Содержание к диссертации
Введение
Глава I Теоретические основы формирования математической культуры студентов в техническом вузе с использованием технологии модульного обучения 16
1.1 Понятие культуры как научная база формирования математической культуры инженера 16
1.2 Организационно-педагогические условия формирования математической культуры студентов высших технических учебных заведений 33
1.3 Разработка интегрированного курса "Элементы операционного исчисления" на основе технологии модульного обучения 67
Выводы по первой главе 87
Глава II Опытно-экспериментальная работа по формированию математической культуры студентов технических вузов на основе технологии модульного обучения 90
2.1 Цель, задачи и этапы проведения опытно-экспериментальной работы 90
2.2 Реализация организационно-педагогических условий формирования математической культуры студентов технических вузов 107
2.3 Анализ и оценка результатов опытно-экспериментальной работы 118
Выводы по второй главе 130
Заключение 132
Библиография 136
Приложения
- Понятие культуры как научная база формирования математической культуры инженера
- Организационно-педагогические условия формирования математической культуры студентов высших технических учебных заведений
- Цель, задачи и этапы проведения опытно-экспериментальной работы
Введение к работе
Переходный характер развития современного общества предъявляет высокие требования к высшему техническому образованию. Сегодня нужны специалисты-профессионалы, инженеры с нестандартным видением и оригинальным подходом к современным процессам, обладающие гибким,
Ц творческим, научным мышлением, способные чутко реагировать на изменения
в развитии общества, научно-технического прогресса в процессе непрерывного образования, одним словом, обладающие высокой профессиональной культурой.
Профессиональная культура - это степень овладения личностью
определенным видом профессиональной деятельности, а также мера и способ
реализации сущностных сил личности в процессе этой деятельности и ее
, результатах (О.В. Артебякина, О.А. Демина, Ю.Д. Мишин, В.Н. Худяков и др.).
Она характеризует степень развития способностей, потребностей во всех формах профессиональной деятельности. Профессиональная культура инженера - это качественная характеристика его развития и подготовки как профессионала, система профессионально-целесообразного отношения к работе, обеспечивающая эффективное выполнение им функциональных обязанностей, степень совершенства личностных качеств, овладения профессиональными знаниями, навыками, умениями.
'& Математическую культуру инженера (МКИ) мы рассматриваем как
составную часть его профессиональной культуры. В свете гуманизации и гуманитаризации высшего образования математическая культура должна строиться по тем же принципам, что и мир личности. Более того, она должна стать частью этого мира. Поэтому в качестве основополагающего принципа математического образования инженера на первый план выдвигается принцип приоритета развивающей функции в обучении высшей математике. Иными словами, обучение математике должно быть ориентировано не столько на
получение конкретных математических знаний и умений в узком смысле слова, сколько на образование с помощью математики (49). Однако, именно образовательный подход в обучении математике во втузах менее всего разработан в дидактике высшей школы.
Актуальность исследования вызвана реформированием вузовского педагогического процесса на основе взаимообогащающего взаимодействия рационально-когнитивной и культурообразующей тенденций новой образовательной парадигмы. В настоящее время проблема культуры становится первостепенной в решении многих задач, но, между тем, остается мало изученной, в то время как воспитание и образование являются существенной прогностической частью культуры. Сейчас, когда феномен культуры начинает пронизывать все моменты человеческого бытия, перед высшей технической школой стоит задача повышения интеллектуального уровня студентов, владеющих математической культурой.
Современный образованный человек приносит обществу пользу тогда, когда максимально полно применяет свои знания, умения и навыки в решении профессиональных задач. Это определяет цели обучения математике во втузе -формирование математической культуры, которая гарантирует инженеру социальную мобильность и обеспечивает профессиональную самореализацию человека и его профессиональный рост (Б.В. Гнеденко, А.Н. Колмогоров, Л.Д. Кудрявцев, А.Г. Постников, А. Реньи и др.).
Поскольку математика - это метод и язык познания окружающего мира, то одной из основных целей обучения математике студентов в технических вузах должно стать воспитание логического мышления и умения адекватно выражать свои мысли, т.е. формирование таких черт, как критичность, доказательность, фундаментальность, логическая строгость, абстрактность и ответственность, аргументированность, экономичность, алгоритмичность. Формирование этих черт должно осуществляться не только путем включения в изучаемый курс дополнительного учебного материала, но и за счет использования внутренних резервов, путем научно-обоснованной переработки программного материала.
Для этого учебный материал, кроме образовательного потенциала, должен обладать и такими качествами, которые способствовали бы максимальному умственному развитию студентов и показывали бы практическую полезность и значимость материала. Целенаправленный подход к совершенствованию процесса обучения, когда в единстве рассматриваются принципы, формы и методы обучения, особенности учебно-познавательной деятельности студентов и осознанно выбирается наилучший вариант построения учебного процесса, ведет к оптимизации образовательного процесса (10,11).
Вопросы, связанные с оптимизацией процесса обучения, рассмотрены в работах СИ. Архангельского, Ю.К. Бабанского, М.М. Поташника, В.А. Черкасова и др. Проблемы оптимального сочетания форм, методов и средств как условия эффективного обучения и воспитания представлены в исследованиях А.А. Вербицкого, Т.Т. Загородной, В.А. Синицкой и др.
Большое влияние на совершенствовании традиционной системы обучения оказала созданная в трудах отечественных психологов и педагогов теория деятельности (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин и др.) и основанный на ней деятельностный подход к обучению (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, Л.С. Выготский, М.Н. Скаткин, Н.Ф. Талызина, Л.М. Фридман, Д.Б. Эльконин, И.С. Якиманская и др.).
В настоящее время необходимо раскрыть роль и место межпредметных связей в подготовке конкурентно способного специалиста и, в частности, в формировании его математической культуры. В решении этой проблемы особая роль отводиться педагогическим коллективам высших технических учебных заведений, в том числе в организации педагогического мониторинга, воспитания чувства ответственности самих студентов за культуру своей профессиональной подготовки.
Исходя из того, что в мышлении знания кодируются в виде понятий, суждений и умозаключений, а в языке выражаются с помощью слов, словосочетаний и предложений, возникает необходимость уделить внимание двум важнейшим составляющим общей культуры, в том числе и
. математической культуры: математическому мышлению и математическому
языку. Язык математических символов, алгебраических формул, графиков и т.д., и система научных терминов вместе с элементами естественного языка составляют математический язык. Постепенно удаляясь от естественного языка, математический язык стремиться в сторону формализации. Так как каждому уровню математического развития студентов соответствует свой математический язык, то следует соблюдать определенную меру, постепенность в использовании элементов формального языка. Овладение математическим языком всегда связано с сознательным усвоением математических понятий, умением оперировать ими. Отдельные вопросы исследуемой проблемы в отношении учащихся общеобразовательной школы рассматривались В.А. Крутецким, Н.А. Менчинской, Н.Ф. Талызиной и др.
Формирование личности будущего инженера-профессионала требует совершенствования понятийной культуры языка как развития одной из сторон
^ его общей культуры. Этот процесс связан с осмыслением математической
терминологии, что позволяет выделить основные понятия, определить их повторяемость и показать их взаимосвязь и взаимопереходы; осуществить внутри- и межпредметные связи. Эта проблема еще не достаточно решена, на наш взгляд, в техническом вузе.
Знание математических терминов и символов, тесная взаимосвязь работы над формами с работой над единицами языка, реализуя математическое
^ мышление и математический язык в единстве, способствует развитию
общеязыковой культуры студентов, обеспечивает сознательность и прочность усваиваемых знаний. Совершенствование математического языка и речи является необходимым, но недостаточным требованием для развития математического мышления, а, следовательно, и формирования математической культуры студентов. Следует рассмотреть педагогическую технологию формирования и развития математической культуры у студентов
,ф технических вузов. Разработке понятия о сущности, целях и задачах
математического образования в высшей школе посвящены работы СИ.
Архангельского, Б.В. Гнеденко, А.Н. Колмогорова, А.И. Маркушевича, А.Я. Хинчина и др.
Научная организация труда и учебно-воспитательный процесс как главные условия усвоения студентами глубоких и прочных знаний рассматриваются в работах В.Ф. Ефимова, А.И. Маркушевича, В.В. Мултановского и др.
Проблемы совершенствования содержания и методов обучения в
. вузовском аспекте рассматриваются в работах СИ. Архангельского, В.А.
Сластенина, А.В. Усовой, В.А. Черкасова, Н.М. Яковлевой и других исследователей.
Вопросам организации самостоятельной работы студентов посвящены работы А.И. Мелюкова, П.И. Пидкасистого, А.В. Усовой и др.
Между тем в теории и практике вузовского обучения нельзя считать
решенным вопрос формирования математической культуры студентов
технических вузов. Очень мало работ посвящено этой проблеме. О.В.
* Артебякина в своей диссертационной работе исследовала процесс
формирования математической культуры студентов педагогических вузов, В.Н. Худяков посвятил свою работу математической культуре учащихся начального профессионального образования, Дж. Икрамов изучал проблему развития математической культуры школьников.
Данной проблеме долгое время не уделялось должного внимания. Сегодня,
в связи с развитием наукоемких производственных технологий и
., потребностями экономики, с формированием рынка труда возникла
необходимость в квалифицированных инженерах с высокой профессиональной математической культурой. Вместе с тем, проблема совершенствования математической культуры будущего инженера актуальна в настоящее время не столько в связи с потребностями нашей экономики, сколько в связи с задачей развития творческой личности, способной на дальнейшее самообразование.
Л.Д. Кудрявцев, посвятивший многие годы преподаванию математики
Ц студентам инженерных специальностей, в работе "Мысли о современной
математике и ее изучении" говорит о том, что целью при обучении математики
является приобретение учащимися определенного круга знаний, умения использовать изученные математические методы, развитие математической интуиции, воспитание математической культуры. "В результате приобретенных в процессе обучения математических знаний и интуиции у учащихся появляется то, что обычно называется математической культурой" (83).
Б.В. Гнеденко отмечает: «В связи с ... увеличением роли математики в жизни общества возникает необходимость на любых ступенях математического образования стремиться не только к изложению методологических моментов науки, в том числе связей математики с познанием окружающего нас мира и его закономерностей, возникновения и формирования понятий математики... Нам нужно воспитать наших учеников в привычке к самостоятельным поискам нового, в вере в свои силы и в способности длительное время сосредотачивать мысли на волнующей проблеме, на разыскивании путей ее решения» (38).
Анализируя работы математиков (А.Н. Колмогоров, А.Г. Постников, А. Реньи и др.) и психологов нашего времени (А.В. Брушлинский, В.А. Крутецкий, Л.М. Фридман и др.), мы убедились в единстве их мнения о цели преподавания математики — формировании математической культуры мышления, которую мы рассматриваем как составляющую математической культуры инженера. Эта цель не является единственной. Ученые также указывают на необходимость формирования нравственных ценностей, профессиональных ориентиров, навыков самостоятельности у учащихся в процессе обучения математики.
Сложившаяся модель подготовки инженера, типовые программы по курсу высшей математики не позволяют в полной мере овладеть профессиональной математической культурой. Проведенный опрос студентов 4-5 курсов электротехнического факультета Рубцовского индустриального института Алтайского государственного технического университета (АлтГТУ) показал, что большинство из них считают свои знания в области математики недостаточными, 40% опрошенных не владеют понятием "математическая культура", 30% студентов не видят практического применения математического аппарата при решении технических задач. Данные опроса
свидетельствуют о том, что процесс формирования математической культуры недостаточно разработан.
Противоречия между требованиями общества к будущему инженеру, предполагающими высокую степень готовности его к профессиональному саморазвитию, самообразованию и недостаточной разработанностью данной проблемы в педагогике, между необходимостью и потребностью формирования математической культуры у студентов технических вузов и отсутствием научно-методического обеспечения для решения этой проблемы определили выбор темы исследования.
С учетом выявленных противоречий была сформулирована проблема исследования: определить возможности педагогической технологии в формировании МКИ и преодолении технократического подхода к обучению математики во втузе.
Цель исследования состоит в определении и обосновании организационно-педагогических условий реализации педагогической модульной технологии в формировании математической культуры у студентов технических вузов.
Объектом исследования является процесс профессионально
ориентированного обучения математике во втузе на основе модульной технологии.
Предмет исследования - организационно-педагогические условия формирования математической культуры у студентов технических вузов средствами модульного технологического подхода.
Гипотеза исследования - эффективность формирования математической культуры инженера во втузе повысится, если: а) будут выявлены организационно-педагогические условия формирования МКИ; б) будет разработана педагогическая технология формирования математической культуры студентов втузов на основе интегрированного модульного курса.
Задачи исследования:
Рассмотреть и проанализировать состояние теории и практики формирования математической культуры студентов втузов.
Определить понятие, структуру и содержание математической культуры студентов втузов.
Выявить организационно-педагогические условия формирования МКИ в технических вузах.
Разработать педагогическую технологию формирования МКИ у студентов втузов и экспериментально проверить ее эффективность в реальных условиях на основе интегрированного модульного курса.
Разработать научно-методические рекомендации по технологии формирования МКИ у студентов технических вузов.
Теоретико-методологической основой данного исследования являются системный подход (Р.Ф. Абдеев, Б.С. Гершунский, СП. Курдюмов, Ф.И. Перегудов и др.) и его преломление в теории и практике психолого-педагогической науки (СИ. Архангельский, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, А.В. Брушлинский, В.В. Давыдов, В.И. Загвязинский, П.И. Пидкасистый, И.П. Подласый, В.П. Симонов, В.А. Сластенин, М.А. Чошанов и др.), теория деятельности (П.Я. Гальперин, А.В. Петровский, Н.Ф. Талызина, Д.Б. Эльконин и др.), теория целостного педагогического процесса (В.И. Загвязинский, И.Я. Лернер и др.), теория содержания образования (Б.С. Гершунский, B.C. Леднев, М.Н. Скаткин и др.), а так же исследования в области профессиональной (Ю.Д. Мишин) и математической культуры (О.В. Артебякина, В.Н. Худяков и др.).
Методы исследования - теоретический анализ философской, психолого-педагогической и математической литературы по исследуемой проблеме, обощение педагогического опыта; наблюдение, беседа, анкетирование, тестирование; педагогический эксперимент; математико-статистическая обработка данных.
Организация, этапы и база исследования.
Экспериментальная работа проводилась на базе электротехнического факультета Рубцовского индустриального института АлтГТУ. Решение
поставленных задач осуществлялось в процессе теоретической, опытно-экспериментальной и практической работы. Условно можно выделить следующие этапы исследования:
Подготовительный этап (1998-2000 гг.) Исследовалось состояние
проблемы в теории и практике высшего технического образования, изучалась философская, психолого-педагогическая, методическая и математическая литература, а так же диссертационные исследования по данной проблеме, что позволило сформулировать гипотезу исследования и определить его задачи.
Основной этап (2000-2002 гг.) Были выявлены организационно-
дидактические условия формирования математической культуры студентов втуза, разработан интегрированный модульный курс и сконструирована педагогическая технология формирования МКИ. Проведен формирующий эксперимент и проанализированы его результаты.
Заключительный этап (2002-2003 гг.) Проведен анализ, обсуждение и
Ф статистическая обработка экспериментальных данных, подведены итоги и
закончено оформление исследования.
Достоверность и обоснованность полученных результатов определены опорой на фундаментальные исследования и теоретические положения, раскрытые и обоснованные в научных трудах философов, психологов, педагогов и методистов, с реализацией методов педагогического исследования. Проведен количественный и качественный анализ экспериментальных данных методами математической статистики.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
1) реализован новый подход к формированию МКИ, заключающийся в
преодолении узкофункциональной направленности профессиональной
подготовки посредством проектирования и создания педагогической
технологии формирования математической культуры будущих
инженеров на основе интеграции технического, математического и
ш гуманитарного содержания образования;
2) выявлена и экспериментально проверена система организационно-педагогических условий формирования МКИ с ориентацией на гуманитаризацию инженерного образования.
Теоретическая значимость работы состоит в том, что:
дидактически интерпретировано и уточнено понятие «математическая культура» будущего инженера;
выявлены организационно-педагогические условия формирования МКИ;
создана педагогическая технология формирования МКИ у студентов технических вузов.
Практическая значимость заключается в следующем:
на основе технологии модульного обучения разработан интегрированный курс «Элементы операционного исчисления» как средство эффективного формирования МКИ;
разработаны методические рекомендации по формированию математической культуры и изучению модуля «Элементы операционного исчисления»;
разработаны критерии оценки уровня сформированности математической культуры студентов втузов.
Положения, выносимые на защиту:
Дидактическая интерпретация понятия «математическая культура» позволяет обеспечить будущим инженерам успешное овладение МКИ, а так же обусловливает цель интеграции учебных дисциплин "Высшая математика" и "Электротехника".
Содержание и структура МКИ включают в себя: а) математические знания и умения; б) математический язык; в) математическое самообразование.
Условиями совершенствования математической подготовки будущих инженеров являются:
организационные: а) организационная и учебная подготовка студентов к работе в технологическом режиме; б) подготовка педагогов и студентов к использованию технологии формирования МКИ; в) подготовка научно-методического и эргономического сопровождения технологии формирования МКИ.
педагогические: а) разработка интегрированного курса на модульной основе для формирования МКИ; б) мотивационная, операциональная и рефлексивная готовность преподавателей и студентов к реализации технологии формирования МКИ; в) адаптация содержания обучения к уровню инженерной подготовки студентов; г) формирование ценностных ориентации студентов и их ответственности за свое обучение.
Проектирование педагогической технологии формирования МКИ на основе интегрированного модульного курса позволяет объединить математическое и инженерное содержание обучения для формирования МКИ. Технология включает: цель, методы, средства, формы обучения и контроль; критерии оценки сформированности МКИ студентов втузов; модели деятельности преподавателя и студента; специфику их интелектуально-эмоционального взаимодействия.
Разработанный интегрированный курс «Элементы операционного исчисления», построенный на модульной основе, позволяет формировать у студентов математическую культуру не как формальное дополнение к инженерной подготовке, а как органический элемент их профессионального образования.
Апробация и внедрение результатов диссертационного исследования осуществлялись в процессе работы со студентами электротехнического факультета Рубцовского индустриального института. Теоретические выводы и результаты исследования были доложены автором и представлены тезисами докладов на: всероссийской научно-методической конференции «Совершенствование качества подготовки специалистов» (Красноярск, 2002); республиканской научно-методической конференции «Проблемы качества
профессионального высшего образования» (Рубцовск, 2000); региональной
научно-методической межвузовской конференции «Проблемы
совершенствования учебно-воспитательного процесса и качества образования» (Барнаул, 2002); региональной научно-практической конференции (школа-вуз) «Инновации в системе непрерывного образования» (Барнаул, 2002); краевой конференции по математики (Барнаул, 2001, 2002, 2003); а также посредством публикаций.
Объем и структура диссертации. Работа, объемом в 160 страниц, состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы (190 наименования) и приложений. Содержит 7 рисунков, 14 таблиц.
Во введении обоснована актуальность исследования, определены его методологическая и теоретическая основы, указана цель и задачи исследования, сформулирована гипотеза, определены объект, предмет и методы исследования, указана его база и научная новизна, практическая значимость; приведены сведения об апробации, достоверности и внедрении результатов исследования в практику.
В первой главе «Теоретические основы формирования математической культуры студентов в техническом вузе на основе технологии модульного обучения» приведены результаты анализа исследуемой проблемы в философской, психолого-педагогической и методической литературе; раскрыта сущность, определены структура и содержание математической культуры будущего инженера; выявлены и определены организационно-педагогические условия формирования МКИ; разработан интегрированный курс «Элементы операционного исчисления» на основе технологии модульного обучения, определены его функции и на его основе построена модель технологии формирования математической культуры студентов втуза.
Во второй главе «Опытно-экспериментальная работа по формированию математической культуры студентов технических вузов на основе технологии модульного обучения» определены цели, задачи и этапы проведения опытно-
экспериментальной работы; выявлено и проанализировано состояние сформированности математической культуры будущего инженера по выделенным критериям и уровням на констатирующем этапе эксперимента; реализованы в ходе эксперимента организационно-педагогические условия формирования МКИ; проведен анализ опытно-экспериментальной работы и показана динамика сформированности МКИ.
В заключении обобщены результаты исследования; изложены его основные выводы, подтверждающие гипотезу исследования.
В приложении содержатся материалы опытно-экспериментальной работы: тесты для определения уровней сформированности математической культуры; таблицы, отражающие полученные результаты эксперимента; материалы статистической обработки экспериментальных данных; графики уровней сформированности МКИ в экспериментальной и контрольных группах.
Понятие культуры как научная база формирования математической культуры инженера
Инженер будущего должен быть готов к стремительным переменам в мире своей профессии, к возросшей мере ответственности, уметь адаптироваться к быстро меняющейся действительности, видеть глубинную связь явлений и сформулировать основную цель своих действий. У него должно сложиться более глубокое понимание смысла и перспектив его дела.
Для того, чтобы с самого начала обучения во втузе развивать у будущего инженера требуемые качества, необходимо отойти от обычно принятой и весьма широко используемой методики обучения, направленной на простое воспроизведение определенного объема знаний. Требуются качественно новые цели образования, новые принципы отбора и систематизации знаний, предполагающие другую их связь и способ формирования, что позволило бы открыть их новые способы функционирования в практической деятельности, позволило бы формировать профессиональную культуру. То есть, необходим переход к новой образовательной парадигме личностно ориентированной.
Образование в личностно ориентированной парадигме рассматривается, прежде всего, как становление человека, обретение им себя, своего образа: неповторимой индивидуальности, духовности, творческого начала. Образовать человека - значит помочь ему стать субъектом культуры, научить жизнетворчеству. Одной из важной функцией новой образовательной парадигмы, по мнению Е.В.Бондаревской, является культурообразующая, обеспечивающая сохранение, передачу, воспроизводство и развитие культуры средствами образования. Реализация этой функции предполагает ориентацию образования на воспитание человека культуры. Необходимым условием этого является интеграция образования в культуру и, наоборот, культуры — в образование. Культуру нельзя сохранить иначе, как через человека (22).
Математика на протяжении всей истории человеческой культуры всегда была ее неотъемлемой и существеннейшей частью, она является ключом к познанию окружающего мира, базой научно-технического прогресса и важной компонентой развития личности (165). Математическое образование, как в России, так и за рубежом всегда являлось объектом пристального внимания многих ученых.
Французский математик А. Пуанкаре рассматривал проблему воспитания математической культуры мышления: "Главная цель обучения математике - это развить известные способности ума, а между этими способностями интуиция отнюдь не является наименее ценной. Благодаря ей мир математических образов остается в соприкосновении с реальным миром..."(139).
В начале прошлого века исследователи (И.М. Виноградов, Е.К. Добровольский, И.И. Жегалкин, А.Н Колмогоров и др.) небезуспешно пытались классифицировать определенные знания и умения по математике, но непосредственно проблема формирования математической культуры ими не рассматривалась.
С середины ХХ-го века проблема формирования математической культуры привлекла внимание многих педагогов, психологов и математиков. Созданная в трудах отечественных психологов и педагогов теория деятельности (А.В. Брушлинский, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, Е.Н. Кабанова Миллер и др.) и основанный на ней деятельностный подход к обучению оказали существенное влияние на совершенствование традиционной системы обучения, в том числе и при обучении математике. С началом научно-технической революции, которая выразилась в изобретении, развитии и распространении вычислительной техники, и, соответсвенно, послужила развитию новых разделов науки таких, как кибернетика, информатика, электроника и т.д., в основу которых положены математические методы, где применяется математический аппарат, происходит математизация многих наук. В этот период ученые Б.Е. Кантор, А.Н.
Колмогоров и др. формируют представления о таких понятиях, как математический язык, математическое мышление. С именами А.А. Деева, Д.В. Маневича, А.З. Насырова и др. связывают понятие математическое самообразование, Л.В. Занков, П.М. Эрдниев и др. работают с понятиями математические знания и умения.
В настоящее время продолжается дифференциация наук в связи с возникновением новых направлений и идей, и в тоже время взаимопроникновение одной области науки в другую говорит об интеграции наук. Эти две тенденции взаимно дополняют друг друга. Что касается математики, то трудно перечислить все отрасли науки, где применяются математические знания и навыки, математический аппарат. Проблема формирования математической культуры стала актуальна в последнее время. Данной проблеме посвящены исследования О.В. Артебякиной, Дж. Икрамова, В.Н. Худякова и др. Имеются работы по математической культуре мышления (Т. А. Иванова, И.В. Сейферт и др.), по информативной культуре, базирующейся на математической (Л.Н Зеленовой и ДР-)
Организационно-педагогические условия формирования математической культуры студентов высших технических учебных заведений
Для эффективного формирования математической культуры у студентов втуза мы выявили ряд организационно-педагогических условий.
Совершенствование математической подготовки будущих инженеров в педагогическом процессе втуза на наш взгляд может быть достигнуто при соблюдении следующих организационных условий:
а) организационная и учебная подготовка студентов к работе в технологическом режиме;
б) подготовка педагогов и студентов к использованию технологии формирования МКИ;
в) подготовка научно-методического и эргономического сопровождения технологии формирования МКИ.
Рассмотрим их краткое содержание. Организационная и учебная подготовка студентов для изучения интегрированного курса начинается с выяснения уровня их математической подготовки, мотивации и образовательных потребностей. Для этого на первом занятии преподаватели высшей математики проводят анкетирование и тестирование математических знаний и умений. Результаты тестирования служат основой для определения уровня математической подготовки, составления индивидуальной программы и графика усвоения учебного материала. На следующем занятии студенты знакомятся с содержанием и структурой интефированного курса «Элементы операционного исчисления», учебно-методической литературой.
Преподаватель объясняет приемы учебно-познавательной деятельности и самостоятельной работы, под его руководством студенты учатся планировать свою работу и время, составляя индивидуальную профамму и фафик изучения разделов учебного курса в соответствии со стартовой математической подготовкой, степенью развития и потенциалом математических знаний и умений. На протяжении всего курса обучающиеся развивают и совершенствуют свои математические навыки и умения, применяют математический аппарат при решении прикладных задач.
Мы согласны с мнением В.П. Кузовлева, что педагогический труд — это особый вид высококвалифицированной умственной деятельности творческого характера, отличающейся высокой степенью напряжения (84). Работа преподавателя вуза - это сознательная, целесообразная деятельность по обучению, воспитанию и развитию студентов, ему принадлежит ведущая роль в формировании у студентов профессиональной культуры, знаний, умений и навыков, воспитании активной жизненной позиции.
В условиях изменения задач современного образования возникает необходимость по-новому рассмотреть специфику педагогической деятельности. Преподаватель сегодня должен хорошо ориентироваться в разнообразии педагогических технологий, иметь свое мнение и уметь его отстаивать, быть готовым к принятию ответственных решений.
Основное содержание деятельности вузовского педагога состоит в выполнении обучающих, воспитательных, организаторских и научных функций. Обучающая функция - передача студентам знаний, формирование умений и навыков; воспитательная — формирование личности будущего специалиста; организаторская - организация учебной и внеаудиторной, самостоятельной работы студентов, поддержание порядка и дисциплины; научная - приобщение студентов к исследовательским поискам, научно-техническому творчеству.
В личности вузовского преподавателя студентов привлекают гармоничное единство идеалов, убеждений, принципов, взглядов, увлечений, морально-техническому творчеству, этические качества, талант педагога, любовь к своему труду, неустанный поиск путей совершенствования педагогического мастерства, внимание к каждому студенту, умение прививать навыки культуры. Преподаватель не просто «транслятор знаний», а целостная личность, в наибольшей степени отвечающая современным требованиям к подготовке высокообразованных и всесторонне развитых специалистов.
Для формирования математической культуры будущего инженера педагог сам, на наш взгляд, должен обладать высокой педагогической культурой как составляющей профессионального мастерства. Не останавливаясь на определении педагогической культуры, следует отметить, что педагог воспроизводит и трансформирует культурные ценности в учебно-воспитательном процессе. К трансформации культурных ценностей относятся символы, идеи, ценности, традиции, нормы и правила поведения и отношений. Следовательно, формирование математической культуры в педагогическом плане связано:
а) с процессом обучения математике (овладение математическими знаниями и умениями, выступающих в форме знаков, терминов, символов и т.д., а, следовательно, и математическим языком);
б) с процессом воспитания личности (присвоение культурных математических ценностей, правил и норм поведения и отношений, приобщение к традициям и обычаям соответствующего социума);
в) с процессом математического образования и самообразования личности на базе обучения и воспитания (175).
При подготовке преподавателя математики к использованию технологии формирования МКИ предъявляются высокие требования к методической грамотности, профессиональной компетентности, культуре речи, мотивации и готовности принять предлагаемый подход, к психолого-педагогическои подготовке и развитию коммуникативной способности, владению современными техническими средствами обучения.
Цель, задачи и этапы проведения опытно-экспериментальной работы
На основе анализа психолого-педагогической литературы и проведения диагностического исследования научно обоснована и экспериментально проверена выдвинутая гипотеза, выявлены пути совершенствования МКИ у выпускников втузов. Для этого мы провели опытно-экспериментальную работу, которая длилась с 1998 года по 2003 год. В эксперименте участвовало 268 студентов второго и третьего курсов электротехнического факультета Рубцовского индустриального института АлтГТУ. Цель исследования определила следующие задачи эксперимента:
1) выявить уровень сформированности структурных компонентов математической культуры студентов с помощью наблюдений, бесед, анкетирования, тестирования, анализа ответов студентов до начала эксперимента и после;
2) проверить эффективность выявленных организационно-педагогических условий формирования МКИ;
3) установить эффективность педагогической технологии формирования МКИ в условиях образовательной среды технического вуза;
4) провести обработку и анализ полученных экспериментальных данных;
5) выявить пути совершенствования педагогической технологии формирования МКИ.
Для решения поставленных задач были определены этапы и условия проведения эксперимента. Экспериментальная работа проводилась в три этапа. Первый этап исследования — подготовительный (констатирующий) проводился с 1998 по 2000 гг. На этом этапе изучались и анализировались работы отечественных и зарубежных педагогов, психологов и математиков, исследовалось качество организации учебного процесса на кафедре высшей математики названного втуза, анализировалась возможность интеграции двух дисциплин — «Высшая математика» и «Электротехника», был установлен исходный уровень сформированности математической культуры обучающихся, выявлены ее особенности, разработана технология формирования математической культуры на основе интегрированного курса «Элементы операционного исчисления», уточнена гипотеза исследования. Параллельно с теоретическим анализом проблемы исследования проводилось педагогическое наблюдение за учебной деятельностью студентов и их творческой активностью на лекционных и практических занятиях по высшей математике, а также во время сдачи экзаменов. Наблюдения носили комплексный и целенаправленный характер. На основе проведенного анализа и наблюдений сделаны следующие выводы:
воспитательно-образовательный процесс во втузе обусловлен ценностями профессиональной культуры;
необходимым условием интеграции инженера в современную профессиональную деятельность является формирование математической культуры.
Второй этап исследования (2000-2002 гг.) - формирующий. Он был направлен на реализацию организационно-педагогических условий технологии формирования математической культуры студентов. В ходе данного этапа осуществлялась проверка гипотезы исследования, внедрение разработанного интегрированного курса в учебный процесс, реализация организационно-педагогических условий, проверка эффективности педагогической технологии формирования МКИ. Третий этап - заключительный (обобщающий) проводился с 2002 по 2003 гг. На данном этапе были обработаны и проанализированы, обобщены и оформлены результаты педагогического эксперимента, определены условия эффективного формирования математической культуры будущего инженера, выявлены пути совершенствования педагогической технологии формирования МКИ.
На первом этапе были использованы следующие методы опроса: анкеты, беседы со студентами и преподавателями, результаты контрольных и экзаменационных работ. В ходе опроса студентов выяснялось их отношение к изучаемой дисциплине, представление о роли и месте высшей математики в образовательном процессе, о будущей профессиональной деятельности.
Одновременно с этим проводились беседы и интервью с преподавателями математики и электротехнических специальностей, направленные на выявление их отношения к системе математического образования будущих инженеров, при этом все результаты опроса фиксировались в специальном дневнике.
Данные анализа результатов опроса показали, что будущая профессиональная деятельность оказывает незначительное влияние на процесс обучения математике, вследствие чего у студентов отсутствует целостное представление о будущей профессии и роли математики в ней. На наш взгляд, это не способствует повышению уровня мотивации при изучении математики в техническом вузе, что является необходимым условием эффективности педагогической технологии формирования математической культуры будущего инженера. Для выявления условий совершенствования МКИ и приоритетов обучающихся при изучении математики, а также для выяснения их отношения к интегрированному курсу нами было проведено анкетирование студентов второго курса электротехнического факультета РИИ.
