Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблема фундаментального математического знания в теории и практике образования 10
1.1. Математическое знание: определение, структура, систематизация, содержание, взаимосвязь с другими науками 10
1.2 .Фундаментализация высшего инженерного образования и математическое знание как его важнейшая составляющая 40
1.3. Теоретические основы формирования потребностей в сфере образования 58
Выводы по первой главе 94
Глава 2. Опытно - экспериментальная работа по разработке и апробациисредств и методов формирования потребности в математическом знании у студентов технического вуза 97
2.1. Технология формирования потребности в математическом знании в техническом вузе 97
2.2. Организация, содержание и методы опытно-экспериментальной работы по формированию потребности в математическом знании в процессе обучения 122
2.3. Результаты опытно-экспериментальной работы по формированию потребности в математическом знании 135
Выводы по второй главе 144
Заключение 145
Библиография 147
Приложения 161
. class1 Проблема фундаментального математического знания в теории и практике образования class1
- Математическое знание: определение, структура, систематизация, содержание, взаимосвязь с другими науками
- .Фундаментализация высшего инженерного образования и математическое знание как его важнейшая составляющая
- Технология формирования потребности в математическом знании в техническом вузе
Введение к работе
Актуальность исследования. Проблемы, перед которыми стоит современное общество, не обошли стороной и систему образования. Для того, чтобы успешно решать их и уметь адекватно отвечать на вызовы современности, обществу необходима подготовка высокообразованных людей и высококвалифицированных специалистов.
В настоящее время в теории и практике высшего технического образования чётко обозначилась необходимость получения глубоких фундаментальных математических знаний студентами инженерных вузов.
Роль математики в подготовке специалиста-инженера многогранна и состоит в создании у студентов целостной системы взглядов на природу науки и её взаимосвязь с другими общепрофессиональными и специальными дисциплинами. Формирование системы фундаментальных математических знаний обеспечивает возможность эффективно применять их в соответствии с требованиями, предъявляемыми современным обществом к инженерной профессии.
В педагогической науке сложились определённые теоретические предпосылки решения проблемы совершенствования математического образования в технических вузах. Определены структура и содержание математического знания (А. Г. Барабашев, Н. Бурбаки, В. А. Еровенко-Риттер, И.Т. Карсавин, Д. Д. Мордухай - Болтовский, Г. И. Рузавин, В. Тихомиров и др.); освещены вопросы математической подготовки будущих инженеров в сложившихся социально-экономических условиях (О. Боев, Б. В. Гнеденко, О. Имас, И. К. Корнилов, М. Носков, Е. Плотникова, В. Шершнева и др.); обоснована необходимость и важность фундаментального математического образования (В.Г. Кинелев, В. Н. Лозовский, В. Н. Михелькевич, О. Полещук, В. Сергиевский, А.В. Суханов, В. Е. Шукшунов и др.). Отмечая несомненную ценность выполненных научных разработок, следует признать, что при обсуждении концепции математической подготовки в техническом вузе
недостаточно полно исследован вопрос формирования математического знания, с учётом личностных особенностей и познавательных потребностей студентов. Данное обстоятельство определило тему нашего исследования: «Формирование потребности в математическом знании у студентов технического вуза».
В настоящее время в теории и практике высшего технического образования сложилось противоречие между необходимостью получения глубоких фундаментальных математических знаний и недостаточно мотивированным отношением студентов к вузовскому курсу математики.
Данное противоречие определило проблему нашего исследования: как и при каких психолого-педагогических условиях возможно изменить отношение студентов к математическому знанию и тем самым повысить мотивацию к овладению им.
Цель исследования: разработать и обосновать технологию формирования осознанной потребности в математическом знании у студентов технического вуза.
Объект исследования: процесс обучения высшей математике будущих инженеров.
Предмет исследования: формирование потребности в математическом знании у студентов технического вуза. Гипотеза.
Повышение уровня математических знаний у студентов технических вузов будет возможно, если:
- в процессе обучения математике будет осуществлён личностно-ориентированный подход, учитывающий индивидуальные особенности и способности каждого студента;
обеспечить разноуровневое дифференцированное математическое образование, способствующее повышению интереса (мотивации) к изучению этой дисциплины;
будет раскрыта связь математики со специальными инженерными дисциплинами;
будут созданы условия для профессионально-направленного обучения математике;
- будет обосновано значение математических знаний для будущей
профессиональной деятельности студентов.
Цель и гипотеза исследования обусловили постановку следующих задач исследования:
Уточнить сущность и содержание понятия математического знания на современном этапе развития теории и практики образования.
Определить место и значение математики в инженерном образовании, как одной из основных фундаментальных дисциплин.
3. Осуществить анализ современной теории формирования потребностей в сфере образования.
4. Выявить и обосновать необходимые педагогические условия,
способствующие формированию потребности в математическом знании у
студентов технического вуза.
Разработать технологию формирования потребности в математическом знании у студентов технического вуза.
Провести экспериментальную проверку эффективности разработанной технологии в учебном процессе технического вуза.
Для решения поставленных задач и проверки гипотезы использовались следующие методы исследования:
теоретические: анализ философской, психолого-педагогической и учебно-методической литературы, учебно-программной и нормативной документации высшей школы по теме исследования;
эмпирические: наблюдение, анкетирование, тестирование, педагогический эксперимент;
методы математической статистики.
6 Теоретико-методологической основой исследования явились: теория формирования личности в процессе различных видов деятельности (К. С. Абульханова-Славская, В. Г. Асеев, Б. С. Гершунский, В. В. Давыдов, В. П. Зинченко, Ю. Н. Кулюткин, А. Н. Леонтьев, Д. В. Эльконин), психологическая теория формирования потребностей, интересов, мотивов в образовательной деятельности (А. Г. Бусыгин, А. В. Вербицкий, Е. П. Ильин, Д. А. Кикнадзе, А. К. Маркова, А. А. Маслоу, Т. А. Матис, А. Б Орлов,
A. К. Петровский, Н. Ф. Талызина, Г. А. Фортунатов, X. Хекхаузен),
концепция личностно-ориентированного педагогического процесса
(Э. К. Брейтигам, Э. Ф. Зеер, И. Э. Унт, Т. И. Шахматова), исследования по
истории математики (А. Г. Барабашев, Э. Т. Белл, Р. Биркгоф,
B. Г. Болтянский, Н. Бурбаки, Ю. О. Вигнер, В. Еровенко-Риттер, М. Клейн,
Р. Курант, Д. Д. Мордухай - Болтовский, В. Я. Перминов, А. Ж. Пуанкаре,
Г. Робине, Г. И. Рузавин, Г. И. Саранцев), работы по основам проектирования
(И. В. Сейферт, Г. К. Селевко, Н. О. Яковлева), инновационные подходы к
формированию концепции фундаментального математического образования в
технических вузах (А. Л. Бусыгина, О. Боев, Б. В. Гнеденко, О. Имас,
B. Г. Кинелёв, И. К. Корнилов, В. Е. Лозовский, В. Н. Михелькевич,
C. П. Новиков, М. Носков, Е. Г. Плотникова, О. Полещук,
В. Сергиевский, А. В. Суханов, О. С. Тамер, В. О. Тихомиров,
И. Ф. Шарыгин, В. Шершнева, В. Е. Шукшунов, И. С. Якиманская).
Этапы исследования:
На первом этапе (2004-2005гг.) изучалась и анализировалась философская, психолого-педагогическая и научно-методическая литература по теме исследования. Рассматривались пути и возможности совершенствования процесса изучения математики в техническом вузе. Были определены тема, методология, цель, задачи, объект и предмет исследования; сформулирована рабочая гипотеза, проведён констатирующий эксперимент и разработана программа формирующего эксперимента.
На втором этапе (2005-2006гг.) была разработана технология формирования осознанной потребности в математическом знании у студентов инженерных специальностей, выделены психолого-педагогические условия повышения мотивации студентов к овладению математическим знанием, проведён формирующий эксперимент, в ходе которого была апробирована технология, направленная на формирование потребности в математическом знании. На третьем этапе (2006-2007гг.) осуществлена обработка и обобщение полученных данных, подведены итоги исследования, сформулированы выводы, оформлены материалы диссертационного исследования. Научная новизна исследования заключается в том, что:
- теоретически обоснованы концептуальные положения совершенствования
математического образования в технических вузах;
доказана необходимость формирования осознанной потребности в фундаментальном математическом знании у студентов инженерных специальностей;
определён комплекс психолого-педагогических условий, способствующих реализации системы личностно-ориентированного, дифференцированного, разноуровневого, профессионально-направленного обучения высшей математике;
разработана и апробирована в условиях учебного процесса технического вуза педагогическая технология, позволившая значительно повысить познавательные и профессиональные мотивы студентов к изучению курса высшей математики;
в программу курса высшей математики внедрён дидактический материал, состоящий из профессионально-направленных задач, разработанных для информационно-технических и механико-технических специальностей;
разработан авторский элективный курс «Основы математического знания», раскрывающий значение этой науки для будущей профессиональной деятельности и позволяющий студентам осознать системные связи между математическим знанием и специальными дисциплинами технического вуза.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
- расширены научные представления о значении математического знания в
содержании профессиональной подготовки специалистов инженерного
профиля;
- раскрыта и теоретически обоснована необходимость формирования
потребности в фундаментальном математическом знании у студентов
технического вуза;
разработанные психолого-педагогические условия эффективного формирования потребности в математическом знании будущих инженеров могут служить теоретической базой для решения проблемы повышения качества математического образования.
Практическая значимость исследования состоит в том, что содержащиеся в нём положения, выводы, экспериментальные данные могут быть использованы в практике математического образования студентов технических вузов; в процессе реализации педагогической технологии формирования потребности в математическом знании применялись разработанные автором учебное пособие по осуществлению профессионально-направленного обучения математике и элективный курс, направленный на развитие интереса к математике, осознание студентами её роли в будущей профессиональной деятельности, повышение мотивации к овладению фундаментальным математическим знанием. Данный дидактический материал может быть использован в обучении высшей математике студентов информационно-технологических и механико-технологических специальностей. На защиту выносятся:
Обоснование целесообразности формирования потребности в фундаментальном математическом образовании у студентов технических вузов.
Психолого-педагогические условия повышения мотивации студентов к изучению математики, заключающиеся:
- в осуществлении личностно-ориентированного подхода;
внедрении разноуровневого дифференцированного математического образования, учитывающего индивидуальные способности обучающихся;
в придании вузовскому курсу математики большей профессионально-ориентированной направленности.
3. Содержание авторского элективного курса, направленного на изменение отношения студентов к математическому знанию, развитие интереса к математике, осознание её роли в будущей профессиональной деятельности. Апробация результатов исследования осуществлена через публикации и участие в научных конференциях (международных, республиканских, региональных):
«Актуальные проблемы формировании личности в процессе обучения» (Самара, 2004); «Инновации в системе непрерывного профессионального образования» (Нижний Новгород, 2007); «Формирование профессиональной компетентности будущих педагогов в условиях модернизации образования» (Самара, 2007); «Образование в техническом вузе в 21 веке» (Набережные Челны, 2008), на заседаниях кафедры психологии СГПУ и кафедры высшей математики и прикладной информатики СГТУ.
Внедрение результатов исследования осуществлялось в учебном процессе Самарского государственного технического университета. Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивается научной методологией исследования, сочетанием методов теоретического и эмпирического исследований, репрезентативностью объёма выборки и статистической значимостью экспериментальных данных. Структура диссертации. Диссертационное исследование состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения.
Математическое знание: определение, структура, систематизация, содержание, взаимосвязь с другими науками
В «Словаре русского языка» С. И. Ожегова знание определяется как постижение действительности сознанием и совокупность сведений, познаний в какой-нибудь области [105]. В БСЭ даётся следующее толкование данного понятия: « Знание — проверенный практикой результат познания действительности, верное её отражение в сознании человека. Знания бывают житейскими, донаучными, художественными, научными ( теоретическими и эмпирическими)» [11].
Указанные трактовки знаний позволяют выделить две их характеристики: объектность и личностность.
Объектные знания связаны с представлением конкретного объекта или класса объектов. Метазнания, напротив, описывают систему наиболее общих понятий, принципов и закономерностей природы, общества и мышления.
В личностном аспекте знания ассоциируются с их носителями, т. е. с теми, кто ими обладает: конкретным человеком, группой людей или искусственным источником знаний ( книгой, учебным курсом, видеофильмом и проч. ). Носителем обезличенного или социального знания является социум.
Поскольку личностные знания субъективны, для их адекватной интерпретации необходимо учитывать точку зрения носителя. В случае существования множества носителей знания, важное значение имеют особенности жизненного уклада людей, специфика их профессиональной деятельности и т. п. [63;64].
Концепция научного знания при трансформации в образовательную область претерпела некоторые изменения. Деятельностная природа знаний оказалась отождествлённой с деятельностным подходом, понимаемым в нескольких смыслах:
1) обучение способам рассуждений, создание ситуаций самостоятельного открытия фактов, доказательств, решений;
2) выделение действий, адекватных способам деятельности и обучения им;
3) постановка учебной задачи, выделение учебных действий и действий контроля и самоконтроля.
Деятельностная природа знаний, характеризующая изменения в современной науке, вновь возвращает приоритет знаниям, отрицая примитивное толкование развития, не ориентирующее на обучение понятиям, суждениям, теориям. Закон отрицания отрицания снимает все разногласия в оценке приоритетности знаний и развития в обучении. Можно сказать, что знания отрицаются знаниями [116].
Знание нередко смешивают с опытом, с пониманием, с информацией, отражением. Наряду с этим сплошь и рядом смешивается подлинное понимание, эрудированность и информированность. В обыденном мнении грани между ними размываются, как и грани между знанием и информацией. Тем не менее, такие грани существуют. Знание всегда чьё-то, кому-то принадлежащее, его нельзя купить, украсть у знающего, а информация-это ничейная территория, она безлична, ею можно обменяться или украсть, что часто и происходит.
Фундаментализация высшего инженерного образования и математическое знание как его важнейшая составляющая
Попытки модернизации высшего образования у нас неоднократно предпринимались в шестидесятые — восьмидесятые годы. Однако они не привели к серьёзному успеху, поскольку не затрагивали концептуальных оснований системы образования. Всё это привело в последние годы к кристаллизации новой образовательной парадигмы, в рамках которой происходит пересмотр ориентиров и приоритетов: с примата прагматических знаний на развитие общей культуры и научных форм мышления; с исторического контекста становления научного знания на современные представления о структуре и целостном содержании системы наук.
Введение многоуровневой структуры вызвано изменением парадигмы образования в сторону фундаментального образования с учётом интересов личности студента. Очевидно, что широкий профиль базового и полного высшего технического образования, его фундаментальность и повышенная образованность выпускников обеспечивает более высокие возможности их адаптации в сфере занятости, повышенную конкурентоспособность на рынке интеллектуального труда.
Новая образовательная парадигма в России сформировалась постепенно в течение 1990-1994 годов в ходе разработки важнейших направлений реформы высшей школы. Её основные элементы изложены в руководящих документах Госкомвуза России.
Как следует из этих документов, новая образовательная парадигма в качестве приоритета высшего образования рассматривает ориентацию на интересы личности, адекватные современным тенденциям общественного развития [67;75;132].
Образование можно считать направленным на интересы развития личности, если оно решает следующие задачи:
гармонизировать отношения человека с природой через освоение современной научной картины мира;
стимулировать интеллектуальное развитие и обогащение мышления через освоение современных методов научного познания;
исходя из того, что человек живёт в обществе, добиться его успешной социализации через погружение в существующую культурную, в том числе техногенную и компьютеризованную, среду;
учитывая, что современный человек живёт в условиях насыщенной и активной информационной среды, научить человека жить в её потоке, создать предпосылки и условия для непрерывного самообразования;
принимая во внимание интегративные тенденции развития науки и техники, потребность в новом уровне научной грамотности, создать условия для приобретения широкого базового образования, позволяющего достаточно быстро переключаться на смежные области профессиональной деятельности. [24;75; 132].
Специфика перспективной системы образования, очевидно, заключается и в том, что она должна быть способна не только вооружать знаниями обучающегося, но и, вследствие постоянного и быстрого обновления знаний в нашу эпоху, формировать потребность в непрерывном самостоятельном овладении ими, умения и навыки самообразования, а также самостоятельный и творческий подход к знаниям в течение всей активной жизни человека... Темпы технологического и научно-технического прогресса сегодня таковы, что многие знания устаревают уже в течение 3 — 5 лет, и не учитывать этого фактора в перспективной системе образования недопустимо. Именно поэтому система опережающего образования должна радикальным образом отличаться от системы поддерживающего образования. При этом главное внимание должно быть сосредоточено на развитии творческих качеств человека, его способностей к самостоятельным действиям в условиях неопределённости, а также на развитии способностей к обучению, приобретению новых знаний и навыков владения современными методами получения, накопления, классификации и передачи знаний [15;17;29;31;35].
Сегодня имеется ясное понимание того, что образование на любом его уровне должно не только включать узкоспециальную подготовку, но и формировать личность, воспитывать гражданские качества, учить человека современным формам общения, готовить его жить в быстро изменяющемся мире, развивать у него способность осваивать новую информацию и принимать эффективные решения.
Переход к новой образовательной концепции, в основе которой лежит фундаментализация образования, признаётся практически всеми специалистами, однако определение путей этого перехода требует обсуждения и осмысления [21;60].
Технология формирования потребности в математическом знании в техническом вузе
Термин и понятие педагогических технологий пришли к нам через технологии производственной деятельности, путем их трансформации поиска аналогов применительно к процессам обучения. О необходимости разработки и использования педагогических технологий педагоги и ученые стали говорить и многое делать уже в 20-30 годы нашего века.
Большой вклад в теорию и практику образовательных технологий внесли и наши отечественные ученые (Гальперин П.Я., Талызина Н.Ф., Г. К. Селевко, Беспалько В.П. и др) [13;133].
Ключевое слово «технология» греческого происхождения: techne -искусство, мастерство + logos - понятие, учения, знание, наука; поэтому оно означает совокупность знаний о способах и средствах проведения производственных процессов. Совокупно оно отражает наивысший уровень знаний в конкретных видах человеческой деятельности, в том числе и учебно-воспитательной.
До настоящего времени в педагогике существуют большие разночтения в определении понятия «педагогической технологии».
В. П. Беспалько даёт следующее определение педагогической технологии: «... это содержательная техника реализации учебного процесса»;
И. П. Волков: «... это описание процесса достижения планируемых результатов обучения»;
В. М. Шепель: «... это искусство, мастерство, умение, совокупность методов обработки, изменения состояния»;
В. М. Монахов: «... это продуманная во всех деталях модель совместной педагогической деятельности по проектированию, организации и проведению учебного процесса с обеспечением комфортных условий для обучаемых и преподавателей»;
М. В. Кларин: «... это системная совокупность и порядок функционирования всех личностных, инструментальных и методологических средств, используемых для достижения педагогических целей».
В документах ЮНЕСКО: «Педагогическая технология -систематический метод планирования, применения и оценивания всего процесса обучения и усвоения знаний путем учета человеческих и технологических ресурсов и взаимодействия между ними для достижения более эффективной формы образования».
Профессор Савельев А. Я. рассматривает технологию обучения как «способ реализации содержания обучения, предусмотренного учебными программами, которое представляет собой систему форм, методов и средств обучения, обеспечивающую наиболее эффективное достижение поставленных целей».
Доктор педагогических наук, профессор Шамова Т. И. в своем определении педагогической технологии делает основной акцент на роль учителя как субъекта технологического процесса обучения: «Педагогическая технология - комплекс знаний, умений и навыков, необходимых педагогу для того, чтобы эффективно применять на практике избираемые им методы педагогического воздействия».
О высокой активности и практической значимости педагогических технологий приведём высказывание известного ученого, профессора Беспалько В.П.: «...обновление образования возможно только через научно- обоснованное совершенствование педагогической технологии, предполагающей строго научное проектирование и точное воспроизведение гарантирующих успех педагогических процессов, а не мифическое, неизвестно откуда возникающее педагогическое мастерство учителя» [13].
