Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические основы обучения математике в системе довузовской подготовки учащихся старших классов с применением технологий дистанционного обучения
1. Анализ современного состояния проблемы использования дистанционного формата обучения математике в школе 16
2. Реализация этапов математической учебной деятельности в рамках довузовской подготовки школьников на основе применения технологий дистанционного обучения 38
3. Психолого-педагогические особенности применения технологий дистанционного обучения математике в процессе довузовской подготовки школьников 66
4. Методические принципы реализации довузовской математической подготовки школьников с применением дистанционных технологий 77
Выводы по главе 1 99
ГЛАВА 2. Методические основы обучения математике в системе довузовской подготовки школьников с применением технологий дистанционного обучения
1. Модель довузовской математической подготовки школьников на основе применения технологий дистанционного
2. Содержательно-методическое обеспечение модели довузовской математической подготовки школьников на основе применения технологий дистанционного обучения 116
3. Реализация совместной деятельности преподавателя и учащихся в системе довузовской подготовки на основе использования технологий дистанционного обучения 131
4. Экспериментальное педагогическое исследование 147
Выводы по главе 2 166
Заключение 169
Библиографический список
- Реализация этапов математической учебной деятельности в рамках довузовской подготовки школьников на основе применения технологий дистанционного обучения
- Методические принципы реализации довузовской математической подготовки школьников с применением дистанционных технологий
- Содержательно-методическое обеспечение модели довузовской математической подготовки школьников на основе применения технологий дистанционного обучения
- Реализация совместной деятельности преподавателя и учащихся в системе довузовской подготовки на основе использования технологий дистанционного обучения
Реализация этапов математической учебной деятельности в рамках довузовской подготовки школьников на основе применения технологий дистанционного обучения
Развитие понятия «дистанционное обучение математике» исследовано В.И. Снегуровой [142], которая определяет дистанционное обучение математике как «процесс передачи и усвоения математических знаний, организации деятельности по их усвоению, а также превращения их в достояние индивида в условиях специально созданной технологической информационно-образовательной среды, посредством которой осуществляется взаимодействие между учителем и учащимися». Система дистанционного довузовского обучения математике исследована в работе Д.А. Лысенко [96]. Отмечая в качестве недостатков существующих систем ДО математике фиксированную программу обучения, анализ учебной деятельности учащегося на основе только конечных результатов учебной деятельности (тестовая система оценки знаний), автор предлагает решение данной проблемы на основе понятия «комплексной индивидуализации», предполагающей: со стороны ученика - фиксацию видов ошибок в процессе решения задач путем вычисления рейтинга, отсутствие жесткой программы обучения, отслеживание темпа обучения и его коррекции; со стороны преподавателя - фиксирование приемов обучения и передачу опыта дистанционного обучения математике.
В исследовании сформулированы такие требования к построению системы дистанционного обучения математике, как наличие обучающего эффекта, возможность задания темпа обучения и его регуляции, отслеживания динамики обучения, наличие комплексной индивидуализации обучения (со стороны ученика и учителя), коррекция учебной программы на основе статистических данный об ошибках учащегося и успешно решенных задачах.
Кроме того, предложено структурное описание системы дистанционного обучения математике, как состоящей из трех подсистем: система работы с фактическим материалом (хранилище задач с иерархической структурой; алгебраический тренажер с редактором формул для преобразования математических выражений; система идентификации задач; редактор формул; автоматический множитель задач по шаблону; хранилище методических материалов - теоретических материалов и методических указаний), подсистема учета учащихся (модуль начального тестирования; модуль проверки результатов и фиксации ошибок; модуль учета успеваемости, модуль формирования контрольных заданий), административная подсистема.
Необходимость комплексного использования дистанционного обучения и традиционных методов обучения математике учащихся старшей школы как средство реализации индивидуального подхода, обусловленная активным внедрением технологий дистанционного обучения в образовательный процесс как в средней, так и в высшей школе обоснована в работе С.Н. Трегубовой [155].
В исследовании отмечается, что использование средств ИКТ в процессе дистанционного обучения математике позволяет усилить прикладную и практическую направленность и создать условия для реализации индивидуального подхода на качественно новом уровне. В работе предложено учебно-методическое обеспечение дистанционного обучения математике, включающее в себя: информационный блок (информация об учебном курсе и организации учебного процесса); содержательный блок (конспекты лекций, слайд-лекции, разработки практических занятий, образцы решенных типовых задач, методические рекомендации по решению задач, индивидуальные уровневые задания для самостоятельной работы учащегося, примерные варианты контрольных работ); контрольно-оценочный блок.
Также определены критерии отбора учебного материала (соответствие государственным образовательным стандартам, новизна учебного материала, степень ознакомления учащегося с разделом или темой, доступность и трудность учебного материала) и необходимые условия для организации самостоятельной учебной деятельности учащегося (обучение по индивидуальным планам, реализация системы очных и дистанционных консультаций, создание учебно-методического обеспечения с учетом уровневой дифференциации), причем повышение уровня самостоятельной учебной деятельности учащегося является одним из критериев эффективности системы дистанционного обучения математике. В исследовании отмечается, что интенсификация процесса обучения в части контролируемой самостоятельной учебной деятельности учащегося осуществляется и дает высокий результат при максимальном использовании средств ИКТ в процессе обучения.
Обучение математике одаренных школьников региона в условиях дистанционной модели дополнительного математического образования исследовано З.С. Гребневой [31], отмечающей, что использование дистанционной поддержки обучения изменяет не только организацию, но и качество обучения, а именно: реализует индивидуальный подход и личностно ориентированное обучение; активизирует учебную деятельность учащегося при выполнении творческих заданий; расширяет возможности педагога при организации самостоятельной работы во внеурочное время; увеличивает доступность дополнительного учебного материала для учащегося; расширяет возможности доступа к учебной информации. В исследовании отмечается важность психолого-педагогического сопровождения дистанционного обучения, профессиональное самоопределение учащегося выделяется как один из параметров оценки эффективности обучения и развития учащегося.
В исследовании В.И. Снегуровой выявлена специфика дистанционного обучения математике по сравнению с традиционным обучением, которая проявляется в построении структуры и содержания дистанционного ресурса, в том, что все этапы работы с элементами математического содержания должны быть заложены в структуре содержания учебного дистанционного ресурса (в отличие от традиционного обучения, когда вся работа по формированию математических знаний изначально заложена в деятельности учителя); наполнении дистанционного ресурса большим количеством примеров, демонстрирующих правильное употребление математического языка и математической речи; выборе типов занятий в режиме реального времени, обусловленных спецификой взаимодействия в информационно-образовательной среде; построении и отборе содержания контрольно-диагностической системы, которая должна обеспечивать не только контроль результатов, но и диагностику процесса взаимодействия учащихся с учебными материалами; а также позволять максимально точно идентифицировать личность учащегося; возможности более полной индивидуализации обучения через построение и реализацию индивидуальных маршрутов освоения учебного математического содержания, ориентированных на индивидуальные образовательные потребности учащихся.
Также отмечается, что специфика обучения математике по сравнению с другими учебными предметами в среде дистанционного обучения проявляется в отборе форм проведения дистанционных занятий по математике; требованиях к дистанционному учебному ресурсу; построении технологической цепочки процесса дистанционного обучения, отражающей структуру учебной математической деятельности и этапы работы с элементами математического содержания; содержании контрольно-диагностической системы [142].
Методические принципы реализации довузовской математической подготовки школьников с применением дистанционных технологий
Развитие понятия «дистанционное обучение математике» исследовано В.И. Снегуровой [142], которая определяет дистанционное обучение математике как «процесс передачи и усвоения математических знаний, организации деятельности по их усвоению, а также превращения их в достояние индивида в условиях специально созданной технологической информационно-образовательной среды, посредством которой осуществляется взаимодействие между учителем и учащимися». Система дистанционного довузовского обучения математике исследована в работе Д.А. Лысенко [96]. Отмечая в качестве недостатков существующих систем ДО математике фиксированную программу обучения, анализ учебной деятельности учащегося на основе только конечных результатов учебной деятельности (тестовая система оценки знаний), автор предлагает решение данной проблемы на основе понятия «комплексной индивидуализации», предполагающей: со стороны ученика - фиксацию видов ошибок в процессе решения задач путем вычисления рейтинга, отсутствие жесткой программы обучения, отслеживание темпа обучения и его коррекции; со стороны преподавателя - фиксирование приемов обучения и передачу опыта дистанционного обучения математике.
В исследовании сформулированы такие требования к построению системы дистанционного обучения математике, как наличие обучающего эффекта, возможность задания темпа обучения и его регуляции, отслеживания динамики обучения, наличие комплексной индивидуализации обучения (со стороны ученика и учителя), коррекция учебной программы на основе статистических данный об ошибках учащегося и успешно решенных задачах.
Кроме того, предложено структурное описание системы дистанционного обучения математике, как состоящей из трех подсистем: система работы с фактическим материалом (хранилище задач с иерархической структурой; алгебраический тренажер с редактором формул для преобразования математических выражений; система идентификации задач; редактор формул; автоматический множитель задач по шаблону; хранилище методических материалов - теоретических материалов и методических указаний), подсистема учета учащихся (модуль начального тестирования; модуль проверки результатов и фиксации ошибок; модуль учета успеваемости, модуль формирования контрольных заданий), административная подсистема.
Необходимость комплексного использования дистанционного обучения и традиционных методов обучения математике учащихся старшей школы как средство реализации индивидуального подхода, обусловленная активным внедрением технологий дистанционного обучения в образовательный процесс как в средней, так и в высшей школе обоснована в работе С.Н. Трегубовой [155].
В исследовании отмечается, что использование средств ИКТ в процессе дистанционного обучения математике позволяет усилить прикладную и практическую направленность и создать условия для реализации индивидуального подхода на качественно новом уровне. В работе предложено учебно-методическое обеспечение дистанционного обучения математике, включающее в себя: информационный блок (информация об учебном курсе и организации учебного процесса); содержательный блок (конспекты лекций, слайд-лекции, разработки практических занятий, образцы решенных типовых задач, методические рекомендации по решению задач, индивидуальные уровневые задания для самостоятельной работы учащегося, примерные варианты контрольных работ); контрольно-оценочный блок.
Также определены критерии отбора учебного материала (соответствие государственным образовательным стандартам, новизна учебного материала, степень ознакомления учащегося с разделом или темой, доступность и трудность учебного материала) и необходимые условия для организации самостоятельной учебной деятельности учащегося (обучение по индивидуальным планам, реализация системы очных и дистанционных консультаций, создание учебно-методического обеспечения с учетом уровневой дифференциации), причем повышение уровня самостоятельной учебной деятельности учащегося является одним из критериев эффективности системы дистанционного обучения математике. В исследовании отмечается, что интенсификация процесса обучения в части контролируемой самостоятельной учебной деятельности учащегося осуществляется и дает высокий результат при максимальном использовании средств ИКТ в процессе обучения.
Обучение математике одаренных школьников региона в условиях дистанционной модели дополнительного математического образования исследовано З.С. Гребневой [31], отмечающей, что использование дистанционной поддержки обучения изменяет не только организацию, но и качество обучения, а именно: реализует индивидуальный подход и личностно ориентированное обучение; активизирует учебную деятельность учащегося при выполнении творческих заданий; расширяет возможности педагога при организации самостоятельной работы во внеурочное время; увеличивает доступность дополнительного учебного материала для учащегося; расширяет возможности доступа к учебной информации. В исследовании отмечается важность психолого-педагогического сопровождения дистанционного обучения, профессиональное самоопределение учащегося выделяется как один из параметров оценки эффективности обучения и развития учащегося.
В исследовании В.И. Снегуровой выявлена специфика дистанционного обучения математике по сравнению с традиционным обучением, которая проявляется в построении структуры и содержания дистанционного ресурса, в том, что все этапы работы с элементами математического содержания должны быть заложены в структуре содержания учебного дистанционного ресурса (в отличие от традиционного обучения, когда вся работа по формированию математических знаний изначально заложена в деятельности учителя); наполнении дистанционного ресурса большим количеством примеров, демонстрирующих правильное употребление математического языка и математической речи; выборе типов занятий в режиме реального времени, обусловленных спецификой взаимодействия в информационно-образовательной среде; построении и отборе содержания контрольно-диагностической системы, которая должна обеспечивать не только контроль результатов, но и диагностику процесса взаимодействия учащихся с учебными материалами; а также позволять максимально точно идентифицировать личность учащегося; возможности более полной индивидуализации обучения через построение и реализацию индивидуальных маршрутов освоения учебного математического содержания, ориентированных на индивидуальные образовательные потребности учащихся.
Также отмечается, что специфика обучения математике по сравнению с другими учебными предметами в среде дистанционного обучения проявляется в отборе форм проведения дистанционных занятий по математике; требованиях к дистанционному учебному ресурсу; построении технологической цепочки процесса дистанционного обучения, отражающей структуру учебной математической деятельности и этапы работы с элементами математического содержания; содержании контрольно-диагностической системы [142].
Содержательно-методическое обеспечение модели довузовской математической подготовки школьников на основе применения технологий дистанционного обучения
Реализация принципа обеспечивается возможностью доступа учащегося к полному набору модулей, дробление содержания учебного модуля на еще более мелкие части - элементы, содержащие рекомендации для самостоятельной работы с его содержимым (ссылки на требующий актуализации теоретический материал школьного учебника и/или другого источника информации; на теоретический и/или задачный материал предыдущего и/или последующего учебного элемента или модуля; ссылки на источники, содержащие более углубленные сведения по теме и т.п.), теоретический материал для обобщения, систематизации и углубления теоретических знаний, опорные задачи с решениями и систему задач разного уровня сложности для самостоятельного решения с подсказками, отсылающими к необходимому для повторения/изучения теоретическому или задачному материалу. Эти материалы позволяют учащемуся самостоятельно выстроить план работы и реализовать его: найти и повторить теорию, ранее изучавшуюся в школе; самостоятельно систематизировать знания по теме; найти дополнительный материал для более полного понимания изучаемой темы; повторить решения опорных задач; выполнить самостоятельно задания, проконтролировать правильность их выполнения и, в случае неудачи, вернуться к изучению нужного теоретического или задачного материала; сформулировать вопросы к преподавателю и т.д.
Регламентируемость. Этот принцип напрямую связан с предыдущим, так как регламентируемость учебной деятельности учащегося является условием формирования универсальных учебно-трудовых навыков планирования, рационализации учебной деятельности на основе взаимодействия с дистанционным учебным ресурсом, а также формированию метапредметных компетенций, относящихся к самообучению и самообразованию.
Регламентируемость предполагает планирование самостоятельной работы учащегося; реализуется путем предоставления учащемуся календарно-тематического плана самостоятельной работы и контроля за выполнением этой работы со стороны преподавателя (например, в форме установления конкретных сроков изучения материалов элемента учебного модуля - в течение недели), не исключая при этом возможности обучаться в удобном для учащегося временном режиме. Пример такого учебного плана приведен во второй главе настоящего исследования.
Индивидуализация. Данный принцип реализуется посредством входного и текущего контроля знаний, учета данных об успешно решенных задачах, об ошибках учащегося и характере допущенных ошибок, анализом числа попыток решения задачи; позволяет построить и корректировать индивидуальную образовательную траекторию в зависимости от индивидуальных потребностей учащегося и поставленной дидактической цели. Связан с принципами многоуровневости представления содержания математического образования, использования современных ИКТ как эффективного способа развертывания учебной математической деятельности и принципом сочетания коллективных и индивидуальных форм работы. Например, рассмотрим результаты самостоятельной работы учащихся А и В с дистанционным учебным ресурсом заданием в ходе изучения темы «Свойства высот треугольника»:
Кроме того, учитывая, что учащийся А выбрал направление дальнейшего профессионального образования, не связанное с углубленным изучением математики (например, «Психология», «Клиническая психология»), а учащийся В - направление профессионального образования, связанное с углубленным изучением математики (например, «Фундаментальная информатика и информационные технологии»), преподаватель назначает учащемуся В дополнительное задание, использующее более общее свойство медианы (медиана треугольника делит его на два равновеликих) и имеющее два варианта решения:
Затем результаты самостоятельной работы с дополнительными заданиями обсуждаются в ходе очного занятия.
Сочетание коллективных и индивидуальных форм работы. Этот принцип означает необходимость и долженствование использования в системе довузовской подготовки школьников по математике разнообразных форм организации обучения. При этом необходимо учитывать, что индивидуальное развитие учащегося при коллективной форме работы будет эффективным, если такая работа динамична и нацелена на субъективную деятельность учащегося.
Привлечение технологий дистанционного обучения позволяет достичь этого эффекта при сочетание коллективной работы учащихся в ходе в ходе очных занятий с индивидуальной самостоятельной работой учащегося с дистанционным учебным ресурсом.
Реализация совместной деятельности преподавателя и учащихся в системе довузовской подготовки на основе использования технологий дистанционного обучения
На констатирующем этапе эксперимента была изучена система довузовской подготовки по математике и проведена оценка знаний выпускников средних школ по геометрии на примере анализа результатов ЕГЭ за 2009-2010 год.
Анализ результатов ЕГЭ по математике 2009 года, представленный в аналитическом отчете ФИПИ «Результаты единого государственного экзамена (краткий анализ результатов выполнения экзаменационных работ ЕГЭ в мае-июне 2009 года)» (www.fipi.ru), и диагностические работы в формате ЕГЭ (www.mioo.ru), проведенные осенью 2009 года, позволили сделать ряд выводов относящихся к ключевым вопросам, на которых должна быть сосредоточена подготовка к ЕГЭ. К ним относятся важные выводы относительно преподавания геометрии в старшей школе.
Включение в КИМ ЕГЭ 2010 года геометрических заданий базового уровня сложности было нацелено на восстановление преподавания геометрии. Сокращение преподавания геометрии в большом числе школ определяется, в том числе, отсутствием контроля геометрических знаний на базовом уровне (к геометрическим задачам ЕГЭ в 2009 году приступало менее 20% экзаменуемых).
Результаты ЕГЭ 2009-2010, представленные на официальном сайте Федерального института развития образования (www.fipi.ru) показали, что в геометрической подготовке выпускников имеются пробелы в развитии пространственных представлений, умении правильно изобразить геометрические фигуры, провести дополнительные построения, провести вычисления, применить полученные знания к решению практических задач.
Можно сделать вывод, что при изучении геометрии в старшей школе необходимо находить возможность восстанавливать базовые знания курса планиметрии (прямоугольный треугольник, решение треугольников, четырехугольники и т.д.), а также необходимо повышать наглядность преподавания, больше уделять внимания вопросам изображения геометрических фигур, формированию конструктивных умений и навыков, применению геометрических знаний к решению практических задач.
Далее была изучена система довузовской подготовки по математике ФБГОУ ВПО МУПОЧ «Дубна». Основанный в 1995 г. ФБГОУ ВПО Международный университет природы, общества и человека «Дубна» имеет развитую структуру довузовской математической подготовки учащихся старших классов и абитуриентов. В нее, в частности, входят:
Контингент обучающихся в системе довузовской подготовки ГОУ ВПО МУПОЧ «Дубна» в основном представлен учащимися старших классов и выпускниками ССУЗов из территориально отдаленных районов Московской и Тверской областей - г.г. Дмитров, Талдом (Московская область), г.г. Савелово, Конаково, Кимры (Тверская область), населенных пунктов сельского типа, а также г. Дубны.
Преподавание математики в системе довузовской подготовки ГОУ ВПО МУПОЧ «Дубна» проводится по авторским программам и учебным планам, соответствующим «Стандарту среднего (общего) образования по математике. Профильный уровень». Для методического обеспечения учебного процесса в предыдущие годы были разработаны учебно-методические пособия и дидактические материалы на бумажных носителях, система электронных тематических уровневых тестов. Для очной формы обучения преподавание ведется по лекционно-семинарской системе. Для учащихся подготовительного отделения в течение учебного года проводятся занятия по курсам «Алгебра», «Начала математического анализа», «Геометрия (планиметрия и стереометрия)», «Тригонометрия», для учащихся подготовительных курсов проводятся занятия по интегрированному курсу «Элементарная математика». Учебный план подготовительного отделения включает 8-12 учебных часов математики в неделю, учебный план для очных подготовительных курсов - 4 часа (при 32 учебных неделях).
В предыдущие годы тема «Планиметрия» на подготовительном отделении изучалась в полном объеме по описанной методике, но без применения электронных средств обучения. При этом эффективность такого обучения была достаточно низкой в силу недостаточного количества учебного времени и территориальной, удаленностью места жительства учащихся от учебного заведения. Применение технологий ДО, как уже указывалось выше, предположительно позволяет преодолеть указанные сложности при условии разработки соответствующего методического обеспечения, представленного нами в предыдущих разделах.
