Развитие методической системы обучения математике студентов нематематических специальностей

УДК 51

Т. П. Пушкарева

РАЗВИТИЕ МЕТОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ СТУДЕНТОВ НЕМАТЕМАТИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

Глубокое реформирование высшего образования, вызванное к жизни социально-экономическими и государственно-политическими преобразованиями, постоянный рост объема информации, увеличение количества изучаемых дисциплин при стабильных сроках обучения в вузах, поставили перед системой профессиональной подготовки специалистов ряд серьезных проблем.

Ключевыми из них являются перевод подготовки студентов на качественно новый уровень, отвечающий современным требованиям, с учетом многоуровневой структуры высшего образования России, в строгом соответствии с нормативными актами; повышение фундаментальности образования, его гуманизация и гуманитаризация в сочетании с усилением практической направленности; интенсификация образовательного процесса за счет оптимального сочетания традиционных и нетрадиционных (инновационных) форм, методов и средств обучения, четкой постановки дидактических задач и их реализации в соответствии с целями и содержанием обучения; информатизация образования, основанная на творческом внедрении современных информационных технологий обучения.

Основная задача современного образования - это интеллектуальное и нравственное развитие человека на основе вовлечения его в разнообразную самостоятельную целесообразную деятельность в различных областях знания. В решении этой задачи немалую роль играет переход к личностно-ориентированной модели обучения, которая направлена на раскрытие индивидуальных способностей человека. Поэтому все большее значение в образовании приобретают нелинейные технологии, которые наилучшим образом воплощают следующие принципы личностно-ориентированного обучения:

- принцип определения обучаемого как активного субъекта познания;

- принцип социализации обучаемого;

- принцип ориентации на саморазвитие, самообучение, самообразование обучаемого;

- принцип учета индивидуальных психофизиологических особенностей обучаемого.

Бурное развитие информационных технологий и их внедрение в образовательную среду предоставляет широкий спектр средств для создания

ИЗ

нелинейных обучающих систем, что открывает новые перспективы как для дистанционного образования и самообразования, так и для традиционных форм обучения.

Следует отметить, что личносто-ориентированное обучение, нелинейные технологии в системе открытого образования, дистанционная форма обучения являются перспективными направлениями в образовании. На данный момент ощущается недостаток в качественных комплексных и законченных разработках в этой сфере.

Хотя отечественная практика дистанционного обучения, особенно с использованием компьютерных сетей, пока бедна, но уже сейчас можно сделать вывод, что дистанционный учебный курс нельзя получить, просто переведя в компьютерную форму учебные материалы традиционного очного обучения. Простой перенос основных форм и методов традиционного обучения в дистанционный вариант мало эффективен из-за их несоответствия новейшим телекоммуникационным средствам. Поэтому одной из важнейших задач сегодня является разработка специальных педагогических технологий дистанционного обучения математике студентов нематематических специальностей.

Реальный процесс математической подготовки в условиях дистанционного образования не обеспечивает в полной мере качественного достижения основных профессиональных образовательных целей и выполнения требований к педагогическим процессам фундаментальной подготовки специалистов, т. к. обнаруживается главное противоречие - между объективной потребностью в расширении возможностей получения дистанционной математической подготовки и ранее сложившимися формами обучения, ориентированными на одноуровневое однопрофильное образование.

В настоящее время в высших учебных заведениях, готовящих специалистов различных направлений и специальностей, дисциплина «математика» изучается по одинаковой программе на основе единого институтского цикла, общего для всех факультетов, независимо от будущей специальности студента. Однако именно от будущей специальности студента зависит содержание и объем курса математики, отбор математических понятий, общность и детализация изложения материала, подбор примеров, иллюстрирующих применение изучаемых математических понятий и методов к решению профильных задач.

Поэтому важное место при разработке методической системы обучения математике студентов нематематических специальностей, в частности, химиков занимает вопрос отбора содержания.

В соответствии с Законом Российской Федерации об образовании (ст. 7) в нашей стране вводятся образовательные стандарты. Под стандартом образования понимается система основных параметров, принимаемых в качестве государственной нормы образованности, отражающей общественный идеал

и учитывающий возможности реальной личности и системы образования по достижении этого идеала.

Стандарт образования является федеральным нормативным документом, в обязательном порядке определяющим:

— минимум содержания основных образовательных программ;

- максимальный объем учебной нагрузки обучающихся;

- требования к уровню подготовки выпускников школы.

Он призван обеспечить студентам равные возможности для получения образования, стимулировать достижение каждым из них более высокого результата и на этой основе индивидуализировать обучение. Но государственными органами власти нормируется лишь минимально необходимый уровень образованности. Определение содержания дисциплин сверх этой нормы находится в компетенции регионов и образовательных учреждений. И это дает возможность на основе стандарта образования составлять разнообразные учебные программы по конкретным дисциплинам, в частности, по математике.

Главным признаком меры отбора источников содержания и непосредственным инструментом определения конкретного наполнения содержания учебного материала выступают критерии. Общедидактическую систему критериев отбора содержания образования разрабатывали Ю. К. Бабанский, И. Я. Лернер [1; 2], М. Н. Скаткин [3]:

— Критерий целостного отражения в содержании школьного образования задач формирования творческого, самостоятельно мыслящего человека демократического сообщества, предусматривающий выделение типичных аспектных проблем тех областей знаний, которые изучаются в школе, и методов наук, важных с общеобразовательной точки зрения и доступных учащимся.

- Критерий соответствия сложности содержания образовательного материала реальным учебным возможностям учащихся.

— Критерий соответствия объема содержания имеющемуся времени на изучение данной дисциплины.

— Критерий соответствия содержания имеющейся учебно — методической и материальной базе образовательного учреждения.

- Критерий высокой научной и практической значимости содержания образовательного материала, включаемого в каждый отдельно взятый учебный предмет и систему учебных дисциплин. В учебные предметы следует включать важные в общеобразовательном отношении общенаучные знания о знаниях: что такое определение, научный факт, теория, концепция, процесс и др.

Однако, учитывая особенности преподавания математики студентам нематематических факультетов, хотелось бы добавить еще один - критерий профильной направленности математического содержания.

Поэтому становится очевидной необходимость в дифференцированном подходе к изучению математики студентами различных специальностей [4]. Более подробно следует изучать те разделы математики, на которых базируются профильные дисциплины. И, наоборот, направления математики, которые не используются при изучении специальных дисциплин, могут быть рассмотрены на общеобразовательном уровне в виде самостоятельной работы студентов. Такое изменение в структуре, содержании и организации преподавании математики позволит эффективно использовать постоянно сокращающееся, отведенное на изучение математики, количество часов и более полно учитывать интересы и способности студентов [5].

Анализ различных учебных программ и имеющихся учебников по математике выявил такие проблемы обучения данной дисциплине студентов химического факультета, как :

- недостаточность учебников по математике, соответствующих потребностям будущей профессиональной деятельности студентов;

- низкий уровень математической подготовки выпускников средней школы, выбравших химию будущей специальностью;

- сокращение количества часов, выделяемых на изучение дисциплины математика на нематематических факультетах;

- несогласованность и низкий уровень сотрудничества между кафедрами общепрофессиональных и специальных дисциплин.

Одной из наиболее существенных причин рассматриваемой ситуации, с нашей точки зрения, является нестрогое соблюдение дидактических принципов: при отборе и организации содержания дисциплины математика для студентов химического факультета педагогического вуза нарушаются, в той или иной степени, все дидактические принципы, а значит курс математики не может адекватно выполнять свои цели.

К решению проблемы разрыва между содержанием курса математики и потребностями учебного процесса при подготовке специалистов - учителей химии следует подходить системно, охватывая основные стороны решаемой проблемы и учитывая определенные ограничения, которые обусловлены конкретным типом учебного заведения. Так, целесообразно решать эту проблему одновременно с проблемой построения и организации всего учебного плана и, вообще, всей дидактической системы, включая все аспекты методики преподавания математики для данной специальности (цели, методы, организационные формы, средства обучения и диагностику обученности). Такая трудоемкая и ответственная работа, безусловно, должна быть осуществлена междисциплинарным и высоко квалифицированным коллективом.

Чтобы профессиональное образование стало междисциплинарным [6], необходимо, чтобы учебные планы перестали быть механической смесью предметов и объединились в одно целое с единой общей целью. При построении содержания учебного процесса необходимо

учитывать знания, ориентированные на практику, развивая у будущих учителей химии способность воплощать эти знания на деле. Кроме привития практических знаний и умений, необходимо создание благоприятных условий для формирования у студентов способностей коммуникации, творческого и критического анализа. Отсюда следует необходимость сильной базовой подготовки, понимая под этим присутствие значительного фундаментального компонента при подготовке специалистов.

Таким образом, важнейшей составляющей образовательной политики должна стать концепция фундаментальности, согласно которой приоритетом системы образования являются не прагматические, узкоспециализированные знания, а методологически важные, долгоживущие и инвариантные знания, способствующие целостному восприятию научной картины окружающего мира, интеллектуальному расцвету личности и ее адаптации в быстро изменяющихся социально-экономических и технологических условиях.

Проведенное исследование различных программ по математике в учебных заведениях различной профессиональной направленности, а также в Красноярском государственном педагогическом университете для разных факультетов показал отсутствие единого подхода к определению содержания курса, во-первых, и отсутствие различий в содержании дисциплины математика для студентов разных специальностей, во-вторых.

Таким образом, основная задача заключается в разработке метода отбора и построения математического содержания для студентов нематематических специальностей таким образом, чтобы в содержании данной дисциплины реализовались полностью как общие дидактические, так и частнометодические принципы.

Построение технологии отбора содержания дает ответ на вопрос, чему обучать студентов. Очевидно, что далее возникают вопросы, «как» давать материал и «сколько»?

Одним из важнейших требований к организации образовательного процесса по-прежнему остается принцип целостности. Причиной неудач многих попыток совершенствования образовательного процесса является локальный подход, когда за отдельными элементами, частями теряется целое. В содержательном отношении целостность педагогического процесса обеспечивается отражением в цели и содержании образования накопленного опыта знаний; знаний способов действия; умений и навыков: опыта творческой деятельности.

Реальным способом преодоления фрагментарности образования и обеспечения его условности может стать проективное образование [7], в котором его субъектом становится сам учащийся. Учащийся, студент в таком случае сам проектирует направление своей жизнедеятельности. Такое образование получило название проективное. Проективное образование предполагает

формирование образовательной среды в соответствии с запросами обучающегося, задачами, которые он ставит перед собой в соответствии с лучшими образовательными потребностями.

К основным принципам проективных образовательных систем относятся:

- Открытая архитектура

- Рекурсивное проектирование системы - предполагает проектирование новых и отдельных его компонент.

- Информационной открытости.

- Простота и прозрачность.

- Свободный, но ответственный доступ участия в разработке системы (персональная ответственность) - каждый может стать участником коллектива разработчиков.

Особенность проективного образования заключается в том, что его основной единицей становятся не учебные задачи, задания, а имеющие для студента личностный смысл проблемы, которые являются жизненно реальными и, поэтому, актуальными для учащихся.

Проективное образование выступает как форма непрерывного образования личности. Оно называется проективным не потому, что использует проект как метод обучения, а потому, что само является средством создания и реализации какого-либо проекта, имеющего жизненный, а не просто учебный смысл для обучающегося.

Первое, что отличает проективное образование от традиционного — потеря преподавателем ведущей роли: учащийся становится подлинным субъектом процесса образования, он сам отбирает нужную ему информацию, сам определяет ее необходимость, исходя из замысла проекта. Преподаватель может лишь помочь ему в этом.

Второе: в проективном образовании нарушается главное условие традиционно понимаемого образования - наличие “готовых” знаний, подлежащих усвоению. В проективном образовании знания могут носить случайный, несистематизированный характер, могут быть неистинными и противоречивыми. Их систематизация, приведение в порядок, установление истинности и непротиворечивости - дело и забота самого учащегося. Он не усваивает готовые представления и понятия, но сам из множества впечатлений, знаний и понятий строит свой проект, свое представление о мире. Следовательно, основным элементом учебного процесса становится не знание, а информация.

Третью особенность проективного образования можно определить как возможность развития способности учащегося создавать и извлекать знания из получаемой информации, т. е. использовать не только завершенные знания, но и полуфабрикат, каким зачастую является информация.

В связи с этим важно подчеркнуть значение проективного образования для преодоления мирового кризиса образования. Трудности, переживаемые не только российским образованием, в значительной степени объясняются тем, что традиционные формы обучения теряют свою эффективность; преподаватель, а с ним и готовые знания, носителем которых он является, теряют былой авторитет, основанный на представлении о вековой мудрости, которую они выражают. Учащийся все чаще относится к передаваемым знаниям как к информации, сомневаясь в их достоверности и необходимости. Вот почему проективное образование, способствующее превращению не только знаний в информацию, но и обратному превращению информации в знания, может стать условием развития культуры информационного общества.

Проектирование — эго самостоятельная работа студентов, основной целью которой является развитие и закрепление теоретических знаний и расчетнографических навыков при решении практических проблем с использованием последних достижений науки и техники, в том числе и новых информационных технологий.

Для получения нужного эффекта от применения проективной технологии в учебном процессе необходимо правильно организовать самостоятельную работу студентов (СРС).

Проведенный анализ профессиональных программ, квалификационных характеристик и требований к современному специалисту показал, что на организацию СРС существенно влияют два фактора:

1. Инициативная позиция преподавателя. Она включает в себя высокий уровень педагогического мышления и его критичность; способность и стремление к проблемному обучению и умению вести диалог со студентом; стремление к обоснованию своих взглядов; способность к доброжелательной оценке знаний учащихся и к самооценке своей преподавательской деятельности.

Основной задачей преподавателя является, прежде всего, создание дидактических и психологических условий для возникновения и развития у студентов самой потребности в самообразовании, стремления к активности и самостоятельности в этом процессе.

Он создает обучающую среду, определяет структуру и логику интеллектуальных .

отношений и общения, предлагает гибкие и вариантные программы при единой линии научного познания, практические задания на сравнение и рефлексию, опытно-экспериментальную работу, решение задач нового класса, сопоставление разных точек зрения на одно и то же явление и т. д.

2. Эффект от СРС можно получить только тогда, когда она организуется и реализуется в учебно-воспитательном процессе в качестве целостной системы, пронизывающей все этапы обучения студентов в вузе.

Как известно, СРС в зависимости от места и времени ее проведения, характера руководства ею со стороны преподавателя и способа контроля за ее результатами делится на следующие виды [8]:

- внеаудиторная СРС (изучение теоретического материала, не рассматриваемого на лекциях, но обязательного для изучения; выполнение домашних заданий учебного и творческого характера);

- СРС во время основных аудиторных занятий

- Очевидно, что границы между видами СРС достаточно размыты, а сами виды работ пересекаются, поэтому наибольший эффект даст не оптимизация отдельных видов работ, а комплексное решение вопроса, т. е. создание модели системы организации СРС.

Первой задачей при организации (СРС) является обеспечение мотивации изучения математики, в том числе и самостоятельного изучения. С нашей точки зрения, наилучшим решением этой проблемы является использование технологии контекстного обучения предметного направления. Интеграция математики с химией позволяет ликвидировать формализм в обучении, оторванность материала математики от практики, будущей профессии. Из-за оторванности математики от других дисциплин теряется познавательный интерес к этому предмету, снижается уровень усвоения материала, так как математика для многих является самым нелюбимым предметом, ассоциируется с постоянной зубрежкой материала, смысл которого очень смутно осознается студентами. На этом этапе преподаватель стремится создать условия для индивидуально-творческой деятельности с учетом сформированных интересов. При этом он проводит индивидуально-дифференцированную работу со студентами с учетом их опыта отношений, способов мышления, ценностных ориентаций.

Второй вопрос - организация внеаудиторной СРС для изучения теоретического материала, не рассматриваемого на лекциях.

Предлагается решить этот вопрос через использование проектно-исследовательской деятельности, в основе которой лежит развитие познавательных навыков учащихся, умений самостоятельно конструировать свои знания, ориентироваться в информационном пространстве, развитие творческого мышления, умение увидеть, сформулировать и решить проблему. Проектно-исследовательская деятельность осуществляется по определенной схеме, начиная с выбора темы проекта и заканчивая представлением результатов исследования в виде докладов, презентаций, web-сайтов и т. п. во время лекции. Темы проектов студенты выбирают из предложенного списка в зависимости от их заинтересованности в какой-то области знаний, связанной с будущей профессией. Все темы разбиты на три группы по уровню сложности. Каждый студент может выбрать тему проекта любой сложности. Перед выполнением задачи преподаватель проводит инструктаж

по выполнению задания, который включает цель задания, его содержание, сроки выполнения, ориентировочный объем работы, основные требования к результатам. Контекстная технология обеспечивает мотивацию изучения математики, А проектно-исследовательская деятельность повышает уровень заинтересованности и качество усвоения материала.

В качестве контроля знаний, приобретенных в процессе внеаудиторной СРС, выступает ответ на основополагающий вопрос, который формулируется совместно с преподавателем при постановке задачи и электронное тестирование. Основополагающим является вопрос, затрагивающий ключевые идеи изучаемой дисциплины, и на который нельзя ответить одним предложением. Чтобы достичь глубокого понимания сути темы, необходимо использовать неординарные и многослойные вопросы, отражающие богатство и сложность изучаемого предмета. Для оценки результатов работы используются созданные и представленные студентам на предварительном этапе критерии оценивания проектов.

Не менее важную роль играет организация СРС на практических занятиях. На данном этапе предлагается использовать работу в группах, а именно индивидуально-групповую работу. Практика показывает, что вместе учиться не только легче и интереснее, но и значительно эффективнее. Причем важно, что эта эффективность касается не только академических успехов студентов, их интеллектуального развития, но и нравственного. Главная идея обучения в сотрудничестве - учиться вместе, а не просто что-то выполнять вместе.

Студенты разбиваются на две-три группы по уровню знаний по результатам проведенного тестирования. Каждой группе предлагается список задач соответствующего уровня для решения, В связи с этим построена база проблемных задач профильного направления, решение которых требует знания определенных разделов математики. Одну часть семинара каждый решает задачи самостоятельно. Далее студенты объединяются в группы и обсуждают решения. Решивший задачу объясняет ее решение тем, кто не справился с этой задачей. За решение задачи студенту ставится один балл, за объяснение - 2. В конце изучения каждой темы баллы суммируются и происходят передвижки из одной группы в другую (либо в более сильную, либо — в слабую). Итоговая сумма баллов влияет на получения зачета по математике.

И завершающий этап организации СРС - осуществление контроля и самоконтроля. Самоконтроль поддерживает внимание и интерес, повышает активность памяти и мышления, позволяет студенту своевременно обнаружить и исправить допущенные ошибки. Для проведения самоконтроля студентам предлагаются компьютерные тесты, которые позволяют определить уровень своих знаний и при необходимости пройти их неоднократно для повышения уровня владения предметным материалом.

В заключение хотелось бы более подробно остановиться на предлагаемых в данной модели средствах, позволяющих организовать СРС более эффективно, а именно на компьютерных технологиях.

Организация самостоятельной деятельности обучаемых сегодня предполагает наличие гибкой системы, позволяющей приобретать знания там и тогда, где и когда это удобно обучаемому. В данной ситуации наиболее оптимальным способом такой организации СРС является активное использование информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). При этом все большее значение приобретают информационные ресурсы, предоставляемые пользователю в режиме удаленного доступа, главным образом, через Интернет. Развитие глобальных компьютерных сетей создало принципиально новые возможности работы с информацией. Компьютерные средства, телекоммуникации, сеть Интернет позволяют активизировать когнитивную деятельность учащихся, порождают дополнительную мотивацию учения, возможности индивидуализировать обучение.

Электронная форма представления образовательной информации является удобной альтернативой традиционным бумажным учебным материалам: учебникам, пособиям, журналам и т. д,

Для изучения нового и повторения пройденного материала студентам предлагается электронный учебник по математике, созданный специально для студентов факультета естествознания, и компьютерные тесты для самоконтроля.

Компьютерный учебник или электронный учебник представляет собой программное средство, позволяющее представить для изучения теоретический материал, организовать апробирование, тренаж и самостоятельную творческую работу, помогающее студентам и преподавателю оценить уровень знаний в определенной тематике, а также содержащее необходимую справочную информацию.

Главные преимущества электронной формы представления учебной информации для самостоятельной работы студентов - компактность, большие выразительные возможности в представлении учебного материала (видео, звук, динамические изображения - анимации, виртуальная реальность), интерактивность, низкая стоимость. Электронный учебник может интегрировать в себе возможности различных педагогических программных средств: обучающих программ, справочников, учебных баз данных, тренажеров, контролирующих программ.

Проведенные исследования существующих методик преподавания математики и присущих им противоречий показали необходимость создания методической системы открытого обучения математике студентов нематематических специальностей, в частности, отделения химии. Сравнительный анализ существующих подходов к отбору содержания дисциплины математика, а также методик обучения данной дисциплине позволил определить

МЕТОДИЧЕСКАЯ КОМПЕТЕНТНОСТЬ УЧИТЕЛЯ ИНФОРМАТИКИ...

критерий профильной направленности как основной при отборе содержания, а проективную технологию как наиболее перспективную.

Библиографический список

1. Лернер, И. Я. Содержание образования [Текст] / И. Я. Лернер // Педагогическая энциклопедия : В 2 т. - М.: - 1993-1999. - т. 2. - 349 с.

2. Скаткин, М. Н. Проблемы современной дидактики. Изд. 2-е, [Текст] / М. Н. Скаткин. —. М.: — 1984. - 96 с,

3. Зимняя, И. А. Ключевые компетентности - новая парадигма результата образования [Текст] / И. А. Зимняя // Высшее образование сегодня. ~ 2003. -№5.™С. 34-42.

4. Лебедева, И. А. Методика отбора содержания обучения будущих учителей информатики конструированию компиляторов [Текст] / И. А. Лебедева// дис.канд. пед. наук. - СПб, - 1996. - 119 с.

5. Волкова, О. Компетентностный подход при проектировании образовательных программ [Текст] / О. Волкова // Высшее образование в России. - 2005, -№ 4. - С. 32-37.

6. Бесценная В. В. К вопросу о критериях отбора содержания профильного обучения [Текст] / В. В, Бесценная // Инновации в образовании. - 2006. № 5, -С. 85-86.

7. Пак, Н. И.Нелинейные технологии обучения в условиях информатизации [Текст] / Н. И. Пак. — Красноярск: РИО КГПУ, - 2004, - 221 с.

8. Барышникова, 3. А. Организация самостоятельной познавательной деятельности студентов-заочников [Текст] / 3. А. Барышникова. - М.: - 2000. - 140 с.

УДК 378.14:681.142

В. В. Дымина

МЕТОДИЧЕСКАЯ КОМПЕТЕНТНОСТЬ УЧИТЕЛЯ ИНФОРМАТИКИ

Система образования, опираясь на компетентностный и личностно-ориентированный подходы, должна формировать личность, способную само-обучаться, саморазвиваться, творить, работать в коллективе, отвечать за свои действия, компетентного специалиста в своей области деятельности. Чтобы подготовить специалиста, который будет востребован в современном обществе, необходимо строить процесс обучения, учитывая функции будущей профессии, составляющие структуру его профессиональной деятельности.