каждый файл можно редактировать, добавляя различные эффекты и применять стандартные операции обработки (настройка яркости, контраста и т.д.). Готовую презентацию можно сохранить в одном из 14-ти поддерживающихся форматов.
Он-лайн сервисы для создания презентаций
В последнее время программы для презентаций уходят на второй план – популярными инструментами создания презентаций становятся онлайн- сервисы. Их использование освобождает пользователей от установки какого- либо программного обеспечения. Достаточно только зарегистрироваться в понравившимся сервисе, чтобы бесплатно создавать презентации в онлайн- режиме. Плюсом таких сервисов считается возможность работать с одной и той же презентацией в любой точке планеты, где присутствует интернет.
Рассмотрим несколько таких сервисов.
1) Первый сервис – это Google Docs – отличная альтернатива программам для создания презентаций на компьютере. Сервис является абсолютно бесплатным, позволяет создавать, кроме презентаций, текстовые документы и электронные таблицы. Для работы понадобится аккаунтGoogle, который по умолчанию уже должен иметься у пользователей андроид – устройств. Созданные презентации, как и другие документы, можно экспортировать в файлы различных форматов. Также с созданными в компьютерных программах документами можно работать в Google Docs, предварительно загрузив их. В целом сервис предлагает весь необходимый функционал для создания презентаций и других электронных документов.
2) Следующий сервис – PowToon представляет собой бесплатный сервис для создания красочных анимированных презентаций. Библиотека содержит шаблоны, анимированные изображения и инфографику для быстрого создания профессионального слайд-шоу или видеоролика. Готовой презентацией можно делиться в социальных сетях или встроить её в страничку на сайте. В общем, набор предоставляемых инструментов и создаваемые презентации могут впечатлить любого пользователя.
Есть небольшие недостатки: онлайн-сервис предлагает несколько платных тарифов с наиболее расширенными возможностями. Ограничения бесплатного использования сервиса: максимальная продолжительность презентации ограничена 5 минутами, нет возможности скачать созданную презентацию, ограничено число музыкальных композиций (максимум 10) и стилей (максимум 11).
3) Один из самых стремительно набирающих популярность сервисов для создания презентации – это онлайн-сервис Prezi, как альтернатива программе для презентаций на компьютере, по своей сущности имеет кардинально другой процесс создания презентаций. Презентации Prezi яркие, красочные, оригинальные, масштабные и просто запоминающиеся, выглядят необычно, лучше, чем в PowerPoint. С помощью Prezi получаются очень оригинальные презентации, позволяющие отойти от надоевших всем традиционных презентаций.
Он-лайн сервис Prezi
Prezi является современной и эффектной программой для создания и демонстрации презентаций на сегодняшний день, она разработана в 2009 году специалистами венгерской компании Prezi.
Главное достоинство Prezi в том, что существует возможность легко подготовить нелинейные, многоуровневые презентации. Prezi позволяет использовать любой тип информации – текст, звук, видео, картинки, схемы, объекты с флэш-анимацией и т.д. В наличии сервиса имеется большое количество шаблонов, что создаёт удобство и комфорт при работе с программой.
Элементы всей презентации находятся на одном слайде, которые в своё время увеличиваются. Таким образом, пользователь работает только с одним слайдом, программируя порядок увеличения определенных элементов и устанавливая необходимые эффекты и подписи. Для начала работы над презентацией достаточно зарегистрироваться на сервисе Prezi.com. Зарегистрированный пользователь получает 100 Мбайт сетевого пространства, и может сразу же приступить к созданию интерактивных онлайн-презентаций, сохранять их для просмотра на локальном компьютере, а также размещать на персональных сайтах для просмотра другими пользователями. Начинать творить можно как с использованием шаблона, так и с чистого листа.
Оригинальность программы заключается и в том, что вся презентация имеет одно большое рабочее поле – виртуальный лист. Его можно масштабировать, вращать влюбую сторону,приближать и отдалять, переносить, группировать в кадрах, выстраивать в определенной последовательности для показа.
Все картинки, подписи и видеоролики составляют единое пространство, по которому можно динамично и эффектно передвигаться.Prezi позволяет всю презентацию свернуть в одну картинку и в тоже время акцентировать внимание на отдельном элементе презентации, использовать 3D-эффекты изображений.
При создании программы Prezi было уделено внимание новшествам:
трёхмерные фоны в слайдах презентации;
новый тип анимации с возможностью появления изображений из темноты;
быстрый возврат на любую часть размещенного в презентации материала.
Применение таких презентаций на уроке позволяет выделить главное и второстепенное при подаче материала, а группировка навигации между объектами установить причинно-следственные связи. Впоследствии это будет способствовать развитию не только наглядно-образного, но и абстрактно-логического мышления обучающихся.
Следует обратить внимание на тот факт, что из своей презентации легко сделать раздаточный материал. С помощью команды «Export to PDF» презентация будет преобразована в PDF-документ, в котором каждый шаг пути будет одной страницей документа. ВPowerPoint такая возможность отсутствует.
Кроме всего прочего, Prezi.com является социальным сервисом, то есть создавать презентации можно коллективно, и это свойство можно с успехом использовать при работе над совместными проектами. Группа учеников может работать одновременно или же в разное время и вносить свой вклад в работу. Именно здесь неплохо формируется умение работать в группе. Готовая презентация может быть успешно загружена на диск, её дальнейшее использование не требует при этом установки какого-либо программного обеспечения. Проекты презентаций имеют расширение «.pez».
ПрограммаPrezi может создавать эффект параллакса на экране, будто бы слайды и фон перемещаются отдельно на различном расстоянии от ваших глаз. В том случае, когда ученик передвигает и масштабирует изображения в презентации, фоновое изображение также будет смещаться соответствующим образом. Анимация с появлением элементов из темноты дает возможность по очереди раскрывать элементы слайдов, но вначале они будут скрыты. Это очень интересный подход в сравнении с показом слайдов сразу со всем готовым набором элементов.
Созданные в Prezi презентации отличаются великолепным броским дизайном и не имеют ничего общего с презентациями, созданными вPowerPoint. Следует отметить, что в PowerPoint есть много неплохих презентаций и слайдов и приятно то, что разработчики сервиса Prezi добавили возможность импорта слайдов из презентации PowerPoint. Слайды можно вставлять по одному или все сразу.
Презентации, созданные с помощью Prezi, обладают существенным рядом преимуществ по отношению к MS PowerPoint. Программа позволяет отображать несколько логических уровней информации, визуально проводя аудиторию от общей картины к деталям и обратно. Презентация, созданная с помощью Prezi, при демонстрации на любом компьютере не потеряет свой первоначальный вид и будет выглядеть так, как выглядела на момент создания. Отсутствуют сбои при воспроизведении.
Кроме того, у современного учителя немного времени на создание оригинальных, интерактивных презентаций к каждому занятию. Новые технологические решения, помогают существенно облегчить нелегкий труд этой профессии, помочь учителю подготовить качественное занятие. Работа в Prezi – это не только удобно, просто и быстро, это – интересно, современно, привлекательно, презентации оживают, и захватывают дух, они привлекают внимание.
Таким образом, Prezi позволяет по-новому использовать на уроках математики текстовую, звуковую, графическую и видеоинформацию – презентации обогащают методические возможности занятий, придают им современный уровень.
ПрограммаGeoGebra
В процессе обучения алгебре и геометрии все большую популярность среди учителей математики приобретает программаGeoGebra – свободная образовательная математическая программа, соединяющая в себе геометрию, алгебру и математические исчисления. Программа была написана Маркусом Хохенвартером с использованием языкаJava, переведена на 52 языка и в настоящее время активно совершенствуется и обновляется.
Созданная изначально для ВУЗовского курса математики, на сегодняшний день средаGeoGebra охватывает практически все разделы из школьной математики. В программе существуют следующие рабочие области (перспективы): алгебра и графики; геометрия; spreadsheet (аналог электронных таблиц); CAS (система компьютерной алгебры, способная выполнять элементарные символьные вычисления); 3D-графика; теория вероятности и статистика.
Всё возрастающий интерес учителей математики к применению GeoGebra в обучении можно объяснить рядом преимуществ этой программы:
Простой и интуитивно понятный интерфейс программы.
Возможность установки программы на множества устройств: компьютеры, планшеты, смартфоны.
Свободно распространяемое программное обеспечение.
Возможность работать в онлайн-режиме, в том числе поддержка апплетов, встраиваемых на страницу сайта или блога.
Широкие исследовательские возможности и средства визуализации объектов исследования.
Наличие виртуального сообщества, позволяющего обмениваться опытом и материалами.
Возможность интеграции с другим программным обеспечением (с MS PowerPoint с помощью приложения OfficeMix, со SmartNotebook версии 14 и выше).
Интерактивные инструменты и дружественный интерфейс программы позволяют использовать ее без предварительного обучения как ученику, так и учителю (рисунок 1).
Рисунок 1. Рабочее окно программы GeoGebra с интерактивными инструментами.
Перечисленные возможности программы позволяют органично дополнить традиционные уроки математики современными динамическими средствами визуализации.
Отметим, что системы компьютерной алгебры и системы динамической математики не лишены недостатков. Например, при построении графика функции программа GeoGebra не учитывает область определения исходной функции, так как график функции существует в точке с абсциссой (рисунок 2).
Рисунок 2. Построение графика функции в GeoGebra.
Использование интерактивной доски
Наиболее эффективно интерактивные презентации могут быть представлены с помощью интерактивного оборудования, в частности интерактивной доски. Интерактивная доска и система оперативного контроля знаний совмещают в себе возможности разнообразных средств наглядности, тренажерных устройств, технических средств контроля и оценки результатов учебной деятельности и вытесняют устаревшие средства обучения (плакаты, макеты, кодоскопы и т.д.).
Являясь универсальными средствами по отношению ко всем учебным предметам, указанные средства при обучении математике должны обладать некоторыми особенностями, в частности, в программном обеспечении должны присутствовать:
интерактивные математические инструменты (циркуль, линейка, транспортир и т. п.);
редактор формул;
интерактивные модели математических объектов.
В соответствии с указанными особенностями, стоит выделить программное обеспечениеSmartNotebook для интерактивных досок Smart. Данное приложение обладает всеми перечисленными свойствами. В SmartNotebook предусмотрены четыре интерактивных математических инструмента, есть встроенный редактор формул, включая распознавание формул, написанных вручную. Начиная с четырнадцатой версии, в SmartNotebook есть возможность внедрять апплетGeoGebra (рисунок 3), что позволяет строить интерактивные математические модели.
Рисунок 3. Рабочее окно программы SmartNotebook с апплетом GeoGebra.
Сетевые сервисы как средства визуализации
Широкими возможностями для создания интерактивных визуализированных задач обладают сетевые сервисы, которые среди всех перечисленных видов программных средств обладают рядом преимуществ:
для их использования не требуется установка программного обеспечения, поэтому задачи открываются на любом компьютере, имеющем доступ в Интернет;
задачи могут решать сразу несколько учащихся, даже находящихся удаленно друг от друга;
преимущественно бесплатные сервисы;
учитель имеет возможность удалённо просматривать результаты выполнения задач.
Рассмотрим подробнее сервис learningapps.org. Это приложение Web 2.0 для поддержки обучения и процесса преподавания с помощью интерактивных модулей. Русскоязычный дружественный интерфейс сервиса позволяет достаточно легко создавать как различные интерактивные задачи для учащихся (задачи на классификацию объектов, сортировку, определение порядка, оценивание, заполнение пропусков и т. д.), так и дидактические игры, предполагающие одновременное участие в решении задачи нескольких обучающихся с возможностью общения в игровом чате.
На рисунке 4 приведён пример задачи «Функция или нет», реализованной с помощью шаблона упражнения «Классификация». Каждый элемент, появляющийся в центре поля, нужно перетащить в соответствующую зону (класс).
Рисунок 4. Интерактивная визуализированная задача «Классификация» в Learningapps.org
В данном шаблоне есть возможность вставки изображения, что позволяет представлять информацию в различных видах. В частности, в рассматриваемой задаче элементы представлены в виде таблиц, графов и графиков.
Не подписывая поля и предъявляя сразу все элементы, можно усложнить задачу, побуждая обучающихся сначала выделить классификационный признак, по которому производится деление на группы.
Чтобы проследить правильность выполнения задач, учитель имеет возможность создать он-лайн журнал для нескольких классов (рисунок 5).
Рисунок 5. Он-лайн журнал учителя в Learningapps.org
К основным недостаткам данного сервиса можно отнести следующие:
не позволяет просмотреть учителю ошибки, допущенные учащимися при решении задач;
не позволяет проследить за количеством попыток решения задачи учащимся;
отсутствует редактор формул (не во всех задачах можно внедрить формулы).
Ввиду указанных недостатков, затрудняется процесс оценивания учащихся. Поэтому задачи носят больше тренировочный характер. Тем не менее, они могут быть успешно применены на уроке (фронтальная и самостоятельная работы обучающихся) и дома (в качестве альтернативного домашнего задания на домашнем компьютере обучающегося).
Заключение
Вопросы использования мультимедиа – ресурсов для демонстрации материала учителем являются многоаспектными и не простыми. Выбор сервиса или программы для представления информации остается за пользователем. В интересах педагога остаётся заинтересовать слушателей – обучающихся, поэтому в ход идут всё более изощренные методы подачи информации и используются всё более современные, с большими возможностями и эффектами мультимедийные пособия.
Следует, однако, отметить, что используемые учителями и обучающимися презентации реализуют в основном реактивную интерактивность и ориентированы на пассивное зрительное восприятие и запоминание информации. Чтобы применение указанных средств для визуализации процесса обучения математике было эффективным, необходимо выполнение ряда условий, в частности:
оптимальное сочетание трёх видов представления учебной математической информации (вербальный, аналитический и визуальный);
создание учебных ситуаций, развивающих познавательные УУД.
Литература:
А.В. Фирер. Визуализация учебной информации как средство развития познавательных универсальных учебных действий школьников при обучении алгебре.
А.В. Фирер. Развитие познавательных универсальных учебных действий учащихся основной школы при обучении понятиям функциональной линии алгебры средствами визуализации.
А.Ю. Федосов. Информационные технологии в профессиональной деятельности (конспект лекций).
А.В. Крылосова. Методика создания мультимедийных презентаций учителем информатики с использованием он-лайн сервера.
13
