Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические основы формирования готовности студентов технических колледжей к непрерывному образованию в процессе обучения математике 16
1.1. Психолого-педагогические основы формирования готовности студентов технических колледжей к непрерывному образованию в процессе обучения математике 16
1.2. Средства формирования готовности к непрерывному образованию студентов технических колледжей в процессе обучения математике 36
1.3. Модель формирования готовности к непрерывному образованию студентов технических колледжей в процессе обучения математике 55
Выводы по первой главе 64
ГЛАВА 2. Методика формирования готовности студентов технических колледжей к непрерывному образованию в процессе обучения математике 66
2.1. Требования к отбору и конструированию задач в контексте формирования готовности студентов технических колледжей к
непрерывному образованию 66
2.2 Организация учебно-познавательной деятельности студентов по формированию готовности к непрерывному образованию в процессе обучения математике 82
2.3. Этапы формирования готовности студентов к непрерывному образованию в процессе обучения математике 100
Выводы по второй главе 114
ГЛАВА 3. Организация и результаты педагогического эксперимента 116
3.1. Проведение и результаты констатирующего и поискового 116
этапов эксперимента 116
3.2 Организация и результаты формирующего этапа эксперимента 135
Выводы по третьей главе 146
Заключение 148
Библиографический список 1
- Средства формирования готовности к непрерывному образованию студентов технических колледжей в процессе обучения математике
- Модель формирования готовности к непрерывному образованию студентов технических колледжей в процессе обучения математике
- Организация учебно-познавательной деятельности студентов по формированию готовности к непрерывному образованию в процессе обучения математике
- Организация и результаты формирующего этапа эксперимента
Средства формирования готовности к непрерывному образованию студентов технических колледжей в процессе обучения математике
Целью данного параграфа является выявление психолого-педагогических основ формирования готовности студентов технических колледжей к непрерывному образованию в процессе обучения математике.
Одной из важнейших проблем современного общества следует считать реализацию непрерывного образования, объективная необходимость решения которой обусловлена динамизмом мирового и общественного развития и ускорением социально-экономического прогресса. Сложившаяся в образовании концепция «научить всему и на всю жизнь» показала свою несостоятельность в силу высокой скорости количественного роста и устаревания информации, необходимости получения новых знаний на протяжении всей жизни, что и привело к появлению феномена непрерывного образования.
Впервые концептуально оформленная идея непрерывного образования была представлена на конференции ЮНЕСКО в 1965 г. теоретиком непрерывного образования П. Ленграндом, положившим начало широкомасштабным исследованиям в этой области. В 1972 г. на заседании ЮНЕСКО был заслушан доклад «Учиться, чтобы быть», подготовленный комиссией под руководством Э. Фора. С середины 1970-х гг. идея непрерывного образования нашла отражение почти во всех странах и стала одним из основных принципов образовательных реформ. Аспекты реализации непрерывного образования менялись на протяжении десятилетий: непрерывное образование прошло в своем развитии путь от абстрактной идеи-утопии до практической реализации в образовательном пространстве [6]. В настоящее время тенденции развития непрерывного образования обусловлены следующим рядом факторов [217]: - повышением значимости базового образования как среды формирования общеинтеллектуальных, общеучебных, познавательных умений и навыков; - пересмотром функций общего среднего и среднего профессионального образования, являющихся основой фундаментальной общенаучной базы для образованного человека; - повышением требований к уровню профессиональной подготовки специалистов в условиях высокотехнологичных, наукомких производств.
Одним из перспективных направлений профессиональной подготовки специалистов является среднее профессиональное образование, осуществляющее переориентацию учебного процесса в контексте гуманистической парадигмы от трансляции знаний – к самостоятельному конструированию знаний; от навязывания знаний – к пробуждению интереса к ним; от «образования на всю жизнь» – к образованию как базе дальнейшего непрерывного совершенствования [152].
Согласно Федеральным государственным образовательным стандартам среднего профессионального образования (ФГОС СПО) по специальностям «Компьютерные системы и комплексы» [219], «Компьютерные сети» [220], «Программирование в компьютерных системах» [221], результатами освоения основных профессиональных образовательных программ являются общие и профессиональные компетенции, сформированность которых характеризует будущего специалиста как грамотного, активного, целеустремлнного и ответственного человека, способного к сотрудничеству и взаимодействию, осознающего значимость личностного развития и самообразования для профессионального роста. Профессиональная деятельность будущих специалистов, обучающихся по указанным специальностям, предполагает самостоятельное освоение быстро развивающихся информационных технологий, изучение новых подходов к проектированию и обслуживанию информационных систем, постоянное повышение квалификационного уровня, что подтверждается следующими общими компетенциями, которыми должны овладеть студенты за время обучения [219, 220, 221]: ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации. ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности. Таким образом, формирование готовности к непрерывному образованию – одно из необходимых условий реализации ФГОС СПО. Решение данной задачи может осуществляться в процессе обучения различным дисциплинам как специального, так и общеобразовательного цикла. Для специальностей технического профиля обучения в среднем профессиональном образовании одной из ключевых общеобразовательных дисциплин является математика, принадлежащая математическому и общему естественнонаучному циклу. В.Г. Дорофеев [61, с. 4] по этому поводу отмечает: «математическая подготовка, по праву, считается методологической основой большинства образовательных и специальных дисциплин».
Общим требованием для всех специальностей технического профиля обучения к освоению данной дисциплины является сформированность умений решать прикладные задачи в области профессиональной деятельности, что предполагает владение математическим аппаратом и методами математического моделирования. Следовательно, цель подготовки будущих специалистов заключается в развитии математического мышления и формировании умений применения математических методов и примов в профессиональной деятельности.
Учебная дисциплина «Математика» обладает большими дидактическими возможностями для организации самостоятельной учебной деятельности студентов: использование специальных методов, форм, средств и примов обучения по 19 зволяет формировать положительную мотивацию к учебной деятельности, создавать возможности для планирования, коррекции и рефлексии учебной деятельности обучающимися, что позволяет получить опыт самостоятельной организации учебного процесса каждому студенту. В то же время существует ряд объективных и субъективных факторов, существенно затрудняющих самостоятельную организацию учебной деятельности в процессе обучения математике. Такими факторами Г.В. Дорофеев [61] считает следующие: объективные – высокий уровень абстрагирования при работе с математическими объектами, трудности в оперировании знаково-символическими средствами, сложности, обусловленные психофизиологическими процессами восприятия информации; субъективные – недостаточная выраженность профессиональной направленности в математической подготовке, нечткое структурирование информационного потока знаний, неразвитость функциональных и операционных механизмов восприятия и переработки информации, незначительное наполнение учебной деятельности заданиями по организации рефлексии и формированию творческой активности.
Модель формирования готовности к непрерывному образованию студентов технических колледжей в процессе обучения математике
Анализ учебно-методической литературы по математике для студентов средних профессиональных учебных заведений ([15], [25], [26], [50], [53], [99], [156], [148]) показал, что содержание обучения направлено в основном на формирование математических знаний и умений. Следовательно, можно заключить, что процесс обучения математике в технических колледжах недостаточно направлен на формирование готовности к непрерывному образованию. Учебный материал, представленный в рассмотренных учебниках и сборниках задач, направлен, в основном, на формирование действий, связанных с анализом исходных данных, поиском необходимой информации, е отбором и структурированием, самопроверкой и самоконтролем. Это связано с тем, что в основе большинства учебников и сборников задач по математике для среднего профессионального образования отражен знаниевый подход к определению содержания образования. Заметим, что процесс формирования готовности к непрерывному образованию предполагает осуществление действий, связанных с повышением мотивации, осознанием проблемы, целепо-лаганием, планированием, выбором наиболее рационального способа решения, самоанализом, самооценкой.
Отметим, что в рассмотренных учебниках, учебных пособиях и сборниках задач содержится достаточное количество задач практической направленности, демонстрирующих применение математических методов в решении профессионально-ориентированных задач. Например, в задачнике Н.В. Богомолова [26, с.261] «Практические занятия по математике» приводятся следующие задачи: «Вычислите силу давления воды на вертикальную прямоугольную стенку с основанием 2м и высотой 4м. Уровень воды совпа 68 дает с верхним обрезом стенки». «Сколькими способами из 15 рабочих можно создать бригады по 5 человек в каждой?» [26, с. 227]. Аналогичные задачи представлены и в учебниках А.А. Дадаяна [53], М.И. Башмакова [15]. М.И. Башмаковым [16] разработан учебно-методический комплект по математике для среднего профессионального образования, включающий в себя сборник задач по математике профильной направленности. В данном сборнике представлены задачи прикладной направленности, предполагающие «перевод ситуации на математический язык, постановку математической задачи, нахождение подходов к е решению, обсуждению результатов» [16, с. 5]. Такие задачи можно использовать на активизирующем этапе обучения для создания мотивационных ситуаций, демонстрации применения математического аппарата и методов в различных областях деятельности, а также на операционально-познавательном этапе в качестве материала для закрепления.
Таким образом, возникает необходимость в выявление требований к содержанию обучения студентов технических колледжей в контексте формирования готовности к непрерывному образованию. Для этого рассмотрим сначала соотношение понятий «содержание образования» и «содержание обучения».
Содержание образования обусловлено потребностями общества и вы ражено в требованиях к уровню подготовки выпускника, представленных во ФГОС СПО ([219], [220], [221]). Вопросы, связанные с определением поня тия «содержание образования», подробно освящены в исследованиях Б.П. Есипова [71], Н.К. Гончарова [71], Т.А. Ильиной [84], И.Ф. Харламова [226], В.В. Воронова [35], Ю.К. Бабанского [11], В.С. Леднева [113], Л.Д. Столяренко [168], С.И. Самыгина [168], Б.М. Бим-Бада [153]. Авторами выделяется два подхода к определению сущности данного понятия: знаниево-ориентированный и личностно-ориентированный.
В рамках первого подхода представлены следующие определения понятия «содержание образования»: система знаний, включающая факты и обобщения, умения и навыки (Б.П. Есипов [71], Н.К. Гончаров [71]); основные знания, умения и навыки соответствующей области научных знаний (Т.А. Ильина [84]); система научных знаний, практических умений и навыков, а также мировоззренческих и нравственно-этических идей, которыми необходимо овладеть учащимся в процессе обучения (И.Ф. Харламов [226]); система научных знаний, умений и навыков, мировоззренческих, нравственно-эстетических идей, элементы социального, познавательного и творческого опыта (В.В. Воронов [35]). При таком подходе в центре внимания оказываются знания, а не личность обучающегося.
В рамках второго подхода сформулированы следующие определения содержания образования: адаптированная система знаний, умений и навыков, опыта творческой деятельности и эмоционально-ценностного отношения к миру, усвоение которой обеспечивает развитие личности (Б.М. Бим-Бад [153]); система научных знаний, умений и навыков, овладение которыми обеспечивает всесторонне развитие умственных и физических способностей обучающихся, формирование их мировоззрения, морали и поведения, подготовку к общественной жизни и труду (Ю.К. Бабанский [11]); содержание прогрессивных изменений свойств и качеств личности, в процессе особым образом организованной деятельности (В.С. Леднев [113]).
Таким образом, содержание образования – категория, обозначающая требования к конечному результату обучения, то есть цель подготовки учебным заведением будущего специалиста. Содержание обучения выступает по отношению к данной цели средством е достижения, включающим в себя учебную информацию, а также комплекс задач, обеспечивающих в совокупности потенциальные возможности усвоения системы знаний, овладения умениями и навыками, а также формирования определнных личностных качеств [173]. В сврнутом виде содержание обучения представлено в учебных планах, программах, календарно-тематических планах, подробно – в учебниках, учебных пособиях, конспектах учебных занятий и т.д.
Организация учебно-познавательной деятельности студентов по формированию готовности к непрерывному образованию в процессе обучения математике
Студенты, успешно справившиеся с самостоятельной работой, переходят к изучению следующей темы данного раздела. Студенты, имеющие затруднения, выявляют их причины (совместно с преподавателем или самостоятельно) и определяют способы коррекции по следующему плану: 1. Выбрать задания, в которых допущены ошибки. 2. Проанализировать причины их возникновения, выбрать один или несколько возможных вариантов ответа: 1) незнание определения логарифма положительного числа; 2) незнание свойств логарифма положительного числа; 3) вычислительные ошибки; 4) незнание свойств степеней. 3. В соответствии с установленными причинами выберите способы ликвидации затруднений и воспользуйтесь ими: 1) повторить определение логарифма положительного числа; 106 2) повторить свойства логарифма положительного числа; 3) исправить вычислительные ошибки, при необходимости повторив соответствующий материал (правила действий с обыкновенными и десятичными дробями и т.п.); 4) повторить свойства степеней. В процессе изучения данного раздела целесообразно вынести на самостоятельное изучение следующие вопросы: 1. Десятичный и натуральный логарифм. 2.Логарифмическая функция, е свойства и график. Выбор данных тем для самостоятельного обучения обусловлен следующими причинами: 1) тема «Десятичный и натуральный логарифм» имеет большое практическое применение для нахождения логарифмов по различным основания с помощью микрокалькулятора, что способствует повышению мотивации студентов к самостоятельному изучению вопроса; 2) тема «Логарифмическая функция, е свойства и график» подробно представлена в учебниках, е изучение целесообразно осуществить по известному студентам алгоритму исследования функций, рассмотренному ранее при изучении тем «Степенная функция, е свойства и график» и «Показательная функция, е свойства и график».
Изучение данных тем предлагается в качестве обязательного домашнего задания с последующей проверкой. Приведм пример разноуровневой самостоятельной работы по теме «Логарифмическая функция, е свойства и график». Уровень заданий студенты определяют самостоятельно в соответствии со своими возможностями. Задания для самостоятельной работы представлены в таблице 11.
Разноуровневые задания для самостоятельной работы по теме «Логарифмическая функция, е свойства и график» Репродуктивно-воспроизводящий уровень Продуктивно-поисковый уровень Творческо-преобразующий уровень 1. Для функции y = log39xвыберите обратную функцию:а) у = (3,9)х; б) = х39; в) у = 3,9х; г) у = 3,9-х 1. Для функции у = log0 37 х составьте обратную функцию. 1. Для функции у = 3 log2 8 (х - 2) составьтеобратную функцию 2. Разделите данные функции на возрастающие и убывающие: 1) y = log6x; 2) y = log06x;3) y = \ogifr6x; 4) y = \og6l,5x 2. Приведите по 3 примера на убывающую и возрастающую логарифмическую функцию 2. Приведите по 2 примера на убывающую и возрастающую логарифмическую функцию так, чтобы1) возрастающие функциипроходили через точки с координатами (3;27),(5;-1);2) убывающие функциипроходили через точки с координатами (2;-1), (0,04; 2). 3. Найдите область определения следующих функций: l)y = log1(2x-\);2) y = log03(3x + l) 3. Найдите область определения следующих функций: l)y = log3(x2-2x + 4);2);; = log05(4x3-2) 3. Найдите область определения следующих функций:1) y = logu(22x-23x-4);2) y = \og27(tJx-S). 4. Постройте график функции, являющейся обратной для функции у = 3х 4. Постройте график функции, являющейся обратной для функции у = 3х- 4. Постройте график функции, являющейся обратнойдля функции у = 3й
Следующей темой данного раздела является «Решение логарифмических уравнений и неравенств и их систем». При изучении данной темы необходимо рассмотрение возможных способов решения уравнений (неравенств), их теоретическое обоснование, выделение особенностей каждого способа решения. В процессе обучения решению логарифмических неравенств основной акцент делается на монотонность логарифмической функции. Тема «Решение систем логарифмических уравнений» выносится на самостоятельное изучение с обязательной проверкой.
Рассмотрим подробнее каждый из методов. Первый метод, заключающийся в применении определения логарифма, уже известен студентам, поскольку они уже встречались с уравнениями вида logax = b. При изучении данного метода студентам необходимо продемонстрировать общий вид ре \f(x) = ab шения уравнения loga f(x) = Ъ: \
В конце изучения раздела «Логарифм положительного числа» студентам предлагается ответить на следующие вопросы, которые затем сдаются преподавателю для проделанной работы, определения путей коррекции. 1. Что нового Вы узнали в процессе изучения данного раздела? 2. Какие темы показались Вам наиболее интересными, а какие наиболее значимыми? 3. Достигнута ли Вами сформулированная цель изучения темы? 4. Какие затруднения возникали у Вас в процессе изучения раздела? Чем они обусловлены? Какие способы ликвидации возникающих затруднений Вы использовали? В индивидуальной карте планирования также фиксируются все затруднения, возникающие при выполнении заданий, их причины и способы их ликвидации. Карта остатся у студента, он может к ней обратиться в любое время.
Организация и результаты формирующего этапа эксперимента
Показатели сформированности компонентов готовности к непрерывному образованию выделены в соответствии со структурой готовности к деятельности и методиками, используемыми для изучения мотивационного, волевого и рефлексивно-оценочного компонентов. По итогам проведения диагностических заданий выяснилось, что почти у 50% студентов репродуктивно-воспроизводящий уровень сформированности готовности к непрерывному образованию; у 43% - продуктивно-поисковый и у 7% - творческо-преобразующий.
Полученные результаты свидетельствуют, о преобладании у студентов технических колледжей репродуктивно-воспроизводящего уровня сформиро-ванности готовности к непрерывному образованию, что подтверждает необходимость создания методики обучения математике студентов с целью формирования готовности к непрерывному образованию.
Цель формирующего этапа заключалась в проверке эффективности созданной методики обучения математике, направленной на формирование готовности к непрерывному образованию студентов технических колледжей.
Процесс обучения математике на формирующем этапе осуществлялся согласно выделенным этапам формирования готовности к непрерывному образованию (активизирующим, операционально-познавательным, рефлексивно-диагностическим). Для проверки эффективности разработанной методики были выбраны студенты первого курса ГБОУ СПО СО «Уральский государственный колледж имени И.И. Ползунова», обучающиеся по специальностям «Компьютерные сети», «Компьютерные системы и комплексы», «Программирование в компьютерных системах», изучающие математику на базовом уровне (8 часов математики в неделю) в соответствии с техническим профилем подготовки.
Обучение студентов в экспериментальной группе осуществлялось с применением разработанной методики формирования готовности к непрерывному образованию, а в контрольной группе - традиционно. Для проверки эффективности применения созданной методики проводилась диагностика динамики формирования готовности к непрерывному образованию студентов первого курса обучения контрольной и экспериментальной групп в начале учебного года и в конце первого года обучения.
Для сопоставления результатов экспериментальных и контрольных групп, являющихся двумя статистическими независимыми выборками, использовался статистический метод Пирсона 2. В данном исследовании выборка составляла 82 и 80 человек, что позволяет применить метод Пирсона. Рассматривались три уровня сформированности готовности к непрерывному образованию (репродуктивно-воспроизводящий, продуктивно-поисковый, творческо-преобразующий), поэтому число степей свободы v = 2. Соответствующие критические значения 2 составляют для уровня значимости p 0,05
Вычисление значения /эксп осуществлялось по стандартной схеме. В соответствии с особенностями метода, если х2жсп х2кР для p 0,05, применяется нулевая гипотеза; если х2 п х2 для p 0,05, принимается экспериментальная гипотеза; если x2 c„ x2«p для p 0,01, экспериментальная гипотеза считается безусловно достоверной. На начало эксперимента были сформулированы две гипотезы: достоверные различия в распределении студентов контрольной и экспериментальной групп по уровням сформированности готовности к непрерывному образованию (мотивационному, ориентационному, операционному, волевому и рефлексивно-оценочному компонентам) отсутствуют.
Н1: существуют достоверные различия в распределении студентов контрольной и экспериментальной групп по уровням развития готовности к непрерывному образованию (мотивационному, ориентационному, операционному, волевому и оценочно-рефлексивному компонентам).
Статистическая обработка результатов диагностики уровней сформированности готовности к непрерывному образованию контрольной и экспериментальной групп на начальном этапе формирующего эксперимента представлена в таблице 27
На основе полученных результатов были сформулированы следующие выводы:
1) доля студентов с репродуктивно-воспроизводящим уровнем сформированности мотивационного компонента готовности к непрерывному образованию в контрольной и экспериментальной группах снизилась и составила 44% и 28% соответственно, доля студентов с продуктивно-поисковым уровнем в контрольной группе не изменилась, а в экспериментальной увеличилась и составила 56%. В экспериментальной группе значительно увеличилась доля студентов с творческо-преобразующим уровнем сформированности мотивационного компонента (с 5% до 16%), доля студентов контрольной группе увеличилась незначительно и составила 7%;
2) доля студентов с репродуктивно-воспроизводящим уровнем сформированности ориентационного компонента готовности к непрерывному образованию в контрольной группе не изменилась, а в экспериментальной – снизилась с 48% до 31%. Доля студентов с продуктивно-поисковым уров 140 нем в контрольной группе изменилась незначительно (снизилась на 1%), а в экспериментальной группе увеличилась с 46% до 56%. Доля студентов с творческо-преобразующим уровнем ориентационного компонента в контрольной группе незначительно увеличилась (на 1%), а в экспериментальной – выросла на 7% и составила 13%;
3) доля студентов с репродуктивно-воспроизводящим уровнем сформированности операционного компонента готовности к непрерывному образованию в контрольной группе не изменилась, а в экспериментальной снизилась до 31%, доля студентов с продуктивно-поисковым уровнем в контрольной группе увеличилась на 1% и составила 41%, в экспериментальной группе – увеличилась до 58%. Доля студентов с творческо-преобразующим уровнем в контрольной группе уменьшилась на 2%, а в экспериментальной – увеличилась на 1%;
4) доля студентов с репродуктивно-воспроизводящим уровнем сформированности волевого компонента готовности к непрерывному образованию незначительно увеличилась в контрольной группе (на 1%) и снизилась с 40% до 28% в экспериментальной группе. Доля студентов с продуктивно-поисковым уровнем увеличилась на 2% в контрольной группе и на 9% в экспериментальной. Доля студентов с творческо-преобразующим уровнем незначительно уменьшилась в контрольной группе (на 1%) и увеличилась в экспериментальной группе на 4%;
5) доля студентов с репродуктивно-воспроизводящим уровнем сформированности рефлексивно-оценочного компонента готовности к непрерывному образованию в контрольной группе увеличилась на 2%, а в экспериментальной – снизилась с 51% до 29%. Доля студентов с продуктивно-поисковым уровнем уменьшилась с 45% до 43% в контрольной группе и увеличилась с 43% до 59% в экспериментальной группе. Доля студентов с твор-ческо-преобразующим уровнем рефлексивно-оценочного компонента в контрольной группе не изменилась, а в экспериментальной – увеличилась на 7% и составила 13%.