Содержание к диссертации
Введение
1 РЕАЛИЗАЦИЯ ОБЩИХ ДИДАКТИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ НА МАТЕМАТИЧЕСКОМ СОДЕРЖАНИИ В ВУЗЕ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ-НЕМАТЕМАТИКОВ 17
1.1 Содержание обучения в вузе и роль математики при подготовке специалистов-нематематиков 18
1.1.1 Общие проблемы содероісания обучения в вузе 18
1.1.2 Необходимость математизации содержания учебного процесса при подготовке специалистов-нематематиков в вузе 24
1.2 Проблема отбора и организации математического содержания для нематематических специальностей 26
1.3 Подходы к решению проблемы несоответствия математического содержания целям и задачам подготовки специалистов- нематематиков 40
1.3.1 Цели математического образования и принципы отбора и организации математического содержания (ППМС) 45
1.3.2 Подходы к отбору и организации математического содержания 57
1.3.3 Методы и средства отбора и организации математического содержания 65
2 МЕТОД ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО СОДЕРЖАНИЯ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ-НЕМАТЕМАТИКОВ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПА ОПТИМАЛЬНОСТИ (НМПМС) 70
2.1 Цели математического образования при подготовке специалистов-нематематиков 71
2.2 Принципы отбора и организации математического содержания при подготовке специалистов-нематематиков 74
2.2.1 Система общих дидактических принципов 74
2.2.2 Принципы отбора и организации математического содержания 83
2.3 Критерии реализации принципов построения математического содержания 86
2.4 Метод отбора и организации математического содержания при подготовке специалистов-нематематиков на основе принципа оптимальности (нмпмс) 90
2.4.1 Подход к отбору и организации математического содержания 90
2.4.2 Разработка метода построения математического содержания на основе принципа оптимальности (НМПМС) 96
2.4.3 Проекты интеграции 113
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДА ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО СОДЕРЖАНИЯ ДЛЯ НЕМАТЕМАТИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПА ОПТИМАЛЬНОСТИ 118
3.1 Построение мс на основе нмпмс и сравнительный анализ с традиционным мс на примере специальности «механика» 121
3.1.1 Математическое содержание вучбном плане специальности «механика» 121
3.1.2 Построение курса математики для специальности «механика» по НМПМС 127
3.2 Оценка эффективности нмпмс на уровне усвоения математического содержания (на примере специальности «механика»). 132
Выводы и рекомендации 136
Литература 148
Приложение 1. Инструкции по определению математического содержания 165
Введение 165
Отбор математического содержания с помощью Microsoft Project.. 167 Отбор математического содержания с помощью Microsoft Word... 174 Приложение 2. Пример отбора МС для предмета «Механика материалов» 180
- Содержание обучения в вузе и роль математики при подготовке специалистов-нематематиков
- Цели математического образования при подготовке специалистов-нематематиков
- Построение мс на основе нмпмс и сравнительный анализ с традиционным мс на примере специальности «механика»
Введение к работе
Одной из важнейших проблем методики преподавания математики при подготовке специалистов-нематематиков как в колумбийских, так и в зарубежных вузах являются отбор и организация математического содержания (МС). За последние десятилетия МС учебных планов при подготовке специалистов по нематематическим специальностям в высших учебных заведениях (вуз) и вообще методика преподавания математики подвергаются резкой критике, связанной с ролью и местом курса математики в процессе обучения, и, в частности, с соответствием МС объективным потребностям учебного процесса в целом. Подробный анализ учебных программ [111], учебников по математике и учебных пособий как зарубежных, так и отечественных вузов, а также целого ряда международных документов по математическому образованию ([136], [138], [149], [114], [115], [128], [129], [131], [133], [135], [154], [143], [119], [130], [127], [126], [112], [146]) свидетельствует о наличии острых проблем, связанных с разработкой МС в вузе. В данной диссертации решается одна конкретная задача, которая включает три важных аспекта:
1. Межпредметные связи МС с блоками общепрофессиональных
и специальных предметов. В технических вузах роль курса математики
сводится к выполнению функции вспомогательного инструментария для
других базовых дисциплин и практически не используется для решения
задач общепрофессиональных и специальных предметов. В частности, МС,
имеющееся в учебных планах, и его распределение по семестрам не
соответствуют нуждам других учебных блоков. МС по-прежнему
представляет собой последовательность разделов, слабо связанных с
другими дисциплинами как по горизонтали — внутри каждого учебного
цикла, так и по вертикали — на протяжении всего учебного процесса. Так,
например, анализ учебных программ математики, а также большого
количества учебников и учебных пособий, используемых в ряде вузов в
разных странах [111], показывает, что при изложении материала курса
математики примеры использования его сводятся к решению простейших задач физики (уравнение движения материальной точки, плотность тела и т. д.). Другими словами, нарушается «взаимная согласованность учебных программ, обусловленная системой наук и дидактическими целями» [79] и тем самим, как утверждает Т. А. Ильина [49], нарушается принцип систематичности, поскольку он проявляется в установлении межпредметных связей.
2. Несоответствие МС в вузе уровню математической подготовки
выпускников средней школы. МС в вузе, особенно на первом курсе, не
соответствует адекватно уровню подготовки выпускников средних школ,
поступающих в вузы. Согласно источникам ([149], [128], [127], [112],
[146]), проблема разрыва между уровнем подготовки выпускников средней
школы и требованиями вузов обусловлена, в основном,
несогласованностью школьной и вузовской программ по математике и
присущими обеим программам недостатками [59].
3. Несоответствие МС в вузе потребностям, предъявляемым
профессиональной средой. МС в вузе не соответствует потребностям,
предъявляемым к молодым специалистам современной наукой, техникой и
рынком труда. Возрастающий разрыв между математическими знаниями и
умениями выпускников вузов и непрерывно меняющимися, быстро
растущими требованиями научно-технической и профессиональной среды
следует рассмотреть двояко. Во-первых, «за последние десятилетия в
математике произошла настоящая революция. Математический
инструментарий стал более разнообразным, чем, скажем, в начале XX
века. Математические модели явлений природы, экономических и
технических процессов стали полноценнее и точнее отображать природу
вещей. Математика превратилась из метода вычислений в метод
логического анализа существа явлений, их исследования и анализа
результатов, не редко предваряющий и дополняющий метод
непосредственного экспериментирования и наблюдения... В свою очередь
непосредственного экспериментирования и наблюдения... В свою очередь это обстоятельство требует от специалистов, если не личного умения осуществить необходимые расчеты, то, по меньшей мере, способности разобраться, к кому из математиков следует обратиться за помощью и содействием» [33; 182]. Во-вторых, ситуация во многих странах обстоит иначе: математические знания выпускников, даже в таком маленьком объеме, фигурирующем в учебных планах, оказываются излишними, поскольку при имеющемся уровне научно-технического и экономического развития специалисты не используют такие знания в их трудовой деятельности для решения конкретных профессиональных задач.
К числу других проблем, связанных с МС в процессе обучения в вузах, нужно отнести [33; 182]:
недостаточность учебников по математике, соответствующих потребностям конкретного профессионального дела и состоянию математических наук;
недостаточная методическая и техническая подготовка преподавателей математики для преподавания в технических университетах и других высших технических учебных заведениях (здесь и везде в диссертации под технической подготовкой преподавателей математики понимается их уровень подготовки по общепрофессиональным и специальным учебным дисциплинам, включая необходимые знания методики их преподавания);
недостаточность научных исследований на математических кафедрах по прикладным проблемам, характерным для данного вуза.
Наконец, нельзя не упомянуть о «сокращении количества часов, выделяемых на математику, и ухудшении материального положения преподавателей и финансирования образования» [59].
Таким образом, сущность перечисленных проблем можно охарактеризовать наличием противоречий между содержанием курса математики и объективной потребностью учебного процесса в высших учебных заведениях для нематематических специальностей, для которых
математика является базовой дисциплиной. Несомненно, что данная проблема есть лишь отражение более общей проблемы — несогласованность между возможностями систем высшего образования и теми требованиями, которые к ним предъявляются ([84; 139-193], [27; 15-25, 105-128], [112], [121], [145], [125], [118]). Согласно этим источникам, а также [131], [156], [153], [148], [117], [120], [144], [137], [123], [151], [152], [116], [142], [134], [139], современный мир требует для решения его многообразных проблем специалистов, компетентных в широком смысле. Во-первых, междисциплинарный характер большинства новых направлений в культуре, науке и технике и их быстрая эволюция (которая является причиной того, что многие знания, умения и навыки, которые вчера были важными, сегодня уже не являются актуальными) делают необходимым подготовить специалистов, обладающих знаниями, умениями и навыками не просто монодисциплинарного, но и междисциплинарного характера. Во-вторых, чтобы увеличить вероятность успеха в современном, быстроменяющемся мире, ключевым является повышение конкурентоспособности и мобильности молодых специалистов посредством их методологической и прочной фундаментальной подготовки как основы непрерывного самообразования.
Для достижения этих целей процессы реформирования высшего образования должны начинаться или продолжаться, в первую очередь, в области содержания образования так, чтобы оно отражало экономические, общественные, научные и технологические преобразования в целом.
Чтобы профессиональное образование стало междисциплинарным, 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 специалистов 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.
Итак, перед высшим образованием ставится вопрос построения содержания учебного процесса, которое имело бы одновременно три, кажущиеся противоречивыми, характеристики: фундаментальность, практичность и междисциплинарность.
Согласно [33; 181], «выше перечисленные проблемы до сих пор не решены полностью, и это мешает как инженерному образованию, так и приобретению математикой должного места в системе технического образования, а также размаху использования математических методов в соответствующих научных исследованиях». При этом в педагогической литературе (см. первую главу диссертации) рассматриваются в основном отдельные проблемы, связанные с разработкой механизмов интеграции МС с другими дисциплинами путем создания интегративных семинаров, лекций и т. п., которые по существу представляют собой новые учебные курсы с сохранением или потерей их относительной самостоятельности. К тому же недостаточно изучены вопросы об адекватном распределении МС в учебном плане и о методах его отбора и построения.
На основании отмеченных обстоятельств и противоречий в системе математической подготовки будущих специалистов можно сформулировать проблему данного диссертационного исследования: проблема исследования состоит в выявлении необходимых условий для разработки дидактических основ и технологии формирования (отбора и организации) МС в высших учебных заведениях для нематематических специальностей, для которых математика является базовой дисциплиной, таким образом, чтобы оно соответствовало объективным потребностям учебного процесса.
В диссертации доказывается, что одна из наиболее существенных причин рассматриваемой ситуации состоит в нестрогом соблюдении дидактических принципов: при отборе и организации МС для нематематических специальностей в вузах нарушаются, в той или иной степени, все дидактические принципы, и тем самым курс математики не может адекватно выполнять свои цели. Так же будет доказано, что среди других причин данной проблемы следует учитывать недостаточную педагогическую подготовку всего преподавательского состава, низкий математический уровень преподавателей общепрофессиональных и специальных дисциплин, неудовлетворительную техническую подготовку преподавателей математики, а также несогласованность и низкий уровень сотрудничества между кафедрами для решения этих проблем.
Эффективное решение поставленной проблемы и составило цель исследования, которая состоит в научно обоснованной разработке метода отбора и построения МС для нематематических специальностей в вузах таким образом, чтобы в МС реализовались полностью как общие дидактические, так и частнометодические принципы.
К решению проблемы разрыва между МС и потребностями учебного процесса при подготовке специалистов-нематематиков следует подходить системно, охватывая основные стороны решаемой проблемы и учитывая определенные ограничения, которые обусловлены конкретным типом
учебного заведения. Так, при отборе и построении МС в конкретном учебном заведении, 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. Именно поэтому в диссертации не ставится проблема в полном объеме, а, скорее всего, цель исследования ограничивается рассмотрением проблемы отбора и построения МС, предполагая, что учебный план построен и в нем остается только подобрать МС.
Объектом исследования является процесс обучения математике для нематематических специальностей в высшей школе, а предмет исследования составляют теоретические основы и метод отбора и построения МС, а также создание инструментария для их практической реализации.
Решение данной проблемы охватывает главным образом два аспекта. Первый (идеологический) аспект связан с выработкой или пересмотром целей математического образования для подготовки специалистов-нематематиков, так чтобы эти цели объективно отражали потребности учебного процесса; с формулировкой системы общих дидактических и частнометодических принципов математического образования, которая служила бы верным ориентиром для достижения выдвинутых целей, и с формулировкой критериев для определения степени реализации данных принципов в МС. Второй аспект относится к созданию моделей интеграции на основе полученной системы принципов; к поиску методов отбора и организации МС и разработке конкретных средств отбора и организации МС.
Можно утверждать, что идеологический аспект МС исследован с достаточной глубиной многими авторами ( [81; 116], [31], [47], [100], [92], [20] [84; 131, 132, 135-137], [88; 31-35], [90; 185-190, 623-626], [24; 249, 254-256], [52; 118-123], [10; 17-29], [55; 19-31], [43; 51-66], [86; 320, 440-466], [108], [89], [4; 66-68], [26], [77; 59-71], [99], [3], [7], [6], [87; 147, 172-181], [83; 193-197, 200-207, 214-230], [75; 137, 138]). Однако в этих работах не предлагаются концепции, на основе которых было бы возможно модернизировать МС, не прибегая к введению нового материала, не опираясь лишь на проникновение новых математических методов и результатов в науку и технику, а исходя из содержание общепрофессионального и специального блоков. Другими словами, модернизация МС для нематематических специальностей должна быть обусловлена, прежде всего, потребностями учебного процесса. В рамках изложенной в настоящей работы концепции, вполне реально построить МС, основанное на принципах фундаментального характера обучения, дифференциации, непрерывности и профессиональной ориентации содержания, используя при этом с самого начала курса математики важные, реальные примеры по специальности, но без ущерба внутренней логики, объема и глубины самого курса математики.
Подходы к построению дидактических моделей содержания обучения ограничены почти исключительно созданием, на основе принципа интеграции содержания, интегрированных курсов, полученных посредством слияния предметов или абсорбции одних предметов другими ([95], [94], [23], [89], [38], [61], [42], [13], [12], [62], [102], [36]). Практика показывает, что конгломерат элементов содержания, абсорбция элементов содержания и дидактический синтез новых элементов содержания не дают хороших результатов в случае МС. Следовательно, необходим новый уровень интеграции, которого можно достичь, построив независимый курс математики, но с учетом потребностей учебного процесса каждой
конкретной специальности, с использованием математического моделирования.
Значительная трудность для осуществления дидактически важных заданий моделирования на занятиях математики связана с ограничениями времени. Эту трудность можно преодолеть, вводя проекты интеграции, которые представляют собой внеурочные работы студентов и сочетающие групповую и индивидуальную деятельность при постоянной поддержке со стороны преподавателей всех предметов, связанных с темами проектов. В то же время, способствуя решению проблемы интеграции МС, проекты имеют большое значение в формировании эвристической мысли, как самой эффективной формы побуждения познавательной деятельности студента, в развитии способности идентифицировать, формулировать и решать междисциплинарные проблемы науки и техники с помощью математических методов и инструментов.
Проблема разработки методов и средств отбора и организации содержания является наименее исследованной. За исключением некоторых алгоритмов, основанных на теории графов и матричной алгебре ([104], [63], [26], [37]), практически не существует методов отбора и организации содержания, и еще менее разработаны средства их реализации.
Так как задача отбора и организации содержания может оказаться слишком трудоемкой, то для её осуществления целесообразно использовать современные технологии, которые включали бы: совместное участие экспертов-математиков и экспертов каждой конкретной специальности (необходимо гарантировать кооперативную работу); разработку интеллектуальных дидактических систем, использующих компьютерные технологии для проектирования и контроля над процессом (это требует участия программистов, дизайнеров систем и инженеров знаний для координирования работы коллектива). Один из возможных подходов к решению этой проблемы состоит в создании средств отбора, организации и управления содержанием, не требующих сильной
дидактической подготовки преподавательского состава. Инструментом с такими характеристиками может служить методологическое руководство, основанное на так называемых системах управления знаниями (OMIS — Organizational Memory Information Systems), предназначенных для отбора, хранения, предоставления и управления знаниями. Такие методологические руководства могли бы выполнять также роль интеллектуальных систем и обучающих программ, ассоциируемых с базами знаний.
Согласно сказанному выше можно выдвинуть следующую гипотезу исследования: отбор и построение МС, соответствующего объективным потребностям учебного процесса, при подготовке специалистов-нематематиков в вузах, возможны и эффективны при:
правильном и полном использовании дидактических принципов;
создании адекватной системы критериев соответствия МС дидактическим принципам;
разработке адекватного метода отбора и построения МС;
создании соответствующего инструментария для практического осуществления и реализации данного метода отбора и организации МС.
Исходя из цели и гипотезы исследования, были поставлены следующие задачи:
провести подробное рассмотрение и анализ дидактико-педагогической литературы, чтобы выяснить степень разработанности данной проблемы;
изучить дидактико-педагогическую литературу с целью определения основной (рабочей) системы дидактических принципов и принципов отбора и организации МС в высшем образовании;
разработать систему критериев соответствия МС данным принципам;
разработать метод отбора и построения МС, использующего данную систему критериев;
построить алгоритм и программное обеспечение для практической реализации метода;
выбрать конкретную специальность (учебный план) и составить для нее МС по разработанной методике (реализовать и проверить прототип программного обеспечения);
провести экспериментальную проверку эффективности полученного метода путем его сопоставления с традиционной программой;
определить экспериментально степень влияния предложенного метода на результаты обучения.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют
положения теории современной педагогики и дидактики
(С. М. Вишнякова, С. И. Змеев, А. Ю. Коджаспиров, Г. М. Коджаспирова,
П. И. Пидкасистый, И. П. Подласый, Е. С. Рапацевич); педагогики и
дидактики высшей школы (С. И. Архангельский, А. В. Коржуев,
Н. В. Кузьмина, В. А. Попков, И. А. Урклин, В. С. Черепанов); теории и
методики обучения математике (М. А. Бурковская, О. В. Васильева,
Т. С. Веселкова, М. Г. Гарунов, Г. Д. Глейзер, Б. В. Гнеденко,
Н. В. Дорошина, О. В. Захарова, О. В. Зимина, М. Н. Кодрашова, Л. Д. Кудрявцев, В. С. Кузнецов, В. А. Кузнецова, О. С. Медведева, В. Т. Петрова, П. И. Пидкасистый, С. А. Розанова, В. С. Сенашенко, В. М. Тихомиров, Л. М. Фридман, Ю. Ф. Чубук, М. И. Шабунин); теории интеграции в образовании (Ю. Н. Семин); теории управления знаниями и инженерии знаний; теории и технологии разработки экспертных и обучающих систем; методы математического моделирования.
Для решения поставленных задач использовались общенаучные методы теоретического исследования: анализ, синтез, классификация, моделирование; эмпирические методы: наблюдение, тестирование, анкетирование, изучение педагогического опыта; методы математического моделирования.
Методологическую основу исследования составляют: положения теории дидактики высшего образования; дидактические принципы и принципы построения содержания, в частности математического; методы
отбора и организации содержания образования, конструирования учебных планов и программ, в частности для вузов; теория математического моделирования и исследования операций и их конкретизации применительно к учебному процессу в высших технических учебных заведениях; элементы информатики и создания программного обеспечения для построения и управления дидактическими системами.
Научная новизна исследования заключается в том, что диссертантом:
обоснованы некоторые причины несоответствия МС объективным потребностям учебного процесса при подготовке специалистов-нематематиков;
разработана система критериев реализации дидактических принципов на МС для обучения математике при подготовке специалистов-нематематиков;
разработан оригинальный метод отбора и построения МС исходя из содержания общепрофессиональных и специальных дисциплин данной специальности;
разработано программное обеспечение для получения, обработки (составления учебного курса математики) и хранения информации о МС для данной специальности.
Теоретическая значимость полученных результатов состоит в том, что разработанный метод отбора и построения МС закладывает методологию не только отбора и организации МС учебного процесса, но и построения дидактической системы, включая цели и задачи образования, методы, формы, средства и диагностику обучения. При некоторых дополнениях предложенный метод применим к проектированию и конструированию всех составляющих дидактической системы любой специальности (обычно интегративный подход применяется только по отношению к содержанию образования). То обстоятельство, что интеграция осуществляется поэтапно, на основе метода динамического
программирования, позволяет добиваться оптимального уровня интеграции на каждом шаге процесса, подбирая на нем определенный набор механизмов интеграции так, чтобы целевая функция интеграции (уровень интеграции дидактической системы) была оптимальной на данном и последующих шагах. Кроме того, разработанный автором прототип легко довести до уровня экспертной системы для построения дидактических систем.
Практическая значимость исследования состоит в том, что:
на основе предложенных теоретических позиций разработано руководство методологических указаний систематического отбора и построения МС, не требующее специальных педагогических и дидактических знаний и умений со стороны пользователя;
метод выполняет, в некотором смысле, функцию экспертной и обучающей системы, позволяя пользователю обучаться по ходу дела;
программное обеспечение способно обновляться постоянно, хранить и выдавать нужную информацию о МС учебного процесса;
предложенный метод пригоден для построения содержания любого предмета и даже для составления всего учебного плана.
На защиту выносятся следующие основные положения:
главной проблемой современных систем высшего образования является несогласованность между их возможностями и требованиями, которые к ним предъявляются;
одна из важнейших проблем современной педагогики высшей школы состоит в том, что при подготовке специалистов нематематических специальностей МС не соответствует полностью потребностям учебного процесса и, следовательно, целям и задачам подготовки специалистов;
реализация дидактических принципов при построении МС для
подготовки специалистов нематематических специальностей обеспечивает
соответствие курса математики объективным потребностям учебного
процесса;
реализацию дидактических принципов на МС для нематематических специальностей можно обеспечить созданием адекватной системы критериев соответствия МС данным принципам;
принцип оптимизации позволяет на основе полученной системы критериев соответствия создать новый метод построения МС, который гарантирует высокую степень реализации дидактических принципов при построении МС для нематематических специальностей;
с помощью НМПМС можно построить учебную программу любого другого учебного предмета, и даже весь учебный план для всякой специальности;
включение прототипа программного обеспечения для построения МС позволяет эффективно построить курс математики, даже если пользователь не располагает специальными знаниями по дидактике.
Личный вклад автора состоит в разработке системы критериев реализации на МС дидактических принципов, в создании метода отбора и построения МС на интегративной основе с использованием метода математического моделирования.
Содержание обучения в вузе и роль математики при подготовке специалистов-нематематиков
Процесс глобализации в экономике, науке и технике, большое разнообразие социальных и политических преобразований, увеличение негативного воздействия человека на окружающую среду и многие другие факторы, которые затрагивают все многообразие взаимоотношений между членами мирового сообщества, делают актуальной проблему содержания высшего образования. Чрезвычайно важно определить, каким должно быть содержание учебного процесса в высшем образовании для того, чтобы образовательные системы могли не только подготовить специалистов, обладающих вполне специфическим набором характеристик по заказу трудового рынка, но и, в первую очередь, формировать компетентных членов социума.
В последнее десятилетие вопросы, относящиеся к отбору и построению содержания учебного процесса в высшей школе, привлекают внимание разных специалистов и ведущих организаций в области высшего образования. Доказательством этого являются многочисленные документы международных и региональных мероприятий по вопросам образования, в которых интенсивно обсуждаются проблемы содержания учебного процесса. К таким мероприятиям можно отнести: Международный симпозиум ЮНЕСКО «Фундаментальное университетское образование» (Женева, 1994); Международный конгресс о высшем образовании в XXI в. (Манила, 1997); 5-я Международная конференция обучения взрослых (Гамбург, 1997); 46-я конференция ЮНЕСКО «Всемирная декларация о высшем образовании в XXI в.» (Париж, 1998); 68-е собрание Совета ОЕИ «Образование и труд. Планирование на 2001-2002 гг.» (Валенсия, 2001). В заключительных документах этих мероприятий в качестве приоритета высшего образования декларируется его ориентация на интересы личности, адекватные современным тенденциям общественного развития.
Согласно итогам вышеуказанных источников, цель современного высшего образования можно сформулировать так: «Подготовить высоко квалифицированных специалистов и ответственных граждан, способных отвечать достойно потребностям современного мира, включая профессиональную подготовку, сочетающую теоретические и практические знания высокого уровня, в соответствии с настоящими и предвидимыми потребностями общества» [150; 2]. При этом адекватность высшего образования надо оценивать по его соответствию ожиданиям общества. В рекомендациях 46-й конференции ЮНЕСКО «Всемирная декларация о высшем образовании в XXI в.» отмечается, что при планировании и организации учебного процесса учебные заведения должны иметь в виду тенденции на трудовом рынке, в научных, технических и экономических секторах. Особо подчеркивается, что в системе высшего образования ощущается необходимость обновления содержания, методов и средств обучения, основанных на новых видах связей и сотрудничества с разными областями общества.
Чтобы достичь поставленной цели, возможно, потребуется переформулировать учебные планы таким образом, чтобы обучение предметам могло перейти от знаниевого подхода к деятельностному. Будущие реформы должны способствовать переходу к новому педагогическо-дидактическому подходу, при котором образование могло бы создавать благоприятные условия для получения студентами практических знаний и умений, способностей коммуникации, творческого и критического анализа, смогло бы подготовить их для работы в разных ситуациях, где необходимы креативность и способность сочетать теоретические и практические знания.
Цели математического образования при подготовке специалистов-нематематиков
Так как дидактические принципы, и в частности принципы формирования содержания, «выражают зависимость между целями подготовки специалистов с высшим образованием и закономерностями, направляющими практику обучения в вузе» [84; 135], то перед тем, как уточнять систему принципов формирования МС, необходимо привести список приоритетных целей обучения математике для специалистов-нематематиков. Цели обучения математике формулируются многими исследователями по проблеме методики преподавания математики (см., например, [84; 135], [81; 116], [31], [47], [100], [92], [20], [39], [60; 64-89], [16], [17], [9], [50], [71], [103]). Исходя из анализа имеющихся в этих источниках описаний методов, классификаций и положений [72], утверждающих, что математика является не только мощным средством решения прикладных задач путем моделирования сложных явлений и процессов, но и играет значительную роль в формировании логического мышления и других качеств личности обучаемого, обеспечивая, таким образом, общекультурное его развитие, можно выделить три основные группы целей обучения математике: 1) формирование навыков использования математики для решения практических задач в учебной и профессиональной деятельности; 2) развитие определенных умственных качеств (формирование культуры мышления); 3) формирование определенной математической культуры. При этом должны соблюдаться прочные связи МС и других дисциплинарных блоков. Раскроем более детально содержание выделенных трех групп целей.
Первая группа целей (формирование навыков использования математики для решения практических задач в учебной и профессиональной деятельности) обеспечивает в учебном процессе такие функции, как:
снабжение обучаемых необходимым современным математическим языком и математическим аппаратом для овладения основами математических приемов и методов в учебной и профессиональной деятельности;
создание таких условий учебно-практической деятельности, чтобы студенты активно применяли приобретенные математические знания для решения практических задач непосредственно в процессе обучения (продуктивное использование математических знаний в других предметах);
формирование у студентов определенных знаний, умений и навыков по решению задач с активным использованием математического языка и различных математических методов (включая и метод моделирования).
Вторая группа целей {формирование культуры мышления) несет на себе такие функции, которые значительно расширяют рамки школьного образования и развития учащихся. Итак, важной задачей математики в вузе является дальнейшее формирование логического мышления студентов, позволяющего более осознанно и обоснованно осуществлять выбор эффективных и рациональных методов исследования при изучении научно-технических, профессиональных и жизненных процессов. В этом плане воспитание определенной культуры мышления включает:
формирование у студентов умения абстрагировать и логически мыслить;
развитие у студентов пространственного мышления;
развитие целого ряда мыслительных действий у студентов, таких как умение наблюдать, сравнивать, анализировать, аргументировать, обобщать, классифицировать, оперировать с различными математическими объектами, с которыми студентам пришлось встречаться на курсах математики;
формирование умения у студентов использования математических методов и понятий при описании различных по своей природе явлений и процессов, связанных как с другими учебными предметами, так и со своей будущей специальностью;
воспитание у студента способности понимать смысл поставленной перед ним задачи, научиться самостоятельно систематизировать получаемые математические знания, выделять главное, анализировать и выбирать оптимальные пути и средства для решения поставленных задач, составлять план решения задачи и реализовывать его;
обучение студентов интенсивно овладевать методами самостоятельного приобретения знаний и использования приобретенных навыков при решении новых задач, с которыми не пришлось встречаться ранее в процессе своего обучения;
развитие у студентов математической интуиции.
Построение мс на основе нмпмс и сравнительный анализ с традиционным мс на примере специальности «механика
Исходя из анализа большого количества учебных планов по специальности «механика» (включая разные области, по которым студент может специализироваться после второго или третьего курса, в зависимости от вуза) и соответствующих учебных программ по математике [111] можно утверждать, что в той или иной мере все рассмотренные учебные планы по специальности «механика» включают примерно одни и те же требования к знаниям и умениям по всем циклам дисциплин (гуманитарных, математических и естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных (профильных)). Срок обучения специалиста (бакалавра) при очной дневной форме обучения составляет от 4 до 5 лет, и по окончании обучения студент получает диплом бакалавра или инженера-механика (иногда указывается профиль).
Независимо от страны и вуза объектами профессиональной деятельности инженера-механика являются различные технические установки, машины и аппараты по производству, преобразованию и потреблению различных форм энергии. При этом основными областями профессиональной деятельности являются:
1. Производственно-технологические. Разработка конструкций энергетических машин, аппаратов и установок; создание прикладных программ расчета объектов сферы профессиональной деятельности; оптимизация проектных решений с учетом природоохранных и энергосберегающих технологий; проведение экспертизы проектно-конструкторских и технологических разработок.
2. Организационно-управленческие. Организация и координация работы коллектива исполнителей; осуществление технического контроля испытаний и управление качеством в процессе производства; обеспечение заданного уровня качества продукции с учетом международных стандартов.
3. Учебные. Преподавательская и исследовательская работа в области образования.
4. Инженерно-исследовательские. Постановка, планирование и проведение научно-исследовательских работ теоретического и прикладного характера; разработка новых методов экспериментальных исследований; разработка моделей физических процессов в объектах сферы профессиональной деятельности; анализ результатов исследований и их обобщение.
Кроме дополнительных требований к специальной подготовке бакалавра, установленных вузом с учетом особенностей страны, района, вуза и специализации, требования, предъявляемые к бакалавру, включают владение им навыками самостоятельной научно-исследовательской и научно-педагогической деятельности, требующими широкого образования в соответствующем направлении специальности.
Общие требования к основной образовательной программе бакалавра инженера-механика включают учебный план, программы учебных дисциплин, программы учебных и производственных практик и программы научно-исследовательской работы. В соответствии с программой подготовки бакалавра во многих колумбийских и зарубежных вузах учебный план подготовки инженера-механика содержит, как правило, три основных блока дисциплин: цикл гуманитарных и социально-экономических дисциплин; цикл математических и естественнонаучных дисциплин (математика, информатика, физика, химия и теоретическая механика); цикл общепрофессиональных дисциплин; цикл специальных дисциплин (профильные) и, наконец, дисциплины и курсы по выбору студента, устанавливаемые вузом. Вместе с тем, количество учебных недель обучения находится в пределах от 136 до 160, причем курс математики занимает от 200 до 630 часов. В зависимости от этого курс математики может содержать лишь основные элементы дифференциального и интегрального исчисления одной и многих переменных, обыкновенных дифференциальных уравнений, теории вероятностей, статистики, линейной алгебры и аналитической геометрии. Также встречаются программы по математике, которые включают 7 курсов, каждый по 90 часов (логика и теория множеств, дифференциальное исчисление функций одной переменной; интегральное исчисление функций одной переменной; дифференциальное и интегральное исчисление функций многих переменных и теория поля; линейная алгебра; обыкновенные дифференциальные уравнения, системы линейных уравнений и элементы дифференциальных уравнений в частных производных; функции комплексного переменного и теория преобразований; численные методы; теория вероятностей и статистика).
