Возможные усовершенствования современного программного обеспечения динамической геометрии
Аннотация
Современное образование начинает вытеснять традиционное (уроки от учителя к ученику) высокотехнологичным обучением с использованием различных образовательных инструментов и подбором материалов, которые являются эффективными, действенными и привлекательными pagebreak для учащихся. Программное обеспечение динамической геометрии (DGS) сегодня широко используется в преподавании и изучении математики. Такое образовательное программное обеспечение может развиваться несколькими способами, либо надстраивая новые функции, либо добавляя новые функции на поверхности, либо развивая механизм оценки в его ядре. Реализация DGS должна быть простой и модульной. Чтобы добиться развития ядра DGS мы разработали среду программирования для программного обеспечения динамической геометрии SLGeometry с обобщенным функциональным языком и соответствующим механизмом оценки выражений. Механизм действует как фреймворк, в который встроена конкретная семантика в виде кода, аннотированного метаданными. Этот фреймворк преобразует обычный вычислитель дерева выражений в объектно-ориентированный. В то время как другие DG основаны на чисто функциональных оценщиках выражений, наше решение обладает преимуществами более общего, поддерживаемого, понятного, простого в реализации и обеспечивающего естественный способ задания свойств объекта в пользовательском интерфейсе, минимизируя типизацию и синтаксические ошибки. Модульный подход позволяет самостоятельно разрабатывать предметно-ориентированные компоненты, которые легко добавляются в механизм оценки в виде плагинов. Объектно-ориентированный характер фреймворка позволяет разрабатывать автономные единицы, такие как объекты и визуальные элементы, которые инкапсулируют предметную семантику и представляют ее пользователю в виде виртуальных заполнителей для реальных объектов и понятий. В этой статье мы представляем несколько возможных улучшений программного обеспечения динамической геометрии, в первую очередь на платформе, которую мы внедрили. Кроме того, мы обсуждаем преимущества этих функций и их влияние на пользователей/студентов. Подход тестируется на SLGeometry - нашей платформе DGS, разработанной в C# на платформе .NET Framework.
Литература
GeoGebra. [Online], Available: https://www.geogebra.org/
Cabri. [Online], Available: http://cabri.com/en/
The Interactive Geometry Software Cinderella. [Online], Available: https://cinderella.de/tikiindex.php
The Geometer's Sketchpad. [Online], Available: http://www.keycurriculum.com/sketchpad.1.html
Wolfram Mathematica [Online], Available: https://www.wolfram.com/mathematica/
D. Radakovi´c and D. Herceg, “Towards a Completely Extensible Dynamic Geometry Software with Metadata, Computer Languages,” Systems & Structures, vol. 52, pp. 1-–20, 2018; doi: 10.1016/j.cl.2017.11.001
D. Herceg and D. Radakovi´c, “The Extensibility of an Interpreted Language Using Plugin Libraries,” In AIP Proc. Numerical Analysis and Applied Mathematics ICNAAM 2011, vol. 1389, pp. 837-–840, 2011; doi: 10.1063/1.3636863
D. Herceg and D. Radakovi´c, “A Platform for Development of Mathematical games on Silverlight,” Acta Didactica Na pocensia, vol. 6, no. 1, pp. 77—90, 2013. [Online], Available: https://1les.eric.ed.gov/ fulltext/EJ1053670.pdf
D. Herceg, V. Herceg-Mandi´c, and D. Radakovi´c, “The Teaching of Geography Using Dynamic Geometry Software,” In Local Proceedings of the Fifth Balkan Conference in Informatics, BCI 2012, Novi Sad, pp. 11-–15, 2012.
M. Niss, EMS Newsletter December 2012, pp. 49-–52, 2012. [Online], Available: http://www.euro-math-soc.eu/ems_education/Solid_Findings_Modelling.pdf
M. M. UnderkoXer, PhD thesis, Digital Repository @ Iowa State University, 1969; doi: 10.31274/rtd-180813-1201
W. Blum and M. Niss, Educ. Stud. Math., Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 22, pp. 37–68, 1991.
W. Blum and R. Borromeo-Ferri, “Mathematical Modelling: Can It Be Taught And Learnt?” J. Math. Model. Appl., vol. 1, no. 1, pp. 45–58, 2009.
H. Kaufmann and D. Schmalstieg, ACM SIGGRAPH 2002 Conference Abstracts and Applications, San Antonio, Texas: ACM, pp. 37–41, 2002; doi: 10.1145/1242073.1242086
P. Drijvers, L. Ball, B. Barzel, M. K. Heid, Y. Cao, and M. Maschietto, Uses of Technology in Lower Secondary Mathematics Education, Springer International Publishing, 2016; doi: 10.1007/978-3-319-33666-4
H. Burkhardt, Towards Research-based Education, Shell Centre for Mathematical Education Publications Ltd., pp. 1–25, 2018. [Online], Available: https://www.mathshell.com/papers/pdf/hb_2018_research_based_education.pdf
H. B. Gonzalez and J. J. Kuenzi, Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Education: A Primer, 2012. [Online], Available: https://fas.org/sgp/crs/misc/R42642.pdf
N. DeJarnette, "America’s children: providing early exposure to stem (science, technology, engineering and math) Initiatives," Educ., vol. 133, no. 1, pp. 77–84, 2012.
Z. Lavicza, K. Fenyvesi, D. Lieban, H. Park, M. Hohenwarter, J. Mantecon, and T. Prodromou, “Mathematic Learning Through Arts, Technology and Robotics: Multi-and Transdiscpilinary Steam Approaches,”
th ICMI-East Asia Regional Conference on Mathematics Education, Taipei, Taiwan, 2018, pp. 110–122.
B. R. Mainali and M. B. Key, “Using dynamic geometry software GeoGebra in developing countries: A case study of impressions of mathematics teachers in Nepal,” Int. J. Math. Teaching Learn., pp. 1–16, 2012. [Online], Available: http://www.cimt.org.uk/journal/mainali.pdf
K. K. Bhagat and C. Chang, “Incorporating GeoGebra into Geometry Learning-A lesson from India,”Eurasia J. Math., Sci. Technol. Educ., vol. 11, no. 1, pp. 77–86, 2015; doi: 10.12973/eurasia.2015.1307a
M. Khalil, R. A. Farooq, E. Cakiroˇglu, U. Khalil, and D. M. Khan, “Mathematical Achievement in Analytic Geometry of Grade-12 Students through GeoGebra Activities,” J. Eurasia Math. Sci. Technol. Educ., vol. 14, no. 4, 1453–63, 2018; doi: 10.29333/ejmste/83681
O. B. Han, N. D. B. Abd Halim, R. S. B. Shariffuddin, and Z. B. Abdullah, “Computer Based Courseware in Learning Mathematics: Potentials and Constrains,” Procedia Soc. and Behav. Sci., vol. 103, pp. 238–244, 2013; doi: 10.1016/j.sbspro.2013.10.331
J. Jezdimirovi´c, "Computer Based Support for Mathematics Education in Serbia." Int. J. Tech. Inclusive Educ. (IJTIE), vol. 3, no. 1, pp. 277–285, 2014; doi: 10.20533/ijtie.2047.0533.2014.0036
E. Ljajko, V. Ibro, “The Development of Development of ideas in a GeoGebra — aided mathematics instruction,” Mevlana Int. J. Educ. (MIJE), vol. 3, no. 3, pp. 1–7, 2013; doi: 10.13054/mije.si.2013.01
Lj. Dikovi´c, “Applications GeoGebra into teaching some topics of mathematics at the college level,” Comp. Sci. Inf. Sys., vol. 6, no. 2, pp. 191–203, 2009; doi: 10.2298/csis0902191D
H. Burkhardt, “Curriculum Design and Systemic Change,” Math. curriculum sch. educ., pp. 13–34, 2013; doi: 10.1007/978-94-007-7560-2_2
J. Sarama and D. H. Clements, Studies in Mathematical Thinking and Learning Series, Taylor and Francis, 2009. [Online], Available: https://books.google.rs/books?id=Z5KOAgAAQBAJ
J. Sarama and D. H. Clements, "“Concrete” Computer Manipulatives in Mathematics Education," Child Development Perspectives vol. 3, no. 3, pp. 145–150, 2012; doi: 10.1111/j.1750-8606.2009.00095.x
A. H. Schoenfeld, “What Makes for Powerful Classrooms, and How Can We Support Teachers in Creating Them? A Story of Research and Practice, Productively Intertwined,” Educ. Researcher, vol. 43, no. 8, pp. 404–412, 2014; doi: 10.3102/0013189X14554450
R. M. Zbiek and A. Conner, “Beyond Motivation: Exploring Mathematical Modeling as A Context for Deepening Students’ Understandings of Curricular Mathematics,” Educ. Stud. Math., vol. 63, no. 1, pp. 89–112, 2006; doi: 10.1007/s10649-005-9002-4
M. Akt¨umen, T. Horzum, and T. Ceylan, "Modeling and Visualization Process of the Curve of Pen Point by GeoGebra," European Journal of Contemporary Educatio, vol. 4, no. 2, pp. 88–99, 2013; doi: 10.13187/ejced.2013.4.88
C. Laborde and B. Capponi, “Cabri-g´eom`etre constituant d’un milieu pour l’apprentissage de la notion de Figure g´eom´etrique. Recherches en Didactique des Math´ematiques,” Recherches en didactique des mathematiques, vol. 14, no. 1.2, pp. 165–210, 1994.
N. Jackiw and W. Finzer, The Geometer’s Sketchpad: Programming by Geometry, A. Cypher et al, Eds., MIT Press, Cambridge, MA, 1993, pp. 293–308.
GeoGebra Materials. [Online], Available: https://www.geogebra.org/materials/
Arduino. [Online], Available: https://www.arduino.cc/
Материал публикуется под лицензией:
