ХМАРНІ ТЕХНОЛОГІЇ – НОВА ПАРАДИГМА У РОЗВИТКУ ЛОГІЧНОГО МИСЛЕННЯ ТА ПАМ’ЯТІ УЧНІВ СЕРЕДНЬОЇ ШКОЛИ

Литвинова С.Г.  Хмарні технології – нова парадигма у розвитку логічного мислення та пам’яті учнів середньої школи / С.Г. Литвинова  // Комп’ютер у школі та сім’ї. - 2014.  - № 1 (113) - С. 38-43

Поява хмарних технологій має реалізувати ідею створення єдиного інформаційного простору, який би забезпечив доступ усіх педагогічних працівників, учнів і навіть батьків до якісної середньої освіти та сприяння розвитку можливостей розробки і використання електронних освітніх ресурсів для розвитку логічного мислення, пам’яті, уяви, уваги учнів звичайних шкіл. У статті проаналізовано напрямки використання інформаційно–комунікаційних технологій для вивчення математики, визначено умови для активізації пізнавальної діяльності учнів, описано його можливості під час проведення уроків математики, розкрито роль логічного мислення у розвитку особистості учня, розкрито основні ідеї використання електронного навчального ресурсу Mind Stick, встановлено, що популярність гри «сірники» отримала нові форми реалізації та використання у навчанні математиці. 

Актуальність. Якісна освіта є необхідною умовою забезпечення сталого демократичного розвитку суспільства. Тому для реалізації Національної стратегії одним із завдань є оновлення форм і методів навчально-виховного процесу на засадах особистісної орієнтації, компетентнісного підходу [7].

Активізація пізнавальної діяльності учнів, залишається найважливішим питанням сучасної середньої освіти. Навчальна діяльності учнів, з кожним днем стає все складнішою, що обумовлено великою кількістю ігрового і розважального контенту як в мережі Інтернет, так і на інших гаджетах: мобільних телефонах, планшетах, ноутбуках та нетбуках.

Національна стратегія розвитку освіти України на період до 2021 року спрямовує діяльність педагогічних працівників та науковців на пошук альтернативних моделей організації навчання та формування безпечного освітнього середовища.

У Державній цільовій соціальній програмі підвищення якості шкільної  природничо-математичної освіти на період до 2015 року зазначено про необхідність  удосконалення навчальної діяльності, створення інформаційно-методичних   комплексів з природничо-математичних предметів (електронні посібники, віртуальні лабораторії, електронні бази даних, освітні портали тощо), а також забезпечення умов їх використання у школі. Проте розвиток інноваційних технологій, особливо хмаро орієнтованих, дозволяє вносити свої корективи у список інформаційно–методичних комплексів, а саме використання соціальної платформи TouchDevelop у навчальних цілях.

Актуальність питання впровадження новітніх інформаційних технологій в навчально-виховний процес не залишає сумнівів.

У психолого-педагогічній та науково-методичній літературі проблема якості підготовки учнів взагалі, і математичної зокрема та пов'язані з нею питання перевірки і оцінки знань, умінь і навичок учнів завжди перебувала в центрі уваги дослідників.

Аналіз останніх досліджень. Значна кількість науково-методичних праць присвячена дослідженню проблем, пов’язаних з використанням інформаційно–комунікаційних технологій у викладанні математики і розглянуто у роботах А.П. Єршова, М.І. Жалдака, В.І. Клочка , С.Г. Литвинової, В.М. Монахова, С.А. Ракова, Ю.С. Рамського; дидактичні аспекти застосування новітніх ІКТ у навчальному процесі відображено у працях М.І. Жалдака, Ю.І. Машбіця, Н.В. Морзе, А.С. Ракова, О.В. Співаковського, Ю.В. Триуса та ін.; активізація навчально-пізнавальної діяльності учнів у процесі навчання розкрито у працях Я.І. Грудьонова, М.Я. Ігнатенко, В.І. Лозової, З.І. Слєпкань, О.І. Скафи, Т.І. Шамової, Г.І. Щукіної, Л.М. Фрідман та ін.; методиці навчання предмету математики присвячені праці М.І. Бурди, О.С. Дубінчук, М.І. Жалдака, А.М. Колмогорова, З.І. Слєпкань, Т.М. Хмари, В.О. Швеця, М.І. Шкіля, та ін.; теоретико–методичні засади використання мережних технологій у навчанні розглянуто А.А. Андрєєвим, В.Є. Биковим, М.І. Жалдаком, Н.В. Морзе, Є.С. Полат,  Ю.С. Рамським, О.В. Співаковським та ін.

Однак актуальним залишається створення інноваційних, доступних, відкритих дидактичних навчальних середовищ для активізації пізнавальної діяльності школярів, розвитку логічного мислення, підвищення якості математичної освіти у загальноосвітніх навчальних закладах.

Мета даної статті проаналізувати напрямки використання інформаційно–комунікаційних технологій для вивчення математики, визначити умови для активізації пізнавальної діяльності учнів, розкрити роль логічного мислення у розвитку особистості учня, розкрити основні ідеї використання електронного навчального ресурсу Mind Stick, описати можливості ресурсу під час проведення уроків математики, встановити форми реалізації та використання ресурсу у навчанні математиці. 

Виклад основного матеріалу. Отримання якісної шкільної природничо-математичної освіти є однією з найважливіших гарантій реалізації громадянами їх інтелектуального потенціалу, вирішальним фактором утвердження соціальної справедливості та політичної стабільності. Важливу роль у цьому відіграє формування відповідного новітнього навчального середовища у загальноосвітньому навчальному закладі.

Сучасні діти за своєю природою аудіовізуали, тому вони запам’ятовують те, що чують  на 15 %, бачать – на 25% , а при поєднанні цих процесів рівень запам’ятовування зростає до 65%.

Урок у мережі Інтернет – це потужний стимул у навчанні. Засобами таких уроків активізуються основні психічні процеси учнів: сприйняття, увага, мислення, запам’ятовування, швидке збудження пізнавального інтересу [1; 2].

Вкрай невигідно як учню, так вчителю і державі вчити більше 11-ти років «не тому, чому треба». Це обумовлює високу значимість адекватної оцінки якості освіти, з одного боку, і доцільність більш ранньої спеціалізації, з іншого.

Сучасна освіта передбачає створення таких умов, з використанням комп’ютерних технологій, що навчальний матеріал стає предметом активної практичної та розумової діяльності кожного учня. У такий спосіб не тільки забезпечується глибоке розуміння, збільшуються можливості пам’яті, підвищується комп’ютерна грамотність, обумовлюється успішний перехід до вищого ступеня пізнання та відповідного йому критичного та творчого рівня мислення.

Шкільна природничо-математична освіта є одним із основних факторів розвитку особистості, що потребує оновлення її змісту з урахуванням суспільних запитів, потреб інноваційного розвитку науки та виробництва, запровадження сучасних методів навчання, поліпшення якості підготовки та видання навчально-методичної літератури, удосконалення механізмів оцінювання результатів навчальної діяльності [4]. Тому, потягом останніх років педагоги приділяють особливу увагу розвитку логіки, пам’яті учнів і розпочинають вони цей процес з початкової школи.

Логічні вправи суттєво допомагають вчителеві розвинути в учнів усі мисленнєві операції, пошуково-перетворювальний стиль мислення, виховати мотивацію досягнення успіху, необхідну кожному як у навчанні, так і в житті. Діти, які вивчають логіку, відрізняються від своїх однолітків глибшим розумовим розвитком, культурою мовлення – висловлюють думку мовними засобами чітко, точно, послідовно і переконливо, у них сформовані такі якості мислення, як самостійність, глибина думки, критичність, гнучкість, допитливість [9; с. 28].

Навчання математики сприяє формуванню культури мислення учнів середньої школи, а саме:

–        дослідницькому інтересу, прагненню до пошуку;

–        критичності, гнучкості, самостійності;

–        аналітичності розуму;

–        плануванню дій на декілька кроків вперед;

–        розмірковуванню, знаходженню конструктивних рішень.

Упровадження  інноваційних  методів  навчання  математики дозволяє вирішити проблему мотивації учнів, створити позитивний настрій, навчити їх не лише запам'ятовувати і відтворювати знання, а вміти застосовувати їх на практиці «від математичної логіки — до логіки власного життя». Тому, роль математичної логіки у розвитку особистості учня займає одне з центральних місць.

У державному стандарті освіти США вивчення математичної логіки передбачається з наймолодшого шкільного віку. Наприклад, вже з 1 класу впроваджується вивчення різних засобів подання даних, таких як таблиця, кругова та стовпчикова діаграма, графіки, графи, а з 4 класу подаються перші приклади математичного моделювання, в 7 та 8 класах — основи формальної логіки [6].

Перші головоломки з паличками зустрічалися ще в Стародавньому Китаї близько чотирьох тисяч років тому. Тоді вже існували геометричні вправи з фігурами, складеними з бамбукових паличок однакового розміру. Проте до наших днів дійшли лише деякі з древніх завдань.

Деяка популярність повернулася до завдань із сірниками в кінці XIX століття - це було популярною розвагою. Тоді вийшла книга шведського педагога Софуса Тромгольта «Ігри з сірниками. Завдання та розваги», яка була незабаром перекладена російською мовою і видана в 1907 році одеським видавництвом «Mathesis». Ця книга практично повністю охоплювала всі види завдань, ігор, фокусів і розваг з сірниками. Однак більша частина умов завдань була сформульована некоректно, було багато небезпечних завдань з підпалом сірників, а також банальних арифметичних завдань на обчислення.

У 1908 році була видана книга Є.І. Ігнатьєва «У царстві кмітливості» та в 1916 році Я.І. Перельмана «Веселі завдання. 101 головоломка для юних математиків», а в 1926 і 1939 роках вийшли дві невеликі брошури Я.І. Перельмана, де містилося кілька завдань із сірниками, пов'язаних з геометричними фігурами, нарешті в 1950 році Б.А. Кордемський підготував і видав книгу «Математична кмітливість», в якій були зібрані відомі на той час завданнями з сірники.

Розвиток логічного мислення стає необхідною компонентою активізації пізнавальної діяльності учнів і, саме тому, на уроки математики необхідно включати завдання на розвиток критичного мислення; різні спеціальні завдання: логічні задачі, комбіновані завдання на тренування уваги, асоціативності і логічного мислення; задачі з інформаційним, економічним та природничим змістом, задачі-жарти, задачі-вірші, ребуси, головоломки, геометричні задачі, які дають змогу зацікавити дітей, сприяють розвитку дитини, розвиває пам’ять, увагу, уяву, логічне мислення, формують культуру мисленнєвої діяльності дитини.

Сьогодні завдання з сірниками включено до усіх підручників з математики від першого до дев’ятого класу. Враховуючи стан розвитку інформаційно–комунікаційних технологій, зокрема, появу хмарних обчислень, наявність планшетів і смартфонів у учнів, «сірники» набули нового життя, форми та змісту.

Як зазначає Степаненко І. [10], для розвитку мислення учнів доцільно використовувати комп’ютер, але в залежності від віку і рівня розумового розвитку учнів. Систематичне і цілеспрямоване використання новітніх інформаційних технологій у процесі навчання математики створює необхідні умови для інтенсифікації пізнавальної діяльності та гуманізації навчального процесу, інтеграції навчальних предметів, диференціації навчання, сприяє наданню навчальній діяльності дослідницького характеру, розкриттю та підвищенню рівня математичної та інформаційної культури учнів.

Найкраще познайомитися з математичною логікою можна у хмарному середовищі TouchDevelop (www.touchdevelop.com), за допомогою електронного навчального ресурсу (гри) Mind Stick (https://mindsticks.com/game) розробленого, як комплексне рішення, що дозволяє вчителю створити інноваційне навчальне середовище для учнів від 6 до 13 років. Електронний освітній ресурс, на думку авторів, сприятиме розвиткові логіки, пам’яті, уваги, уяви та реакції учнів.

Розглянемо основні режимі віртуального електронного навчального ресурсу «Mind Stick».

Увага. Спроектовано у вигляді різновікових завдань, які розвивають увагу учнів. У процесі розробки даного рівня, було враховано, що увага – це особлива форма психічної діяльності, яка виявляється у спрямованості і зосередженості на дійсності та об’єктах. Недостатній розвиток уваги виявляється в розосередженості та відволіканні, нездатності без зовнішніх спонукань підтримувати свою увагу.

Під час проведення уроку з використанням електронного навчального ресурсу Mind Stick вчителю треба врахувати такі особливості уваги учнів, як концентрація, стійкість, переключення, обсяг.

Концентрація уваги – виявляється у мірі інтенсивності зосередженості на предметі діяльності.

Стійкість уваги – характеризується тривалістю зосередження на об`єкті.

Переключення уваги – навмисне перенесення уваги з одного предмета на інший, якщо цього вимагає діяльність.

Обсяг уваги – це така кількість об’єктів, які можуть бути охоплені увагою і сприйняті в найкоротший час. Існує певна закономірність, згідно з якою людина може тримати в полі своєї уваги 5 – 9 об’єктів.

Тому, для розвитку уваги учнів, доцільно включати такі завдання перед вивченням складних тем з математики.

Приклад завдання для учнів: підрахуйте кількість квадратів .

Уява. Інноваційний режим, який спонукає учнів розвивати уяву і включає завдання на відтворення фігури, яку задумав автор відповідно до певного рівня складності. Створено за принципом «конструктор».

Якщо враховувати, що уява — це психічний процес, який полягає у створенні нових образів шляхом обробки матеріалу сприймань і уявлень, одержаних у попередньому досвіді, то інтерактивний конструктор створює умови для розвитку таких можливостей. Учні початкових класів дуже полюбляють конструювати, наприклад, конструктор Lego. Електронний навчальний ресурс Mind Stick дає можливість включити математичне конструювання та моделювання до уроків математики.

Приклад завдання для учнів: складіть з наявних паличок вантажний автомобіль.

Логіка. Розроблений для розвитку логічного мислення учнів і включає завдання математичного характеру та звичайні завдання для відтворення заданої фігури.

Даний режим є важливим компонентом у розвитку особистості учня, він сприяє розвитку логічного мислення школяра. Логічне мислення — здатність учня мислити точно й послідовно, не допускаючи протиріч в своїх міркуваннях. Ці якості мислення мають велике значення в будь-якій сфері практичної та наукової діяльності, особливо, під час вивчення математики.

Приклади завдання для учнів: перемістіть одну паличку, щоб отримати правильну рівність  або перемістіть одну паличку, щоб отримати чотири квадрати.

Пам’ять. Створений для розвитку пам’яті учнів і включає 4 рівня завдань: форми (користувачу потрібно запам’ятати, а потім відтворити фігуру), кольори (запам’ятовувати потрібно не тільки форму фігури, а ще і кольори, в грі доступно всього 8 кольорів), числа та спеціальний режим схожий – не схожий (запам’ятати фігуру, а потім відповісти схожа вона на ту, яка зараз на екрані чи ні).

Зауважимо, що у молодшому шкільному віці значно підвищується здатність заучувати й відтворювати. Зростає продуктивність запам'ятовування навчального матеріалу. Як зазначають М.Н. Шардаков, Е.А. Фарапанова, порівняно з першокласниками в учнів другого класу запам'ятовування конкретного матеріалу збільшується на 28%, абстрактного — на 68%, емоційного — на 35%. Тому, розвиток пам’яті є одним з важливих компонетів електронного навчального ресурсу Mind Stick.

Приклади завдання для учнів: запам’ятайте послідовність та відтворіть колір кожної палички або запам’ятайте та відтворіть зображену фігуру,  чи запам’ятайте послідовність та відтворіть символи (цифри) на паличках.

Реакція. Спроектовано за принципом «гра на швидкість», що так подобається учням усіх вікових категорій 

Висновки. Отже, розглянемо причини, навіщо в школі впроваджувати ігрові електронні навчальні ресурси:

По–перше, такі інноваційні умови навчання підвищують активність і інтерес учнів до предмету математика.

По–друге, таке навчання в ігровій формі виконує свою педагогічну і навчальну функції, розвиває пам’ять, увагу, уяву, реакцію та логіку у школярів.

По–третє, підвищується ІКТ–компетентності як у учнів, так і у вчителів.

По–четверте, сучасні діти мають різні гаджети (ноутбуки, нетбуки, планшети, мобільні телефони) які можна залучити саме для навчання.

І головне, електронний навчальний ресурс Mind Stick, працює з будь–якими операційними системами, що робить його універсальним. Тому, розробка відповідних навчальних ЕОР, як нової парадигми у розвитку логічного мислення та пам’яті учнів середньої школи, дасть змогу педагогам створити інноваційне навчальне середовище, яке сприятиме підвищенню якості математичної освіти.

Список використаної літератури

1.      Биков В.Ю. Моделі організаційних систем відкритої освіти. Монографія  / Биков В. Ю. – К.: Атіка. 2009. – 18с.

2.      Быховский Я.С., Патаракин Е.Д., Себрант А.Ю., Ястребцева Е.Н.. Сетевая культура. – М.: Неккомерческое партнерство «Современные технологи в образовании и культуре», 2007. – 112 с.

3.      Ігнатенко М.Я. Активізація навчально-пізнавальної діяльності учнів старших класів при вивченні математики. – К.: “Тираж”, 1997. – 300с.

4.      Лозова В.І.  Цілісний підхід до формування пізнавальної активності школярів / Хар. держ.пед.ун-т ім. Г.С. Сковороди. – 2-е вид., доп. – Харків: «ОВС», 2000. – 175 с.

5.      Литвинова С. Хмарні технології. Соціальне середовище програмування ТouchDevelop / С.Литвинова, О.Тебенко // Комп’ютер у школі та сім’ї. - 2013.  - № 5 (109) – C. 26-31

6.      Сергеєва Л.Н. Від математичної логіки — до логіки власного життя [Електронний ресурс].  –  Режим  доступу :  http://novosvit.pp.ua/chomu-potribna-matematychna-lohika-u-shkoli/

7.      Шамова, Т. И. Активизация учения школьников. — М.: «Знание», 1979. — 96 с.

8.      Указ Президента України Про Національну стратегію розвитку освіти в Україні на період до 2021 року від 25.06.2013 року №344/2013 [Електронний ресурс].  –  Режим  доступу :  http://www.president.gov.ua/ru/documents/15828.html

9.      Мельник О. Інтелектуальна гра з логіки.,/ О.Мельник // Початкова школа, 2006. - №11 – с.27-31.

10.   Степаненко І. Особливості розвитку логічного мислення в процесі вивчення курсу математики початкової школи / І.Степаненко // http://conferences.neasmo.org.ua/node/772