Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ И ПСИХОЛОГО -ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ДИАГНОСТИКИ КОНЕЧНОГО РЕЗУЛЬТАТА ОБУЧЕНИЯ 15
1.1. Цели как конечный результат обучения 15
1.2. Диагностика конечного результата обучения 24
1.3. Применение тестов для диагностики конечного результата в зарубежной и отечественной практики 26
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СЛОЖИВШЕЙСЯ СИСТЕМЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА 40
2.1. Общие проблемы математической подготовки в техническом вузе 40
2.2. Структура недостатков математической подготовки студентов технического вуза 54
2.3. Анализ профессиональной направленности курса математики в техническом вузе 66
ГЛАВА 3. ДИАГНОСТИКА И КОРРЕКЦИЯ РЕЗУЛЬТАТА ОБУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОГО КУРСА МАТЕМАТИКИ 74
3.1. Формирование курса математики, ориентированного на конечный результат 74
3.1.1. Принципы и этапы построения курса математики 74
3.1.2. Реализация принципов и этапов построения курса 77
3.1.3. Активные формы УИРС в курсе математики ; 79
3.1.4. Организационно-методическое обеспечение целенаправленного курса математики 81
3.2. Итоговая аттестация студентов по курсу математики 87
3.2.1. Разработка принципов создания итогового теста. Составление вариантов. Экспериментальная проверка 88
3.2.2. Разработка комплексных итоговых заданий (физика и математика) 99
3.3. Коррекция оценочной деятельности преподавателя 104
3.3.1. Инвариантная структура деятельности преподавателя, разрабатывающего тесты 104
3.3.2. Модель направленного обучения преподавателей педагогическому тестированию 110
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 119
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Определение основных понятий, используемых в диссертации... 134
2. Требования к инженеру XXI века (Европейская Федерация Национальных Ассоциаций инженеров) 139
3. Система требований к выпускнику инженерного вуза (Ш Всемирный конгресс по инженерному образованию в Портсмуте) 141
4. Таксономия Б.Блума (категория учебных целей) 142
5. Фрагмент теста GRE для итоговой аттестации бакалавров за рубежом 144
6. Ядро учебной программы европейской высшей школы 152
7. Анкеты, использованные в процессе исследования (7.1 - 7.7) 158
8. Сравнительная таблица основных требований к выпускнику -инженеру 165
9. Перечень общих умений, формируемых в курсе «Высшая математика» технического вуза 166
10.Рабочая программа курса «Высшая математика» (направление 552500 - Радиотехника) 167
11 .Фрагмент методических рекомендаций для студентов по теме «Ряды Фурье» 212
12.Пример выполнения расчетно-графической работы «Ряды Фурье» студентом 2-го курса 215
13.Итоговый тест для аттестации студентов по курсу «Высшая математика» (первая, вторая и третья версии) 222
14. Итоговый комплексный тест междисциплинарного аттестационного экзамена (физика и математика) 247
15.Описание программы обработки, отладки и коррекции теста 252
16.Комплект контролирующих материалов для формирования государственного фонда оценочных средств, выполненных по заказу Исследовательского центра проблем качества подготовки специалистов 257
17 Рабочая программа курса «Педагогическое тестирование» для ФПКП 269
18.Краткое методическое указание по курсу «Педагогическое тестирование» 284
19.Фрагмент работы слушателя ФПКП, разработавшего тест по предмету 289
- Цели как конечный результат обучения
- Общие проблемы математической подготовки в техническом вузе
- Формирование курса математики, ориентированного на конечный результат
Цели как конечный результат обучения
В последнее десятилетие непрерывное образование, «образование через всю жизнь», из лозунга стало реальностью, поэтому на первый план выдвигается задача переориентации высшей школы развитие познавательных и творчески способностей студентов, формирование в этом процессе свойств личности, обеспечивающих результативную учебную и профессиональную деятельность. Внимание педагогической науки вновь сосредоточено на осмыслении и разработке важнейших педагогических проблем - проблемы целей и содержания образования.
Уже в 20-е годы ученые-педагоги выделили основные положения о рациональных организационных формах обучения [50, с.91]:
необходимость побуждения обучающегося к пониманию цели своей работы;
усиление внимания к индивидуализации работы обучающихся и учету их особенностей».
Существенную роль при отборе содержания образования и конструировании надежного, обеспечивающего достоверность результатов, инструментария для оценивания его эффективности играет обоснованная, иерархически выстроенная система целей обучения.
Выделение целей различного уровня, ориентирующих на освоение студентами содержания того или иного учебного материала, позволяет уточнить конкретные предметные области, разделы или темы, содержание которых необходимо усвоить. Грамотное построение целей обучения, ориентирующих на освоение содержания учебного материала, является достаточно важным для разработки контролирующих материалов, поскольку они строятся на основании учебного материала и измеряют, в частности, уровень знаний в той или иной предметной области. Таким образом, цели, реализуемые в процессе отбора содержания контроля, определяются целями, которые реализуются в процессе отбора содержания учебных программ.
После фиксации нетехнологичности (Беспалько В.П. и др.) [16,17,108] отечественной системы целеполагания было сделано несколько практических шагов: описаны требования и характеристики технологически поставленных целей, проведены попытки описания таких целей [6,41,83,84,85,108]. Наиболее полный анализ постановки и разрешения данной проблемы в различных зарубежных образовательных системах представлен в работе М.В.Кларина [75], который выделяет несколько основных способов определения целей обучения.
1. Определение целей обучения через содержание..
2. Определение целей применительно к процессам интеллектуального, эмоционального, личностного развития студента.
3. Определение целей применительно кучебной деятельности студента.
4. Определение целей через деятельность преподавателя.
Рассмотрим дидактические подходы, которые могли бы превратить обучение в своего рода производственно-технологический процесс с гарантированным результатом. На протяжении XX века в мировой педагогике делалось немало попыток «технологизировать» учебный процесс. До середины 1950-х годов эти попытки были в основном сосредоточены на использовании различных технических средств обучения, затем разработка вопросов использования технических средств в обучении была связана со становлением программированного обучения. Начиная с этого времени можно выделить два направления исследований и практических разработок: 1) создание обучающей технической среды ТСО; 2) «технологический» подход к построению обучения или технология обучения.
Под педагогической технологией будем понимать воспроизводимые способы организации учебного процесса с четкой ориентацией на диагностично заданную цель [75, с.17]. Ключевыми словами в этом определении являются:
диагностичностъ описания цели;
воспроизводимость педагогического процесса (в том числе предписание этапов);
воспроизводимость педагогических результатов.
В 70-е годы воздействие системного подхода привело к общей установке педагогической технологии: «решать дидактические задачи на пути управления учебным процессом с точно заданными целями, достижение которых должно поддаваться четкому описанию и определению» [75, с.17]. При этом, «качество обучения сводится к его заданной надежности, т.е. воспроизводимости достижения заданных целей».
Общие проблемы математической подготовки в техническом вузе
Технические университеты, как новый тип высших учебных заведений в России, переживают период становления и осознания своего места в системе высшей школы постсоветского периода. Одной из черт, придающих техническому вузу "университетский" характер, должно быть увеличение роли, отводимой фундаментальным наукам в подготовке специалистов. Рассматривая систему математического образования, сложившуюся к настоящему времени в нашем техническом образовании, обратимся к нормативным документам, ранее действовавшим: программам математических дисциплин для инженерно-технических специальностей вузов [147,148]; государственным образовательным стандартам высшего профессионального образования, введенным Госкомвузом России в 1993 г. [38], а также к работе "Ядро учебной программы "Математика" для инженерного образования в европейской высшей школе" (приложение 6), представляющей общеевропейский стандарт по математике для инженерного образования на 1990-е годы. Эти документы дают представление о состоянии математического образования в инженерных вузах России в настоящее время и позволяют сравнить его с недавним прошлым, а также с современным взглядом на математическое образование инженеров в Европе.
Еще в приказе Мишзуза СССР «О мерах по дальнейшему совершенствованию преподавания физико-математических учебных дисциплин» (1977 г.) был назван ряд недостатков фундаментальной подготовки и предложены меры, исправляющие положение, в том числе [122]:
1) привлечение к преподаванию ученых, ведущих активную исследовательскую работу в области математики;
2) повышение квалификации преподавателей;
3) чтение дополнительных глав математики;
4) взаимная увязка дисциплин;
5) активизация научно-методической работы в направлении совершенствования математической подготовки;
6) более эффективное использование современных разделов математики в общеинженерных дисциплинах;
7) расширение и углубление математических знаний преподавателей специальных кафедр, совместное руководство курсовыми и дипломными работами, привлечение математиков к работе в ГЭКах.
Через три года, в 1980 г., анализ состояния математической подготовки инженеров Госинспекцией вузов СССР показал [196,197,199,200]:
1) математика сама по себе преподается на достаточно высоком уровне, но практически не имеет профессионально-прикладной направленности;
2} качество математических знаний недостаточное;
3) математические методы и модели слабо применяются в специальных дисциплинах;
Были названы следующие причины такого состояния:
недооценка прикладной направленности курса преподавателями: математики;
недостаточный уровень использования математики в специальных дисциплинах;
невыполнение прежних распоряжений (например, о совместной работе над курсовыми и дипломными проектами и по НИРС);
замена изложения отдельных прикладных вопросов в курсе математики фрагментарным, прагматическим их изложением на профилирующих „ - кафедрах; несовершенство учебных планов и программ.
К этим причинам ряд математиков [20,88,92] добавляет, например, усиленное внимание преподавателей математики к традиционным разделам курса в ущерб более современным, а также отсутствие специально подготовленных преподавателей математики для технических вузов.
Определенные надежды на улучшение математической подготовки были связаны с программой по математике, разработанной на основании приказа, о котором говорилось выше. Программа [147] была утверждена в 1979 году и действовала до 1984 г. В ней были зафиксированы основные цели обучения математике во втузе, отмечена значимость математической подготовки. Но эта программа, задуманная достаточно хорошо, не была подкреплена соответствующими учебными планами и оказалась нереализованной практически на всех специальностях. Аналогичной была следующая программа [148].
Новый этап осмысления математической подготовки инженеров начался с введением в 1993 году ГОС ВПО [38].
Подзаголовок документа ГОС ВПО "Требования к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки бакалавра по направлению" -формулирует его цель. В соответствии с ней основное место в ГОС ВПО отводится двум разделам: требования к знаниям и умениям (Раздел 2) и требования к минимуму содержания образовательной программы (Раздел 3). Первый из этих разделов состоит из общих требований к образованности и требований к умениям и знаниям по циклам дисциплин. Рассмотрим перечень умений и знаний в области математики и информатики. Во всех ГОС ВПО по направлениям технических наук этот перечень один и тот же и занимает столь малое место, что мы позволим себе привести его здесь дословно [38, с.7]: «2.2.2.... Бакалавр должен:
в области математики и информатики иметь представление:
- о математике как основном способе познания мира, общности его
понятий и представлений;
- о математическом моделировании;
- об информации, методах ее хранения, обработки, передачи; знать и уметь использовать:
- основные понятия и методы математического анализа, аналитической геометрии, линейной алгебры, теории функций комплексного переменного, теории вероятностей и статистики, дискретной математики;
- математические модели простейших систем и процессов в естествознании и технике;
- вероятностные модели для конкретных процессов и проводить необходимые расчеты в рамках конкретной модели; иметь опыт:
- употребления математической символики для выражения количественных и качественных отношений объектов;
- исследования моделей с учетом их иерархической структуры и оценок пределов применимости полученных результатов;
- использования основных принципов обработки экспериментальных данных;
- аналитического и численного решения алгебраических уравнений;
- исследования, аналитического и численного решения основных уравнений математической физики;
- программирования и использования возможностей вычислительной техники и программного обеспечения [38, с.7-8].
Приведенный фрагмент позволяет сделать некоторые выводы, характеризующие современную идеологию преподавания математики в высших технических учебных заведениях. Во-первых, объединение в одну область математики и информатики свидетельствует о существенной роли, которая отводится информатике в изучении и использовании математических методов. Об этом свидетельствует и перечень требований, где многократно упоминаются умения использовать компьютерные методы.
Во-вторых, стержнем приведенных требований является прикладной характер математики, изучаемой в техническом вузе. Умение строить и использовать модели процессов - одно из главных требований.
В-третьих, традиционно одно из основных мест занимает требование к умениям решать уравнения.
В-четвертых, важное место отводится вероятностно-статистическим методам исследования.
На наш взгляд, подобная расстановка акцентов правильно отражает современные тенденции в преподавании математики в инженерных вузах, одна из которых - использование уровня колоссального развития компьютерной техники.
Формирование курса математики, ориентированного на конечный результат
Частью нашего теоретико-экспериментального исследования по разработке педагогически и методически обоснованного курса математики [197, 200, 201. 202] в техническом вузе является обеспечение его целевой и профессиональной направленности.
Курс математики мы считаем профессионально направленным, если рассматриваемые в нем вопросы связываются, по возможности, с изучением проблем, возникающих в специальных дисциплинах. В процессе работы мы сформулировали ряд принципов и определили этапы построения такого курса математики [207].
