Введение к работе
В современном обществе образование, особенно высшее, рассматривается как главный, ведущий фактор социального и экономического прогресса. Для специалиста первостепенное значение приобретает способность находить правильные решения в конкретных ситуациях; получать, преобразовывать, использовать и передавать информацию. А это, в свою очередь, требует от выпускника политехнического вуза способности овладевать различными знаковыми системами, оперировать абстракциями, образами и символами, которая формируется, как свидетельствуют результаты многочисленных психологических и методических исследований, преимущественно в процессе изучения математики. Математика, писал Вейль, это наука, которая представляет собой деятельность — систему действий по построению, конструированию специфических абстрактных объектов, представляющих собой символические, знаковые конструкции.
Ведущую роль в передаче способа, каким следует оперировать со знаками и формулами, играет язык. Поэтому не случайным был интерес выдающихся математиков двадцатого века Г. Вейля и Д. Гильберта к языку. И именно в языке как в фокусе сосредоточиваются методологические проблемы, затрудняющие изучение математики в средней и высшей школе: проблемы отношения между предметным содержанием, мыслью и высказыванием.
Действительно, анализ состояния качества математической подготовки в политехническом вузе показывает отсутствие у студентов умений: устанавливать отношения между содержанием математического факта и его внешним выражением; выражать адекватно свои мысли; приписывать смысл математическим терминам и т. п. Одной из причин сложившейся ситуации является недостаточное внимание к языковой работе в практике обучения математике.
Многие математики и методисты указывали на необходимость усиления внимания к проблеме языковой составляющей в математическом образовании, разрабатывали ее отдельные аспекты: в контексте отражения методологии математики в математическом образовании — А.Д. Александров, С.В. Варфоломеева, В.Г. Болтянский, А.В. Гладкий, Б.В. Гнеденко, А.Н. Колмогоров, Г.И. Саранцев, И.В. Егорченко, М.А. Родионов и другие; в контексте формирования математической культуры и развития логического мышления учащихся — В.М. Брадис, А.Г. Мордкович, И.А. Гибш, Н.Н. Егорова, Дж. Икрамов, А.А. Столяр, А.Я. Хинчин и другие.
К проблемам развития математической речи учащихся обращались М.К. Алимова, В.А. Далингер, А.Я. Блох, М.Я Блох, Б.Е. Вейц, Г.Е. Крейдлин, В.В. Репьев, А.Д. Шмелев и другие. Исследованием конкретных вопросов математического языка в контексте обучения ему в школе занимались И.И. Антипов, Н.Я. Виленкин, Г.В. Дорофеев, Я.И. Груденов, Т.А. Иванова, М.И. Зайкин, Т.Н. Миракова, Л.С. Капкаева, З.Крыговская, Г.В. Лютомский, Л.С. Оксман, А.Х. Назиев, Л.М. Наумова, А.А. Столяр, Г.Г. Шмырева, П.М. Эрдниев и др., отношением предметного языка и метаязыка — Г.В. Дорофеев, Х.Б. Карри, С.К. Клини, Г.Е. Крейдлин, А.Х. Назиев, А. Черч и др.; касались возникающих в процессе преподавания математики в вузе языковых проблем Л.Д. Кудрявцев, М.А. Иванюк, М.В. Потоцкий и др.
В немногочисленных работах (Денищевой, Ю.А.Глазкова, К.А. Краснянской, М.А. Иванюк и др.) раскрываются отдельные аспекты языковой компетентности и компетенции, применения знаково-символического языка в обучении математике в средней и высшей школе.
Однако, несмотря на большое количество и несомненную важность этих и других работ, теория и методика формирования языковых компетенций в курсе обучения математике в вузе остаются в значительной степени неразработанными. Отсутствуют исследования, направленные на выявление методических условий формирования и проверки языковых компетенций в процессе обучения математике в политехническом вузе.
Все вышесказанное обусловливает актуальность исследования совершенствования математического образования студентов политехнического вуза посредством языковой деятельности, формирования у них языковых компетенций в процессе обучения математике.
Поясним понятия «компетенция», «компетентность», «языковая компетенция».
Компетенция (от лат. Competere — соответствовать, подходить) — это личностная способность специалиста решать определенный класс профессиональных задач.
Компетенция в образовании — совокупность знаний, навыков, умений, формируемых в процессе обучения той или иной дисциплине, а также способность к выполнению какой-либо деятельности.
Компетентностью (от лат. Competence) называется совокупность компетенций, наличие знаний и опыта, необходимых для эффективной деятельности в заданной предметной области.
Языковая компетенция предполагает знание самого языка, его устройства и функционирования, языковых норм.
Термин «языковая компетенция» был введен Н. Хомским в контексте лингвистических исследований. Он рассматривал ее как полное знание о родном языке, которое описывается грамматикой, включающей в себя набор правил, регулирующих порождение всех возможных в данном языке структур предложений путем преобразования исходной конструкции.
В науке нет общего мнения о том, что следует понимать под языковой компетенцией. В дидактике и методике преподавания языка этим термином, как правило, обозначают совокупность навыков и умений в ходе языковой деятельности. Причем в разных работах даются различные их перечни, отсутствует единообразие в терминологии, сам термин «языковая компетенция» для обозначения используемых понятий употребляется не всеми авторами.
Мы трактуем понятие «языковые компетенции» в контексте обучения математике следующим образом:
языковые компетенции — способность студента решать определенные классы задач с правильным употреблением слов, синтаксических и семантических структур: отличать математический объект от его обозначения на письме; применять правильно принцип предметности; выявлять имя, значение имени, смысл имени математического объекта, выявлять их взаимосвязь; различать предметный язык и метаязык при обучении математике; выявлять ошибки, недочеты в определениях (в математических рассуждениях) и в решениях задач с точки зрения употребления языка; определять роль языка при работе с объектами теории вероятностей.
Проблема исследования состоит в разработке теоретических и методических основ формирования языковых компетенций в курсе математики политехнического вуза (на примере теории вероятностей). Ее решение составило цель исследования.
Объект исследования: содержание и процесс обучения математическим дисциплинам в политехническом высшем учебном заведении.
Предмет исследования: цель, средства формирования языковых компетенций в обучении математике студентов политехнического высшего учебного заведения (в курсе теории вероятностей).
Гипотеза исследования: если выделить действия, составляющие языковые компетенции, разработать методику их формирования (цели, средства, формы) и внедрить ее в практику преподавания математики в политехническом вузе, то это позволит повысить качество обучения математике (в том числе теории вероятностей).
Проблема, цель, предмет и гипотеза исследования обусловили следующие частные задачи:
1) исследовать состояние разработанности проблемы формирования языковых компетентностей;
2) выявить уровень языкового развития студентов в рамках обучения математике в политехническом вузе, в частности, в процессе обучения теории вероятностей;
3) обосновать необходимость целенаправленной работы по формированию языковых компетенций в процессе обучения математике, в частности, усиления языковой составляющей при работе с абстрактными объектами (математическими объектами, в том числе объектами теории вероятностей);
4) охарактеризовать языковую компетенцию и ее составляющие в обучении математике;
5) разработать типологию заданий, направленных на отделение языка и метаязыка в обучении математике;
6) выделить составляющие языковые компетенции действия и разработать типологию заданий для их формирования;
7) разработать задания для формирования и диагностики сформированности составляющих языковые компетенции действий в процессе обучении математике в вузе;
8) разработать методику языковой работы и экспериментально проверить ее эффективность.
Для решения поставленных задач были использованы следующие методы педагогического исследования:
— анализ психолого-педагогической, математической и методической литературы по теме исследования;
— изучение документов по совершенствованию высшего образования (Государственные стандарты, Закон об образовании);
— анализ учебно-методических пособий для вузов, изучение практического опыта преподавателей по формированию языковой культуры при обучении математике;
— эксперимент по проверке основных положений диссертационного исследования;
— статистическая обработка и анализ результатов проведенного эксперимента.
Методологическую основу исследования составили работы по проблеме методологии обучения, теории и методике обучения математике, исследования по проблемам единства теории и практики, теории познания, образования и воспитания, теории развития личности. Теоретическими предпосылками исследования явились также работы по теории и методике обучения математике Г.И. Саранцева, Т.А. Ивановой, А.Х. Назиева, Т.Н. Мираковой, М.А. Родионова, А.А. Столяра и др.; теории деятельности — А.Н. Леонтьева, С.Л. Рубинштейна, В.А. Байдак, Ю.М. Колягина, В.И. Крупича и др.; теории речевой деятельности — Л.С. Выготского и др.
Организация исследования: исследование проводилось с 2005 по 2008 год и состояло из трех этапов:
2005-2006 год — изучение и анализ психолого-педагогической и учебно-методической литературы по проблеме исследования, изучалось состояние исследуемой проблемы в вузовской практике, проводился констатирующий эксперимент.
2006-2007 год — разработка методики формирования языковых компетенций в обучении математике в политехническом вузе, проводился поисковый эксперимент.
2007-2008 год — проводился обучающий эксперимент с целью проверки эффективности и корректировки предлагаемой методики, обобщены результаты исследования, сделаны выводы, литературное оформление диссертации.
Научная новизна исследования заключается в том, что в нем проблема формирования языковых компетенций в обучении математике студентов политехнического вуза решалась на основе единства: представления о деятельностном характере языка, своеобразии интеграции естественного и математического языка, приоритетной роли принципа предметности употребления имен. Поставлена и решена проблема формирования языковых компетенций в обучении студентов политехнического вуза на примере теории вероятностей.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:
— охарактеризована языковая компетенция в условиях обучения математике студентов вуза;
— выявлена совокупность действий, адекватных содержанию понятия языковой компетенции и построенной их иерархии в контексте интеграции естественного и математического языка в обучении математике;
— выявлена значимость разделения предметного языка и метаязыка в процессе обучения математике в политехническом вузе;
— обоснована главенствующая роль в языковой работе при обучении математике, в том числе и в политехническом вузе, принципа предметности;
— разработана типология заданий на формирование языковых компетенций в обучении математике.
Практическая значимость исследования состоит в том, что разработанное методическое обеспечение формирования языковых компетенций может быть использовано преподавателями вузов и учителями средних школ в процессе обучения математике, преподавателями педагогических вузов при проведении занятий по теории и методике обучения математике, а также авторами учебных пособий, предназначенных для учителей, студентов учащихся.
Достоверность и обоснованность результатов диссертационного исследования обеспечены высокой степенью достоверности данных лингвистических, педагогических, научно-методических работ, диссертаций, учебно-педагогической и учебно-методической литературы, на которые опирались при разработке теоретических положений и методической системы, логической непротиворечивостью проведенных рассуждений и выводов, их согласованностью с концепциями базисных наук и принципиальным соответствием основным результатам других исследований. Обоснованность и достоверность подтверждается также результатами проведенного эксперимента.
Апробация и внедрение результатов. Методические разработки по формированию языковых компетенций в курсе математики политехнического вуза (на примере теории вероятностей) проверялись и отрабатывались в ходе педагогического эксперимента на практике работы Московского государственного открытого университета (Рязанского политехнического института (филиал)). Основные положения и результаты исследования докладывались на аспирантских научно-методических семинарах, организованных при кафедре математического анализа Рязанского государственного университета имени С.А. Есенина (2006-2007 гг.), обсуждались на заседаниях кафедры Высшей математики МГОУ, на научно-методической конференции (18-19 декабря 2006 г., Самара) «Естественнонаучное образование в ВУЗе: проблемы и перспективы»; на научно-практических конференциях «Преподавание математики в профильной школе», Рязань, 2008.
На защиту выносятся следующие положения:
1) Усвоение основного содержания математических дисциплин в политехническом вузе в процессе их обучения требует усиленного внимания к языковой деятельности, что приводит к проблеме формирования языковых компетенций.
2) Формирование у студента способности различать предметный язык и метаязык способствует повышению качества математической подготовки (в частности, по теории вероятностей).
3) Эффективным средством формирования языковых компетенций в обучении математике являются задачи, для правильного решения которых необходимо применение принципа предметности.
4) Выявление значения языка при изучении теории вероятностей в политехническом вузе способствует лучшему усвоению математических дисциплин, базирующихся на ней: «Математические основы теории надежности», «Математическая статистика», «Приложение теории вероятностей в задачах электроэнергетики».
По теме исследования опубликовано 8 работ (1 статья в журнале, рекомендованном ВАК), в которых раскрыты основные идеи диссертации.
Структура диссертационной работы: введение, две главы, заключение, библиографический список.
