Визуализация при преподавании стереометрии в среднем профессиональном образовании

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОЛЛЕДЖ СЕРВИСА»

Наука- это интересно

Визуализация при преподавании стереометрии в среднем профессиональном образовании

Рамазанова Хамида Рясимовна

Казань, 2021г.

Введение

Неизбежность процессов информатизации и цифровизации образования ставит перед каждым преподавателем актуальную задачу освоения компьютерных средств как нового инструмента организации обучения с целью повышения мотивации обучающихся и их познавательного интереса, обогащения содержания предмета и открытия новых активных форм его освоения. Особую значимость эти процессы приобретают в отношении тем стереометрии и элементов аналитической геометрии, при изучении которых у студентов возникают наибольшие трудности. В данной работе была обоснована необходимость средств визуализации при преподавании математики, в частности стереометрии. В ходе написания были использованы такие методы исследования, как аналитический, сравнительный, анализ теоретических материалов и учебных пособий. Так же в последствии был разработан веб-сайт с применением веб-программирования, а именно HTML, CSS, Java Script. Данная разработка будет полезна как преподавателям школ, так и средних профессиональных и высших учебных заведений.

Основная часть

Опыт преподавания стереометрии в СПО показывает, что для многих учащихся наибольшие затруднения вызывают стереометрические задачи. При знакомстве с аксиомами стереометрии пространственные представления учащихся развиты очень слабо. Начальные сведения по стереометрии имеют абстрактный характер, усвоение материала строится на заучивании. Ученики теряют интерес к предмету, и многие из них считают стереометрию сложным для освоения разделом. Трудности в изучении стереометрии вызваны тем, что зрительное восприятие геометрических объектов не всегда соответствует тем закономерностям, которыми этот объект обладает. Отображение пространственных фигур в виде чертежа на листе бумаги приводит к тому, что очень многие закономерности представляются в искаженном виде. Наглядность, которая так необходима учащимся может обеспечить изображения геометрических тел с помощью новых информационных технологий (НИТ). Существующее сегодня программное обеспечение позволяет строить перспективное изображение, поворачивать его и рассматривать под разными углами, что помогает формировать умение у учащихся воссоздавать целостный пространственный образ.

Стереометрия, как один из разделов математики, вызывающий у обучающихся наибольшие проблемы, является одним из самых очевидных направлений приложения компьютерных обучающих средств. Именно при обучении стереометрии преподаватели всегда были готовы активно использовать наглядные пособия: таблицы, наборы деревянных и стеклянных тел, телескопических и каркасных моделей, комбинированные комплекты, включающие развертки и шаблоны для быстрого вычерчивания фигур в тетрадях, наборы для сборки различных многогранников.

Стереометрия – раздел геометрии, в котором изучаются свойства пространственных фигур, то есть фигур, не принадлежащих одной плоскости. В стереометрии рассматриваются различные случаи взаимного расположения прямых и плоскостей в пространстве, такие пространственные фигуры, как призма, пирамида, тела вращения, правильные многогранники и так далее. К сожалению, у многих возникают проблемы с самостоятельным представлением данных фигур. В данном случае визуализация значительно облегчает преподавателю объяснение материала обучающимся.

Визуализация в общем смысле — метод представления информации в виде оптического изображения (например, в виде рисунков и фотографий, графиков, диаграмм, структурных схем, таблиц, карт и т. д.). Очень эффективно визуализация используется для представления изначально не зрительной информации (например, формул, температуры, плотности населения, распределения уровней электромагнитных полей и т. д.).

Считается, что зрение обеспечивает человеку около 90 % информации. Рассматривание изображений позволяет исследовать пространственные структуры, имеющиеся в объекте; распределение оптических плотностей и цветов — отражает важнейшие сведения о свойствах реальных и виртуальных объектов окружающего мира.

Актуальность визуализации геометрических понятий в ходе обучения учащихся СПО обусловлена фактом значимости геометрии, состоящей в том, что в ней самая строгая логика соединена с «наглядным представлением», а также тем, что идея привлечения визуализации в учебный процесс выражается необходимостью активного привлечения средств обучения учащихся СПО к образовательному процессу по математике.

Для визуализации объемных фигур из курса стереометрии был разработан веб-сайт. Для его просмотра необходимо пройти по ссылке: https://yanovp.arq.su/stereo/ . Инструкция по его использованию доступна при запуске. Ниже показан пример из сайта(конус):

Рис. 1-3 Вращение конуса

Заключение

В результате нашего исследования была достигнута поставленная цель. Как показывает опыт преподавания стереометрии учащимся СПО, использование визуализации способствует:

- развитию познавательного интереса к стереометрии за счет реализации межпредметных связей.

- решению практических задач. Без визуализации многие профессиональные задачи решить практически невозможно, так как сварщик должен не только математически высчитать, но и наглядно представить объект выполнения. В процессе работы нередко может потребоваться решение объёмных пространственных задач, поэтому профессионально-ориентированные задачи являются актуальными в процессе развития компетентностного подхода в математике.

- созданию образа восприятия, которое необходимо при выполнении работы. Только визуальное представление (в виде образа воображения, рисунка, фотографии, чертежа), дает возможность качественно выполнять работу.

Средства визуализации предоставляют широкие возможности для построения изображений геометрических фигур. Визуализация позволяет преподавателю сделать процесс обучения ярким, наглядным, динамичным, варьировать частные решения с опорой на имеющиеся готовые «шаблоны», а также более эффективно осуществлять «обратную связь». Использование компьютера позволяет повысить интерес и к математике в целом. Учащиеся активно включаются в поиск и подготовку материалов к занятиям, что в свою очередь развивает у них навыки исследовательской деятельности.

Таким образом, визуализация способствует лучшему усвоению материала, развитию пространственного мышления и позволяет добиться лучших результатов.

Список литературы

1. Акамова, Н. В. Обучение стереометрии студентов ССУЗов с использованием новых информационных технологий / Н. В. Акамова // Молодой ученый. - 2009. - №10. - С. 333-336.

2. Skemp R.R. Schematic Learning // Process of learning mathematics / Ed. by L.R. Chapman.- Oxford.- Pergamon Press, 1972,- P. 183-194.

3. Крутецкий, В.А. Психология математических способностей школьников / В.А. Крутецкий. - М.: Просвещение, 1968.- 432 с.

4. Скурихина, Ю.А. Применение современных информационно-коммуникационных технологий в работе учителя математики / Авт.-сост. Ю.А. Скурихина. - КОГОАУ ДПО «ИРО Кировской области», 2018. – 116 с.

5. Чошанов, М.А. Инженерия обучающих технологий / М.А. Чошанов. - 3-е изд. (эл.). - М.: Лаборатория знаний, 2015 .— 242 с.