Введение к работе
Актуальность исследования. Концепция модернизации российского образования на старшей ступени общеобразовательной школы (2002 г.) предусматривает профильное обучение, которое обозначено как средство дифференциации и индивидуализации обучения. Оно позволяет за счет изменений в структуре, содержании и организации образовательного процесса более полно учитывать интересы, склонности и способности учащихся, создавать условия для обучения старшеклассников в соответствии с их профессиональными интересами и намерениями в отношении продолжения образования. Профильное обучение, целенаправленный переход к которому в Х-ХI классах общеобразовательных школ РФ начат с 2006/07 учебного года, подразумевает три типа учебных предметов. Базовые общеобразовательные предметы являются обязательными для всех учащихся во всех профилях обучения. Профильные общеобразовательные предметы – предметы повышенного уровня, определяющие направленность каждого конкретного профиля обучения. Элективные курсы – обязательные для посещения курсы по выбору учащихся, входящие в состав профиля обучения на старшей ступени школы. Примерное соотношение объемов данных типов учебных предметов соответственно 50:30:20.
Бесспорным является тот факт, что эффективность внедрения профильного обучения на старшей ступени общеобразовательной школы зависит от уровня разработанности содержательного и методического аспектов структурных компонентов профильного обучения. Как показывает практика, менее разработанным компонентом являются элективные курсы (ЭК).
В современном школьном математическом образовании старшеклассников геометрия находится «в тени» алгебры и начал математического анализа. Эта тенденция проявилась и по отношению к разработке элективных курсов по математике, большинство из которых, по алгебре. Одной из видимых причин сложившейся ситуации, по мнению ряда исследователей, явилось содержание ЕГЭ, в основном ориентированное на алгебраические задания. Исключением пока является демоверсия ЕГЭ 2010 г., в которой наметилась тенденция к увеличению числа заданий по геометрии: 3 в первой части В, 2 – во второй части С. Заслуженное увеличение доли геометрических заданий, в свою очередь, потребует от учителей математики усиления внимания к геометрической составляющей школьного образования.
Отметим, что в настоящее время учеными, авторами школьных и вузовских учебников геометрии, учителями-практиками разработаны некоторые элективные курсы по геометрии: «Алгебраические поверхности второго порядка»; «Геометрические построения на изображениях» (А.Ж. Жафяров); «Избранные задачи планиметрии»; «Геометрия окружностей»; «Треугольники и многоугольники»
(В.В. Прасолов); «Многогранники»; «Изображение пространственных фигур» (И.М. Смирнова, В.А. Смирнов); «Векторы и координаты как аппарат решения геометрических задач» (Е.В. Потоскуев); «Математика в архитектуре»
(Н.Л. Стефанова); «Геометрическое моделирование окружающего мира»
(Е.А. Ермак, И.А. Иванов, В.В. Орлов, Н.С. Подходова); «Инверсия и её приложение к решению задач» (А.В. Дмитриева); «Аналитическая геометрия для 10-11 классов» (О.Ю. Веслополова и В.Б. Поддельская).
Анализ ранее выполненных диссертационных работ, посвященных элективным курсам, показал, что они были рассмотрены в аспекте: формирования компетенций (А.В. Гетманская, 2003; А.А. Федорова, 2009); дифференциации обучения (С.В. Дорожкин, 2004); комплексов средств обучения (Н.С. Кудинова, 2005); методики реализации профильного обучения (Г.Э. Шахвеледов, 2005); конструирования и проектирования содержания (С.В. Студилин, 2004;
В.В. Бесценная, 2006; Ю.К. Нимировская, 2006; М.Г. Победоносцева, 2008); развития познавательной активности учащихся (Л.В. Федяева, 2008); преемственности между предпрофильной и профильной подготовкой по математике (О.И. Голованёва, 2006; Л.П. Коннова, 2009). Непосредственно элективным курсам по геометрии посвящены две работы: Н.Н. Зепновой (2005), в которой основное внимание уделено формированию пространственного мышления учащихся; А.С. Рвановой (2006) - реализации целевого и содержательного компонентов для классов математического профиля на основе локальной аксиоматизации.
Итак, можно констатировать, что элективные курсы по геометрии востребованы на практике; имеется опыт их проектирования и реализации в условиях профильного обучения математике, проведены ряд исследований. Однако в них методическая система проектирования элективных курсов по геометрии не являлась предметом специальных исследований. Констатирующий этап эксперимента, анализ научно-методической литературы по теме профильного обучения математике в общеобразовательной школе позволили выявить ряд малоисследованных проблем: какова роль, место, основные цели элективных курсов по геометрии; каким основным требованиям должно удовлетворять содержание элективных курсов по геометрии; каковы условия эффективной реализации элективных курсов по геометрии; каким должно быть соотношение между элективными и базовыми курсами, между элективными и профильными курсами?
Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена сложившимися к настоящему времени противоречиями между необходимостью: 1) перехода к профильному обучению математике в общеобразовательной школе, предусматривающей также элективные курсы по геометрии, и не разработанностью теоретических основ их проектирования; 2) осуществления преемственности базового, профильного и элективного курсов по геометрии и отсутствием требований к отбору содержания последних; 3) предоставления права выбора учащимся, удовлетворения потребностей практики и отсутствием разнообразных по тематике элективных курсов по геометрии и их научно-методического обеспечения.
Указанные противоречия позволили сформулировать проблему диссертационного исследования: выявление особенностей проектирования элективных курсов по геометрии в старших классах общеобразовательной школы с учетом достижения основных целей и задач профильного обучения математике.
Объект исследования: математическое (в частности, геометрическое) образование в старших классах общеобразовательной школы.
Предмет исследования: методическая система проектирования и реализации элективных курсов по геометрии в условиях профильного обучения математике в старших классах (на примере темы «Площадь. Равновеликие и равносоставленные многоугольники»).
Цель исследования заключается в выявлении теоретических основ проектирования элективных курсов по геометрии и разработке методики их реализации в условиях профильного обучения математике учащихся старших классов общеобразовательной школы.
Гипотеза исследования основана на предположении о том, что если при проектировании элективных курсов по геометрии приоритетным компонентом методической системы будет определен содержательный, то элективные курсы по геометрии будут способствовать достижению целей профильного обучения математике и обеспечат преемственность с базовым и профильным курсами.
Для достижения поставленной цели и проверки сформулированной гипотезы необходимо было решить следующие задачи исследования:
1. Уточнить роль, место, цели и функции элективных курсов по геометрии как составной части профильного обучения математике в старших классах.
2. Обосновать и выделить принципы отбора содержания элективных курсов по геометрии в условиях профильного обучения математике учащихся старших классов.
3. Представить теоретическую модель проектирования элективных курсов по геометрии и выявить условия ее успешной реализации на практике.
4. Разработать элективный курс по теме «Площадь. Равновеликие и равносоставленные многоугольники» и его методическое обеспечение (авторскую программу курса, учебное пособие, хрестоматию и др.) с учетом выделенных принципов и построенной модели.
5. Проверить экспериментально эффективность разработанного элективного курса по теме «Площадь. Равновеликие и равносоставленные многоугольники» и методики его реализации.
6. Разработать и апробировать программу подготовки учителей математики к реализации элективных курсов по математике (геометрии).
Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования: анализ психолого-педагогической, научной и учебно-методической литературы; изучение, наблюдение и обобщение школьной практики; анализ собственного опыта работы в школе и в вузе; анкетирование школьников, студентов и учителей; различные виды эксперимента по проверке основных положений исследования; статистические методы обработки результатов; экспертиза разработанного элективного курса.
Методологическую основу исследования составили основные положения деятельностного подхода к обучению математике (В.И. Крупич, Г.И. Саранцев, А.А. Столяр, Т.А. Иванова и др.): процесс обучения математике при реализации элективных курсов проектируется адекватно структуре учебной деятельности учащихся и творческой математической деятельности, направленной на овладение способами этой деятельности и методами научного познания.
Теоретическими предпосылками исследования явились: концепции профильной и уровневой дифференциации обучения математике (В.А. Гусев, Г.В. Дорофеев, Ю.М. Колягин, Г.И. Луканкин, Г.И.Саранцев, И.М. Смирнова, Р.А. Утеева и др.); результаты современных исследований в теории и методике обучения
геометрии (Н.Г. Воробьева, В.А. Гусев, В.А. Далингер, А. Пардала, Н.С. Подходова, Г.И. Саранцев и др.).
Исследование проводилось поэтапно. На первом этапе (2005-2006 гг.) изучалась и анализировалась литература по теме исследования; проводился констатирующий эксперимент. На втором этапе (2006 -2007 гг.) разрабатывалось содержание основных компонентов модели проектирования элективных курсов по геометрии в профильном обучении; принципы и критерии отбора содержания элективных курсов по геометрии; содержание элективного курса «Площадь. Равновеликие и равносоставленные многоугольники»; проводился поисковый эксперимент. На третьем этапе (2007 -2010 гг.) был проведён обучающий эксперимент, проанализированы и обобщены результаты исследования, сформулированы выводы.
Научная новизна проведенного исследования состоит в том, что в нём впервые ставится проблема выявления особенностей проектирования элективных курсов по геометрии в старших классах общеобразовательной школы. Она решена на основе идеи приоритета содержательного компонента построенной методической системы. Такой подход позволил выявить определенные требования к вариативному содержанию школьного курса геометрии (идейно-значимый теоретический материал; возможность построения эвристик, богатство практического материала, разнообразия задач) с учетом основных целей и задач профильного обучения математике. Он обеспечивает преемственность между базовыми, элективными и профильными курсами за счет дальнейшего развития той или иной содержательной линии школьного курса геометрии. Новыми научными результатами исследований являются выявленные теоретические основы проектирования элективных курсов по геометрии и разработанная методика их реализации в условиях профильного обучения математике учащихся общеобразовательных школ.
Теоретическая значимость результатов исследования, вносящих определенный вклад в теорию профильной дифференциации обучения математике учащихся старших классов, заключается в том, что в диссертации: проанализированы существующие подходы к проблеме проектирования элективных курсов; уточнены роль, место, цели и функции элективных курсов по геометрии в условиях профильного обучения математике (схема 1, таблица 1); обоснованы и выделены совокупность принципов отбора содержания элективных курсов по геометрии (научности, преемственности, углубленной направленности, обучения эвристикам, дифференциации, прикладной направленности), обеспечивающих достижение основных целей и задач профильного обучения и преемственность между базовым, профильным и элективным курсами; построена теоретическая модель проектирования элективных курсов по геометрии, приоритетным компонентом которой является содержательный (схема 2); разработан элективный курс по геометрии «Площадь. Равновеликие и равносоставленные многоугольники» для учащихся старших классов с учетом выделенных принципов и требований к содержательному компоненту модели (схема 3) и определена его значимость в существенном обогащении содержания математического образования старшеклассников в общеобразовательной школе; выявлены условия успешной реализации модели проектирования элективных курсов по геометрии в профильном обучении математике учащихся старших классов.
Практическую значимость результатов исследования составляют содержание элективного курса по теме «Площадь. Равновеликие и равносоставленные многоугольники» и его научно-методическое обеспечение, которые могут быть использованы в практике работы учителей при реализации профильного обучения в старших классах. Программа совершенствования методической подготовки учителей математики к разработке и реализации элективных курсов по математике может быть использована в практике обучения студентов-математиков и магистров в педвузе, на курсах повышения квалификации учителей математики. Результаты исследования могут быть положены в основу разработки новых элективных курсов как по геометрии, так и по другим предметам.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Выявление особенностей проектирования элективных курсов по геометрии в условиях профильного обучения математике требует построения и исследования специальной методической системы. Представленная в диссертации такая методическая система характеризуется целостностью и взаимосвязью целевого, содержательного и организационного компонентов. Приоритетным компонентом системы, влияющим на определение содержания целевого и организационного, выбран содержательный компонент. Такой подход определяет механизм разработки элективных курсов по геометрии, обеспечивает достижение основных целей и задач профильного обучения математике и преемственность между базовым, профильным и элективным курсами.
-
Основными принципами отбора содержания элективных курсов по геометрии являются следующие: научности, преемственности, углубленной направленности, обучения эвристикам, дифференциации, прикладной направленности. Содержательно-методические линии школьного курса геометрии могут служить основой проектирования элективных курсов по геометрии при их соответствующем наполнении теоретическим (идеи, факты, понятия, свойства, методы, способы познания) и практическим материалом (задачи, методы и приемы), удовлетворяющим вышеуказанным принципам.
-
Целостность и взаимосвязь указанных компонентов методической системы проектирования элективных курсов по геометрии на практике обеспечивает реализацию их основных функций: направленность на углубленное и расширенное изучение геометрии; личностное развитие учащихся (культурная, духовная, интеллектуальная, творческая, эстетическая, нравственная, эмоциональная составляющие); профориентацию учащихся на выбор специальностей, связанных с высоким уровнем общеобразовательной математической подготовки учащихся, в том числе по геометрии.
-
Разработанный элективный курс по теме «Площадь. Равновеликие и равносоставленные многоугольники» является примером отбора содержания, основанного: на идейно-значимом теоретическом материале; с разнообразными историческими и практическими приложениями; учитывающего внутрипредметные связи и преемственность с базовым и профильным курсами геометрии; способствующего повышению качества знаний учащихся по геометрии в целом, формированию и развитию логической и эвристической составляющей математического мышления школьников.
На защиту также выносятся: методическое обеспечение (программа, содержание занятий, система задач с решениями и указаниями, методические рекомендации, хрестоматии, список тем проектов для учащихся по каждому блоку) разработанного элективного курса; программа подготовки учителей математики к реализации на практике элективных курсов.
Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов и рекомендаций, сформулированных в работе, обеспечиваются: их опорой на результаты современных исследователей по теории и методике обучения математике; адекватностью используемого в исследовании методологического и методического инструментария его целям, предмету и задачам; положительными результатами педагогического эксперимента; разнообразием методов исследования.
Апробация результатов исследования осуществлялась путём выступлений на: Международных научных конференциях «Математика. Образование. Культура» (Тольятти, 2005, 2007, 2009), «Новые технологии в обучении математике и информатике в вузе и школе» (Орехово-Зуево, 2007), «Функциональные пространства. Дифференциальные операторы. Общая топология. Проблемы математического образования» (Москва, 2008); Всероссийских научных конференциях (Ульяновск, 2006), «Методическая подготовка студентов математических специальностей педвуза в условиях фундаментализации образования» (Саранск, 2009); выставке научно-технического творчества молодёжи (НТТМ-2006, Москва), семинаре «Геометрическое образование в современной средней и высшей школе» (Тольятти, 2009); научно-методических семинарах и заседаниях кафедры алгебры и геометрии Тольяттинского государственного университета (2005 – 2010), кафедры методики преподавания математики Мордовского государственного педагогического института им. М.Е. Евсевьева (Саранск, 2009).
Экспериментальная проверка разработанного ЭК «Площадь. Равновеликие и равносоставленные многоугольники» осуществлялась лично автором с учащимися 10 классов на занятиях в профильных центрах г.о. Тольятти: МОУ Лицей №19, СШ №41, Гимназия №39; со студентами 4 курса специальности «Математика» ТГУ в рамках спецкурса; в период руководства педагогической практикой студентов 3-5 курсов и при написании ими курсовых работ.
Внедрение результатов исследования в практику: разработанный ЭК «Площадь. Равновеликие и равносоставленные многоугольники» включен в перечень ЭК профильных центров г.о. Тольятти; методические рекомендации автора используются учителями школ; спецкурс «Проектирование и реализация элективных курсов по геометрии» включен в учебный план подготовки будущих учителей математики и в программу подготовки магистров по направлению «Физико-математическое образование» (профиль «Математическое образование») в ТГУ.
Основные результаты исследования отражены в 10 публикациях, одна из которых опубликована в журнале, рекомендованном ВАК.
Структура диссертации определена логикой и последовательностью решения задач исследования. Она состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений. В тексте диссертации имеются рисунки, таблицы, схемы.
Похожие диссертации на Элективные курсы по геометрии в условиях профильного обучения математике в старших классах : на примере темы "Площадь. Равновеликие и равносоставленные многоугольники"
