Методика проведения уроков по математике в 3 классе с использованием компьютерных развивающих игр

Современный этап развития общества характеризуется стремительным внедрением информационно-коммуникационных технологий, которые существенно перестраивают практику повседневной жизни. Наблюдается всестороннее внедрение информационно - коммуникационных технологий на уроках в школе, в том числе и в начальных классах, потому что начальное обучение служит фундаментом всего дальнейшего образования. Скорость изменения информации, необходимой для адаптации и ориентировки в окружающей действительности, сегодня так высока, что необычайно остро стоит вопрос о формировании у ребенка уже на ранних этапах обучения оптимальных комплексов знаний и способов деятельности, призванных обеспечить универсальность его образования.

Общепризнанным является положение о ведущем виде деятельности в начальной школе - учебной, в то же время интересы, познавательная активность детей в этот период тесно связана с игровой деятельностью. Младшие школьники любят и хотят играть. В практике начальной школы используются различные развивающие игры на отдельных предметах, в том числе развивающие компьютерные игры служат для усвоения и закрепления материала школьной программы по математике, а так же позволяют осуществлять дифференцированный подход к каждому ученику с учетом индивидуальных особенностей; обеспечить полную занятость детей на протяжении всего урока; развить психологические процессы: внимание, мышление, память, воображение, восприятие.

Компьютерная развивающая игра (Кремер О.Б.) – это игра для формирования и развития у детей общих умственных способностей, целеполагания, способности мысленно соотносить свои действия по управлению игрой с создающимися изображениями в компьютерной игре, для развития фантазии, воображения, эмоционального и нравственного развития.

Использование на уроках математики компьютерных развивающих игр влияет на развитие самостоятельности, способствует всестороннему развитию способностей, активизации мыслительных процессов младших школьников, побуждают их к обобщению знаний, относящихся к разным наукам. Применение информационных технологий актуализирует потребность учащихся быть членом социальной общности. В исследовании Дацюк Г.И. отмечается повышение интереса к учебе и, как следствие, общий рост успеваемости. Занятия с применением информационно–коммуникационных технологий не только оживляют учебный процесс, но и повышают мотивацию обучения и развивают познавательную активность учеников.

Таким образом, проблема исследования заключается в противоречии между широким спектром возможностей компьютерных развивающих игр и эпизодическим их использованием в рамках существующих методических подходов в преподавании математики в начальной школе.

Цель исследования – разработать методику проведения уроков математики для 3 класса с использованием компьютерных развивающих игр.

Объект исследования – процесс обучения младших школьников на уроках математики.

Предмет исследования – использование компьютерных развивающих игр на уроках математики в 3 классе.

Гипотеза – использование компьютерных развивающих игр на уроках математики в начальной школе повышает уровень мотивации к изучению математики; развивает познавательную активность учеников.

В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи:

1. проанализировать направления и опыт внедрения информационно-коммуникационных технологий в процесс обучения математики в начальной школе;

2. выявить педагогические условия внедрения компьютерных развивающих игр в начальной школе на уроках математики;

3. провести сравнительную экспертизу компьютерных развивающих игр по математике для младших школьников;

4. разработать методику и конспекты уроков по математике для 3 класса с использованием компьютерных развивающих игр;

5. осуществить экспериментальную проверку разработанной методики.

Апробация разработанной методики проведения уроков математики с использованием компьютерных развивающих игр проводилась в гимназии № 9 Железнодорожного района г.Красноярска. В ходе эксперимента участвовал 3 «В» класс, в количестве 30 человек.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.

В ходе эксперимента были применены следующие методы исследования:

· анализ психолого-педагогической, методической литературы по теме исследования;

· подбор и анализ компьютерных развивающих игр по математике для младших школьников;

· наблюдение за учебно-воспитательным процессом в начальных классах;

· анкетирование учащихся;

· беседа с учениками, учителями.

Глава I. Педагогические аспекты проведения уроков математики с использованием компьютерных развивающих игр в начальной школе

1.1 Обзор направлений и опыта использования компьютерных развивающих игр учителями начальных классов

В условиях стремительного развития научно-технического прогресса, быстрого увеличения информационной базы во всех сферах человеческого познания школа решает задачу о том, как научить молодое поколение жить в быстро изменяющемся информационном мире (9).

Психолого-педагогическая концепция перехода к обучению с использованием компьютера базируется на развитии научных представлений о сущности совместной деятельности человека и компьютера в том числе компьютерных развивающих игр. Деятельность ученика с использованием информационно-коммуникационных технологий как новая область изучения носит прежде всего междисциплинарный характер, к которой следует подходить с психологических, педагогических позиций (по материалам дис. работы Дацюк Г.И.).

В исследовании Дацюк Г.И отмечается повышение интереса к учебе и, как следствие, общий рост успеваемости, т.к. учащиеся, получая доступ к разнообразным источникам данных, овладевают научными терминами. Использование хорошо структурированной информации, хранящейся в базах данных, служит средством проверки собственных гипотез, помогает учащимся запомнить информацию, способствует формированию приемов выполнения логических операций анализа, сравнения и др. (13).

Скорость изменения информации, необходимой для адаптации и ориентировки в окружающей действительности, сегодня так высока, что необычайно остро стоит вопрос о формировании у ребенка уже на ранних этапах обучения оптимальных комплексов знаний и способов деятельности, призванных обеспечить универсальность его образования (27).

Для проведения обзора направлений и опыта использования компьютерных развивающих игр учителями начальных классов рассмотрим основные научные аспекты, связанные с заявленной в работе проблематикой.

Начнем с анализа терминологии «компьютерная развивающая игра». Ряд исследователей (Н.В. Брановский, Я.В. Ваграменко, С.С. Туева и др.) утверждают, что информационно-коммуникационные технологии являются технологической основой проектирования и моделирования так называемой новой развивающей среды в условиях современного образовательного пространства. Методологическим вопросам, связанным с определениями, принципами проектирования и функционирования сред, а также взаимодействию участников образовательного процесса, посвящены работы А.А. Андреева, В.П. Мозолина, И.В. Роберт и др. (2, 25, 30)

М. Башмаков, С. Поздняков, Н. Резник говорят об «информационной среде обучения», которая понимается как система средств общения с человеческим знанием, служащая как для хранения, структурирования и представления информации, составляющей содержание накопленного знания, так и для ее передачи, переработки и обогащения. При этом важнейшим качеством информационной среды является ее возможность обеспечивать интерактивный режим взаимодействия с субъектом (5).

Вопрос о содержании и сущности интеграции понятий «информационная» и «образовательная» среды рассматривался в диссертации О.А. Ильченко (20). Анализ множества определений позволил сделать вывод, что информационно-образовательная среда — это совокупность различных подсистем обеспечения: информационных, технических, учебно-методических, а также участников образовательного процесса, направленно обеспечивающих учебный процесс.

В современной педагогической литературе все чаще употребляется понятие «компьютерное образование», т.е. развитие, воспитание и обучение человека в компьютерной среде, в условиях, когда компьютер является предметом изучения, инструментом деятельности, средством самореализации.

При таком подходе четко определяются цели компьютерного образования:

·  развитие высших психических функций,

· формирование качеств личности:

-  образованности,

- самостоятельности,

- критичности,

- ответственности,

- рефлексивности.

Более четко представляются и виды деятельности в компьютерной среде: ученик обучается, развивается, общается. Компьютер в современных условиях – это источник информации, инструмент ее преобразования и универсальная система связи, обеспечивающая взаимодействие всех субъектов дидактической системы, включая и тех, с кем общение идет опосредованно через компьютерную программу (12).

В своей работе мы будем опираться на следующем определении компьютерной развивающей игры (О.Б. Кремер): компьютерная развивающая игра – это игра для формирования и развития у детей общих умственных способностей, целеполагания, способности мысленно соотносить свои действия по управлению игрой с создающимися изображениями в компьютерной игре, для развития фантазии, воображения, эмоционального и нравственного развития (23).

Следующим научным аспектом является разработка основных требований к созданию учебно-информационных средств, в том числе и компьютерных развивающих игр, с учетом психолого-педагогических принципов организации учебного процесса с использованием новых компьютерных технологий, которыми являются:

· направленность обучения на решение задач образования, воспитания и развития обучаемого на основе всестороннего развития личности и одновременного сохранения и развития его индивидуальности;

· целостность обучения, предполагающая объединение в познавательной деятельности умственных, эмоциональных, волевых качеств обучаемых с максимальным подключением его интеллекта;

· доступность учебного материала;

· проблемность обучения, приводящая к принятию учащимся самостоятельных решений, развитию его творческих способностей;

· обеспечение сознательности, самостоятельности и активности обучаемых;

· осуществление индивидуализации обучения в условиях коллективного усвоения знаний при возможности выбора ритма и уровня работы и др. (13).

В целом использование информационных технологий и компьютерных развивающих игр изменяет цели и содержание обучения: появляются новые методы и организационные формы обучения. Особое значение информационное образование принимает в обучении детей. Идея использовать компьютеры в обучении детей принадлежит профессору Сеймуру Пейперту. Работая с Ж. Пиаже, С. Пейперт (60-е г. 20-го столетия) пришел к выводу, что ребенок развивается, если имеет условия для креативной деятельности в соответствующей среде (12).

В психологических требованиях к применению информационно-коммуникационных технологий должны быть учтены основные стороны умственного развития младших школьников. В исследовании Дацюк Г.И. показано, что внедрение информационных технологий в учебно-воспитательный процесс способствует не только развитию познавательной, но и мотивационной сферы личности, самосознания, активизирует деятельность учащегося на уроке математики, ускоряет темп учебных действий. Средства информационно-коммуникационных технологий усиливают психологический фактор мотивации обучения математики в соответствии с индивидуальными потребностями учащихся (13).

Установлено, что активизация учебно-познавательной деятельности на уроках математики по сравнению с традиционным обучением происходит в процессе самостоятельной работы учащегося с компьютером благодаря наличию оперативной обратной связи и продуктивности методов контроля и самоконтроля, а также использованию методов проблемного обучения, что позволяет осуществлять рефлексивное управление учебной деятельностью (13).

Современная школа должна не только сформировать у учащихся определенный набор знаний, но и пробудить их стремление к самообразованию, реализации своих способностей. Необходимым условием развития способностей является активизация учебно-познавательной деятельности школьников. В решении данной задачи важная роль отводится информационным технологиям, внедряемым в учебный процесс, начиная с его самых ранних этапов, в том числе компьютерным развивающим играм (7).

Развитие познавательных способностей — одна из основных целей школьного обучения. В младшем школьном возрасте развитие способностей происходит наиболее интенсивно, поэтому развитию познавательной сферы младших школьников следует уделять особое внимание (33).

Младший школьный возраст - благоприятный период для умственного развития детей, усвоения ими научных знаний, проявления познавательной активности. И если преподаватели стремятся создать благоприятные условия для развития детей этого возраста - необходимо опираться на природу ребенка, его стремления и потребности (17).

Образование в начальной школе является базой, фундаментом всего последующего обучения. В первую очередь, это касается сформированности общих учебных умений, навыков и способов деятельности, на которых лежит существенная доля ответственности за успешность обучения в основной школе. Уровень их развития определяет характер познавательной деятельности школьника, его возможности целесообразно и целенаправленно ее организовывать, владеть способами работы с информацией и т.п.

Опираясь на природную детскую любознательность, потребность самостоятельного познания окружающего мира, познавательную активность и инициативность, в начальной школе создается образовательная среда, стимулирующая активные формы познания (28).

Основными задачами информатизации обучения в начальной школе являются (по Горячеву А.В.):

· адекватная оценка окружающей действительности, постановка достойных и принципиально осуществимых целей и их достижение;

· формирование мировоззрения:

- оценка этичности целей и принципиальной возможности их достижения,

- оценка достоверности получаемых сведений и более глубокое их осмысление.

· информатизация:

- применение ИКТ как инструмента в действиях, направленных на достижение поставленных целей (11).

Важность информатизации образовательного процесса также подчеркивается в федеральной целевой программе президента РФ В.В. Путина «Развитие единой образовательной информационной среды». По программе основными целями информатизации образовательного процесса принято считать:

· формирование общей компьютерной культуры;

· обучение детей грамотно использовать компьютер для решения различных прикладных задач;

· проведение красочных и интересных уроков;

·  заинтересованность и мотивация учащихся (1,35).

Помочь учителю в решении этих непростых задач может сочетание традиционных методов обучения и современных информационных технологий, в том числе и компьютерных, т.к. использование компьютера на уроке позволяет сделать процесс обучения мобильным, строго дифференцированным и индивидуальным (3).

Таким образом, можно констатировать тот факт, что применение компьютера в обучении школьников начальных классов представляется целесообразным и востребованным (27, 31).

Далее рассмотрим методические аспекты внедрения компьютерных развивающих игр в начальную школу, а так же проанализируем опыт учителей использования компьютерных игр.

Формирование учебной деятельности очень часто не совпадает с игровыми потребностями ребенка и очень болезненно воспринимается им. Для более плавного перехода от преимущественно игровой деятельности к учебной можно использовать возможности дидактических и развивающих игр (10).

Постоянное совершенствование информационных технологий, все большая доступность персональных компьютеров позволяют перенести начало процесса формирования интеграционной учебной среды в младшее звено школы, а компьютерные развивающие игры становятся средством для активизации учебно-познавательной деятельности младших школьников (9).

Основным методическим приемом на начальном этапе обучения является игра – как естественная для данного возраста и психологически комфортная форма учебно-познавательной деятельности (8).

В дошкольном и младшем школьном возрасте игра имеет важнейшее значение в жизни ребенка. Потребность в игре у детей сохраняется и занимает значительное место и в первые годы их обучения в школе. В играх нет реальной обусловленности обстоятельствами, пространством, временем. Игру как метод обучения, передачи опыта старших поколений младшим люди использовали с древности. В условиях начальной школы игровые методы обучения имеют повышенную значимость и могут использоваться на уроках в различных его частях для введения, объяснения, закрепления, упражнения и контроля (23).

Для учеников начальных классов игра имеет исключительное значение:

· игра для них – учеба,

· игра для них – труд,

· игра для них - серьезная форма воспитания,

· игра для младших школьников – способ познания окружающего мира.

Потребность в игре и желание играть у младших школьников необходимо использовать и направлять в целях решения определенных образовательных задач. Руководя игрой, организуя жизнь детей в игре, учитель воздействует на все стороны развития личности ребенка: на чувства, на сознание, на волю и на поведение в целом (17).

Компьютерные игры не заменяют обычные игры, а дополняют их, обогащая педагогический процесс новыми возможностями, поэтому компьютерные игры должны удовлетворять следующим требованиям: все компьютерные программы для учащихся начальной школы должны иметь положительную нравственную направленность, в них не должно быть агрессивности, жестокости, насилия.  Компьютерные игры не изолированы от педагогического процесса. Они предлагаются в сочетании с традиционными формами обучения, не заменяя обычный ход уроков, а дополняя их, входя в их структуру, обогащая педагогический процесс новыми возможностями.

Представим классификацию компьютерных программ по различным критериям. Компьютерные программы можно делить на подгруппы, исходя из разных критериев: возрастного, сюжетной тематики, уровня сложности игровой задачи, сложности управления, задач развития умственных способностей и других характеристик. Компьютерные программы для детей сгруппированы в следующие большие классы (О.Б.Кремер):

Ø развивающие игры;

Ø обучающие игры;

Ø игры-эксперименты;

Ø игры-забавы;

Ø компьютерные диагностические игры.

Развивающие компьютерные игры предназначены для формирования и развития у детей общих умственных способностей, целеполагания, способности мысленно соотносить свои действия по управлению игрой с создающимися изображениями в компьютерной игре, для развития фантазии, воображения, эмоционального и нравственного развития. В них нет явно заданной цели - они являются инструментами для творчества, для самовыражения школьника (23).

Английские ученые выяснили, что компьютерные игры оказывают благоприятное воздействие на способности детей к логическому мышлению и быстрому принятию решений в сложных ситуациях. В исследовании, проведенном специалистами из организации "Teachers Investigating Educational Multimedia" приняли участие более 700 детей в возрасте от 7 до 16 лет. В результате было обнаружено, что компьютерные игры благоприятно сказываются на успехах детей в учебе (16).

Компьютерная развивающая игра по своей сути – сложное, многогранное явление. Она может выступать в качестве метода обучения, потому что выполняет следующие функции:

· обучающую (способствует формированию мировоззрения, теоретических знаний и практических умений, расширения кругозора, навыков самообразования и т. д.);

· развивающую (происходит развитие мышления, активности, памяти, способности выражать свои мысли, а также развития познавательного интереса);

· воспитывающую (воспитание коллективизма, доброжелательного и уважительного отношения к партнерам и оппонентам по игре);

· мотивационную (побуждение к применению полученных знаний, умений, проявление инициативы, самостоятельности, коллективного сотрудничества).

Посредством компьютерных игр у учителя появляется возможность контроля и диагностики хода и результата учебного процесса, а так же внесение в него необходимых изменений, т.е. игра в данном случае выполняет контрольно-коррекционную функцию.

Компьютерная развивающая игра может являться и формой обучения, так как она имеет свою структуру организации, выражающуюся в виде согласованной деятельности учителя и учащихся.

Развивающая игра – это и средство обучения, потому что она является источником получения знаний, формирования умений. Она позволяет пробуждать и поддерживать познавательные интересы учащихся, улучшить наглядность учебного материала (4).

Отметим основные особенности использования компьютерных развивающих игр:

· сокращается время при выработке технических навыков учащихся;

· увеличивается количество тренировочных заданий;

· достигается оптимальный темп работы ученика;

· легко достигается уровневая дифференциация обучения;

· учащийся становится субъектом обучения, так как компьютерная развивающая игра требует от него активного управления;

· в учебную деятельность входит компьютерное моделирование реальных процессов;

· диалог с программой приобретает характер учебной игры, и у большинства детей повышается мотивация учебной деятельности.

В качестве выводов отметим наиболее важные педагогические аспекты применения компьютерных развивающих игр на уроках в начальной школе:

Ø  организация процесса обучения в соответствии с психо-эмоциональными и физиологическими особенностями детей младшего школьного возраста. Детям младшего школьного возраста трудно ставить перед собой дальние цели, стимулирующие активное участие ребенка в учебном процессе. Компьютерные развивающие игры ставят перед ребенком реальную, понятную, вполне достижимую цель, например: если верно решишь примеры - откроешь картинку, вставишь правильно все буквы - продвинешь ближе к цели сказочного героя и т.д. Таким образом, в процессе игры у ребенка возникает положительная мотивация усвоения знаний.

Ø реальная возможность для реализации процесса индивидуализации и дифференциации обучения в начальной школе, с целью освоения программного материала в полном объеме каждым ребенком, учитывая разный уровень подготовки школьников, различия в развитии памяти, мышления. Позволяет решить проблемы, возникающие с обучением школьников, имеющих более высокий, либо низкий уровень мыслительной деятельности, а также пропустивших занятия по болезни.

Ø применение на уроке компьютерных тестов и диагностических комплексов в рамках использования компьютерных развивающих игр позволяют учителю за короткое время получать объективную картину уровня усвоения изучаемого материала и своевременно его скорректировать.

1.2 Сравнительная экспертиза компьютерных развивающих игр по математике для младших школьников

Для выявления педагогических аспектов использования компьютерных развивающих игр по математике в начальной школе проведем их сравнительную экспертизу (по Смоляниновой О.Г.) для выбора дисков, удовлетворяющих цели исследования.

Особенностью компьютерных развивающих игр является активное и непосредственное участие ребенка в разворачивающемся действии в отличие от пассивного просмотра мультфильмов. Есть огромное количество компьютерных развивающих игр для детей младшего школьного возраста, которые тренируют память, логику, координацию движений, умение планировать свою деятельность, находить информацию, необходимую для решения поставленной задачи. Игры формируют у ребенка мотивационную, интеллектуальную, операционную готовность использования компьютерных средств для осуществления своей деятельности.

Для сравнительной экспертизы компьютерных развивающих игр для младших школьников были выбраны следующие диски: «Путешествие на планете чисел – 2» (Datasun Бука), «Остров арифметики» (1С), «Математика на планете счетоводов» (Медиа Хаус), «Математика. Начальная школа. 3 класс» (1С), «Тим и Тома. Встреча с пиратами» (Новый диск), «Математика и конструирование» (ДОС). Сравнительная экспертиза перечисленных дисков представлена в таблице 1.1 и 1.2.

Для того чтобы эффективно использовать компьютерные развивающие игры на уроке, необходимо научиться их анализировать, исходя из дидактических принципов и целей занятия. Как правило, перед проведением любой экспертизы происходит классификация компьютерных дисков, выделение существенных признаков (33).

Для данного исследования были выбраны следующие существенные признаки, описанные в диссертационном исследовании Смоляниновой О.Г.:

1. Оценка объема и качества содержания:

· Соответствие диска заявленному виду, названию и авторской концепции;

· Совместимость издания (целей, задач, содержания) с программой по математике;

· Соответствие диска обязательному минимуму по математике;

· Наличие в диске дополнительного учебного материала;

· Соответствие диска к требованиям к уровню подготовки учащихся;

· Научная корректность, соблюдение общепринятой терминологии и символики;

· Реализация принципов дидактики;

· Язык изложения: ясность, точность, четкость формулировок, правил и определений;

· Степень наглядности при введении и обосновании новых понятий в процессе обучения;

· Объем иллюстративного, справочного материалов.

2. Психолого-педагогическая оценка содержания:

· Соответствие учебного материала возрастным психологическим особенностям;

· Соответствие среды обучения для усвоения знаний, закрепления полученных навыков;

· Возможность сохранения устойчивого внимания;

· Ожидаемый развивающий эффект;

· Стимулирование познавательной активности;

· Мотивационная функция учебного материала;

· Направленность учебного материала на развитие творческих способностей учащихся;

· Развитие интереса учащихся к математике;

· Целесообразность предъявления учебного пособия в электронном виде;

· Возможность использования пособия при организации групповой работы с учащимися.

3. Методическая оценка содержания:

· Обеспечение возможности реализации новых педагогических технологий;

· Наличие уровней сложностей изложения;

· Автоматическая система отслеживания объема изученного материала;

· Возможность анализа ошибок по результатам учебной деятельности;

· Возможность реализации промежуточных форм контроля усвоения материала;

· Сбалансированность теоретического и практического материала;

· Приемлемость требований к уровню технической подготовки обучаемого.