Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Теоретические основы проектирования и разработки технологии обучения математике студентов педагогических вузов
1.1. Методологическое и психолого-педагогическое обоснования выбора модели обучения
1.2. Модель технологии РОДО (технологии, интегрирующей принципы развивающего обучения и элементы технологии дистантного обучения)
Глава II. Проектирование курса алгебры и теории чисел для технологии РОДО
2.1. Проектирование и структурирование курса алгебры и теории чисел
2.2. Содержание учебно-дидактического комплекса по алгебре
2.3. Организация самостоятельной учебной деятельности обучающихся в технологии РОДО Глава III. Организация обучающего эксперимента и оценка эффективности разработанной технологии
3.1. Организация и проведение констатирующего этапа эксперимента
3.2. Организация и проведение поискового этапа эксперимента
3.3. Организация и проведение обучающего этапа эксперимента Заключение Литература
- Методологическое и психолого-педагогическое обоснования выбора модели обучения
- Проектирование и структурирование курса алгебры и теории чисел
- Организация и проведение констатирующего этапа эксперимента
Введение к работе
Последние десятилетия двадцатого века ознаменовались взрывом в сфере информационных технологий, в частности, технологий образования, который привнёс в традиционные проблемы педагогики совершенно новое прочтение старых и извечных, вопросов: чему и как учить, чему и как учиться.
Общепризнанно, что овладение на творческом уровне тем объемом знаний, умений и навыков, предусмотренных государственным общеобразовательным стандартом, за отведенное на обучение время по традиционным технологиям для большинства студентов практически невозможно. Не могут решить этой задачи интенсивные и экстенсивные методы обучения, поэтому требуется пересмотр и целевых установок на обучение, и методов, и средств обучения.
С другой стороны, многочисленные примеры вхождения российских специалистов в деятельность зарубежных фирм и организаций показывают, что отечественное образование имеет более фундаментальный и универсальный характер, но у наших выпускников вузов отсутствуют в подготовке или слабо развиты очень важные качества такие, как синтетическое мышление (конструктивный поиск наилучшего средства или способа решения задачи), аналитическое мышление (видение главного в проблеме, деятельности и т.п.), интуиция (предвидение хода событий), зоркость (умение сразу охватывать все стороны дела), искусство управления (средствами, ресурсами, идеями, событиями) (Ванюрихин Г.И., [20]).
Г.И. Ванюрихин так же считает, что в традиционных технологиях обучения неразрешимы (или слабо разрешимы) противоречия между:
фундаментальностью подготовки специалиста и её практической направленностью;
интеграцией знаний (как конечный продукт обучения) и дифференциацией подготовки (предметное обучение);
индивидуальным характером овладения знаниями и коллективным характером общения, а затем и деятельности;
ограниченным набором дисциплин (полученных знаний, умений и навыков) и требованием всестороннего развития личности.
Как считает Ванюрихин Г.И. [19, 20], основное методическое противоречие в традиционных технологиях обучения состоит в том, что профессиональная подготовка требует качественный теоретический фундамент, а теории, в соответствии с принципами познания, должно предшествовать осмысленное восприятие специальности.
Здесь же Ванюрихин Г.И. утверждает, что указанные выше противоречия в классических технологиях обучения (особенно в технических вузах) пытаются решить с помощью методов развивающего обучения, концепцию которого зачастую сужают до четырех основных положений:
1) новая целевая установка - воспитание творчески мыслящей личности-
требует новой школы: школы мышления и деятельности;
содержание обучения и методика преподавания выбираются в интересах развития личности, профессионального сознания, практических умений;
развитие творческой личности и творческих способностей требует адекватного психофизиологического и технического (аудио, видео и компьютерного) обеспечения учебно-воспитательного процесса;
4) средства моделирования и компьютеризации должны составить
единую систему автоматизированного функционирования и управления
вузом, основным содержанием которой является всестороннее обеспечение
развития обучаемых.
Развивающее обучение опирается на принципы непрерывного образования:
преемственность (поступательность);
гибкость (адаптивность);
- демократизм (возможность выбора путей образования).
Развивающий характер обучения обеспечивается за счет выполнения условий саморазвития в виде законов познавательной деятельности. Известно, что познание проходит три этапа:
чувственно-конкретное в восприятии;
абстрактное в мышлении;
конкретное в мышлении.
В традиционных формах обучения слабо представлена первая фаза; нет переосмысления прошлого опыта на посильных задачах; теория оторвана от прошлого и не привязана к будущему (Ванюрихин Г.И., [19, 20]).
Преобладающей тенденцией в педагогике развитых стран в последнее время становится установка на модельность и модульность в обучении, в котором после каждого фрагмента (лекции, семинара, практического занятия, лабораторного практикума и т.д.) обучающийся мог бы дать конкретный ответ на вопрос: «А чему Вы научились за данное занятие? Как приложить эти знания на практике?» Основополагающая идея зиждется уже не столько на приобретении различных знаний об окружающем мире, сколько на освоении большего количества различных технологий познания мира (т.е. отдаётся предпочтение технологиям познания окружающего мира содержанию обучения): научиться способам познания действительности так же важно, а иногда и важнее, чем простое накопление знаний.
Именно эта установка плюс базирование на соответствующем менталитете и даёт, на наш взгляд, приоритет зарубежным специалистам в перечисленных ранее качественных характеристиках.
Не случайно Беспалько В.П. выдвинул тезис, что в современной педагогике происходит переход от наукообразной демагогии и словесной эквилибристики к объективной диагностике конечного результата ([14] ) .
Разработка, систематизация, методология реализаций педагогических технологий рассматривалась в работах многих авторов, в частности,
Беспалько В.П., Далингера В.А., Жафярова А.Ж., Ингенкамп К., Кларина М.В., Околелова О.П., Савельева А.Я., Синенко В.Я., Сластенина В.А., Умана А.И., Шамовой Т.И., Янушкевича Ф. и других.
Теоретический анализ философских, психолого-педагогических и методических исследований по основным проблемам обучения и внедрению в практику педагогических инноваций, системного и синергетического подходов к анализу педагогического процесса, а также многолетний личный опыт преподавания курса алгебры и теории чисел в педагогическом вузе позволил автору утвердиться во мнении, что основными неразрешенными противоречиями в теории и практике традиционных массовых образовательных технологий на современном этапе являются противоречия между:
-требованиями к учителю преподавать предмет на высоком научно-методическом уровне с привлечением разнообразных межпредметных связей и недостаточной вариативностью традиционного обучения;
-жёсткой формой управления учебной деятельностью студента и необходимостью формирования у него и постоянного совершенствования развитых навыков самообразования, умения самостоятельно находить и усваивать знания, вести обработку информации и формировать и развивать навыки самостоятельной учебной деятельности у школьников.
Именно отмеченные не устранённые противоречия определяют нехватку квалифицированных учителей, обладающих высоким творческим потенциалом и развитой потребностью в дальнейшем самообразовании, способных работать в различных типах средних учебных заведений и способных преодолевать возникающие, особенно сейчас, разнообразные трудности и проблемы, а также определять дальнейшие пути развития школы. Такие учителя могли бы выделять главное в их деятельности; быстро находить наилучшие решения проблем; уметь управлять как своей деятельностью, так и деятельностью своих учеников; формировать у
учеников навыки самостоятельной деятельности и помогать дальнейшему их развитию; предвидеть ход событий, выдвигать гипотезы, проектировать в соответствии с ними свои профессиональные действия и анализировать результаты проделанной работы; применять в обучении различные методики, системы и технологии.
С другой стороны, академик Н.Д. Никандров заметил [77]: "Проведены исследования, которые показывают, сколько специалисту можно "дать" знаний за 5 лет его обучения в вузе. Вопрос ставится так: невозможно студенту на творческом уровне усвоить даже малую часть того, что предлагается в вузе. Больше того, теоретические расчеты показывают, и есть основания верить им, что примерно 100 лет придётся учиться студенту, чтобы на творческом уровне усвоить всю программу, которую предлагает вуз".
К конкретным противоречиям в обучении алгебре и теории чисел в педагогических вузах следует отнести такие:
постоянное сокращение аудиторных занятий (последнее сокращение в 2000 году примерно на треть), одновременное увеличение объема учебного материала и отсутствие приемлемого учебника по алгебре и теории чисел для студентов математических факультетов педагогических вузов, неудовлетворительным обеспечением курса дидактическими материалами;
уровень знаний, характерный для сегодняшних первокурсников, не соответствует главенствующим принципам обучения алгебре и теории чисел в педагогическом вузе;
как следствие применяемых принципов обучения основное аудиторное время тратится на отработку алгебраических понятий, а не на выделение логических структур в учебном материале и построение их связей;
4) в первом семестре студент должен усвоить более 250 формулировок
теорем, определений, понятий, которые, являясь исключительно
абстрактными и в то же время фундаментальными, отрабатываются
на простейших или искусственных примерах, т.к. к моменту их
изучения первокурсник не владеет соответствующими знаниями и
определениями такими, как матрицы, подстановки, арифметические
векторы и т.д.
Последние госстандарты по алгебре и теории чисел предусматривают
увеличение учебного материала и дальнейшее сокращение учебой нагрузки
на аудиторную работу ещё примерно на V~ по сравнению с предпоследним
сокращением, а значит тем самым усугубляются отмеченные проблемы для педагогических вузов с традиционными технологиями обучения, тем более, что время, предусмотренное в госстандарте на самостоятельную работу, традиционные технологии обучения используют крайне неэффективно.
Рис. 1 Расчасовка по примерному учебному плану квалификации учитель математики с дополнительной специальностью, действующего с 2000 г.
Как ранее отмечалось, по стандарту в его обычной интерпретации по традиционной технологии обучения первокурснику в первом семестре курса алгебры нужно на качественном (творческом) уровне освоить более 250 различных определений и теорем, большинство из которых никак не связаны с предыдущим опытом студентов и не ассоциируются со школьными знаниями. Более того, такие фундаментальные и сугубо абстрактные понятия, как отношения, отношение эквивалентности, алгебраические операции, алгебры и алгебраические системы, группы, кольца, поля рассматриваются практически на пустом месте: на примерах из геометрии, действительных чисел или искусственно из них изобретённых образований, т.к. студент-первокурсник к моменту изучения вышеупомянутых понятий никакими знаниями, кроме школьных, ещё не обладает.
Даже у лучших студентов возникает недоумение о необходимости введения таких понятий, да и сами эти понятия, будучи отработанными на простейших или искусственных примерах, в первом семестре просто не могут быть усвоены на творческом уровне, выходят из обращения, а затем и забываются.
Учебное пособие Куликова Л.Я. [64], до сих пор остающееся основным по алгебре и теории чисел для математических факультетов педагогических вузов, по классификации Беспалько В.П. [14] является монографическим учебником без диагностично поставленной цели, без определённых организационных форм по проведению занятий, без явно выраженной технологии обучения; и это прекрасное подспорье для преподавателей (как теоретическая база стандартных курсов алгебры и теории чисел), может быть использована аспирантами (для подготовки сдачи кандидатских минимумов по специальности) и студентами старших курсов (для систематизации полученных знаний по алгебре и теории чисел), но ни в коем случае, как учебник для студентов первого курса, а уж тем более как пособие для самостоятельной работы студентов.
Таким образом, можно утверждать, что в практике обучения алгебре и теории чисел отсутствует удовлетворительный учебник для педагогических вузов. Есть прекрасные учебники для классических университетов, для технических вузов, но они ставят перед обучающимися совершенно иные цели, а потому могут использоваться в практике педвузов лишь для сравнения изложения материала, как справочные пособия или сборники задач и упражнений.
С другой стороны, заметим, что в традиционном курсе линейной алгебры для крайне узких наборов задач предлагается свой метод решения, хотя эти же задачи можно решать одним-двумя общими методами.
Например, из метода Гаусса можно легко получить обобщение -модифицированный метод Гаусса (в литературе его часто называют методом Жордана-Гаусса, хотя этот метод применяется совсем для других целей), который позволяет решать задачи весьма широкого спектра: решение систем линейных уравнений; вычисление определителей; выражение арифметического вектора через последовательность арифметических векторов; определение линейной зависимости или линейной независимости последовательностей векторов; нахождение базиса последовательности векторов и линейные выражения всех векторов этой последовательности через найденный базис; исследование и решение систем линейных уравнений с параметрами; нахождение ранга матрицы; нахождение обратной матрицы, матрицы перехода от одного базиса к другому; нахождение базиса подпространства, заданного условиями; нахождение матрицы линейного оператора в данном базисе и собственных чисел и векторов этого оператора и т.д.
По приведённому списку решаемых модифицированным методом Гаусса задач можно сделать вывод, что этот метод в линейной алгебре является универсальным, а т.к. можно и доказательство многих теорем линейной алгебры проводить с использованием этого метода, то и
основополагающим. При этом целенаправленное применение разобранного метода к решению вышеперечисленных задач значительно увеличивает возможности творческого усвоения этого метода и его применений. Поиски же других методов решения задач линейной алгебры (которые, кстати, сложнее модифицированного метода Гаусса), чаще всего затеняют сущность изучаемых математических структур, имеющих исключительно абстрактный характер.
Но в таком случае сложно говорить о комфортности студентов в обучении, о дозируемости и обязательности информации и её повторяемости, т.е. о тех принципах, которые в настоящее время признаны аксиоматическими в обучении.
Несомненно также, что вместо введения специально отдельного курса по формированию и развитию навыков самостоятельной деятельности (а этот курс формально ничем не будет отличаться от всех остальных и, скорее всего, будет также формально изучаться), эти навыки нужно формировать и развивать в рамках основных дисциплин, изучаемых в вузе (см., например, [113]). Систематическое обучение деятельности учения в рамках специального предмета будет не только способствовать более быстрой дидактической адаптации студентов, но и активизации их учебной деятельности, познавательному интересу в рамках специального предмета и возрастанию профессиональной мотивации студентов.
Данные противоречия в обучении студентов математических факультетов педагогических вузов математике, в частности, алгебре и теории чисел, не устранены и даже обостряются.
Обсуждение проблемы снятия противоречий в обучении, переосмысление дидактических инноваций и прогрессивных тенденций, анализ новых технологий обучения дают нам право сделать вывод, что путь повышения эффективности и качества обучения - это создание соответствующей технологии и доведение её до практической реализации.
На наш взгляд, соответствующая новая технология обучения, которая позволит снять указанные противоречия должна базироваться на применении в процессе обучения элементов технологий дистантного обучения и развивающего обучения.
Технологии развивающего обучения (П.Я. Гальперин, Э.В. Ильенков, Л.В. Занков, Д.Б. Эльконин,. В.В. Давыдов, И.С. Якиманская и др.) обосновывают активно-деятельностный способ обучения, при котором студент становится субъектом обучения, ставящим цели обучения, участвующим в его планировании и организации, реализации целей, анализе результатов и коррекции процесса обучения
Технологии дистантного обучения (А.А. Андреев, В.И. Солдаткин, А.Ж. Жафяров, А.В. Дмитриева, В.П. Кашицин, М.В. Кларин, А.Н. Тихонов, А.Д. Иванников и др.) предусматривают существенное увеличение самостоятельной учебной деятельности обучающихся и базируются на применении специально сконструированных учебно-дидактических комплексов в учебном процессе.
Именно интеграция двух этих направлений в обучении способна, на наш взгляд, преодолеть указанные выше противоречия.
Невозможность полного внедрения технологии дистантного обучения в вузах с дневной формой обучения заключается, во-первых, в отсутствии соответствующей материально-технической, экономической и юридической баз, а во-вторых, опыт обучения в богатейшей и наиболее технически развитой и компьютеризированной стране мира, США, показывает, что там охотно используют технологии дистантного обучения лишь дополнительно к традиционным и в коротких по объему курсах.
Технологии дистантного обучения крайне затратны на стадии становления в основном из-за стоимости компонентов создаваемой системы и дидактических материалов, но затем окупаются за счет удешевления обучения на основе созданной системы и дидактических материалов и
возможности непрерывного конвейерного функционирования процесса обучения по этой технологии.
Технологии развивающего обучения, особенно основанные на принципе обучения от общего к частному, не могут быть применены в полной мере, как будет показано далее, на начальных этапах обучения в педвузе, поэтому, на наш взгляд, возможно применение лишь элементов этих технологий.
Все вышесказанное определяет актуальность проблемы - устранение противоречия между объективной необходимостью создания новой технологии обучения алгебре и теории чисел в педагогических вузах и недостаточной теоретической и практической разработанностью этого вопроса, а также неудовлетворительным обеспечением курса дидактическими материалами.
Общая цель диссертационного исследования: повышение качества обучения алгебре и теории чисел студентов педагогических вузов, развитие у них навыков самостоятельной учебной деятельности, создание учебно-методического обеспечения курсов.
Вообще отметим, что концепция качества образования в настоящее время становится превалирующей и рассматривается в современной России как условие воспроизводства науки, культуры, духовности, самосознания и саморазвития нации.
Гипотеза диссертационного исследования: обучение студентов по разработанной автором технологии, основанной на интеграции элементов технологии развивающего обучения и дистантного обучения, позволит:
индивидуализировать учебную деятельность студентов;
обеспечить вариативность обучения;
в процессе изучения алгебры и теории чисел сформировать и развить у студентов навыки самообразования, которые в дальнейшем должны непрерывно совершенствоваться и в итоге перерасти в потребность;
повысить качество обучения алгебре и теории чисел;
- активизировать овладение профессиональными умениями и
обеспечить выпуск из вузов высококвалифицированных
специалистов - учителей математики, образование которых адекватно
современным требованиям.
Объект исследования: процесс * обучения алгебре и теории чисел
студентов математических факультетов педагогических вузов.
Предмет исследования: современные методические системы обучения алгебре и теории чисел студентов педагогических вузов, в частности, технологии дистантного и развивающего обучения.
Цель, гипотеза, объект и предмет исследования обусловили следующие задачи:
изучение современного состояния профессиональной подготовки учителя математики, выявление недостатков в его предметной подготовке в педагогических вузах;
исследование психолого-педагогических, дидактических и методических основ обучения математике;
структурирование материала курсов алгебры и теории чисел применительно к программе математических факультетов педагогических вузов;
отбор модулей для изучения на аудиторных занятиях, самостоятельно и на специальных курсах и семинарах;
создание учебно-дидактического комплекса по алгебре и теории чисел для студентов математических специальностей педагогических вузов;
разработка методической системы, основанной на интеграции части принципов развивающего обучения и элементов технологии дистантного обучения;
анализ влияния преподавания по созданной технологии на качество усвоения курсов алгебры и теории чисел.
Частные задачи исследования. Для достижения целей диссертационного исследования и проверки выдвинутой гипотезы необходимо было решить следующие частные задачи:
1) провести теоретический анализ психолого-педагогических и
методических исследований по поставленной проблеме;
разработать и теоретически обосновать модель новой технологии обучения, базирующейся на интеграции идей развивающего обучения и элементов технологии дистантного обучения (модель технологии РОДО);
определить требования к содержанию и структуре дидактических средств обеспечения новой технологии;
разработать методические рекомендации к использованию учебно-дидактического комплекса в учебном процессе, для чего потребовалось:
структурировать материал курсов алгебры и теории чисел;
разбить курсы на модули, выделив в учебном материале основные модули, модули, изучаемые самостоятельно, и модули, изучаемые на спецкурсах и спецсеминарах;
определить принципы отбора задач для индивидуальной и самостоятельной работы;
на основе выделенных принципов создать систему задач для индивидуальной и самостоятельной работы;
разработать тематику и систему подготовки и защиты рефератов, а также формы отчетности по модулям, особенно по модулям, изучаемым самостоятельно;
создать и теоретически обосновать модель технологии обучения алгебре и теории чисел студентов педвузов, основанной на интеграции принципов развивающего обучения и элементов технологии дистантного обучения;
7) на основе созданной модели обучения разработать конкретную
технологию (технологию РОДО), состоящую из концептуальной и
содержательной частей, нормативной документации, описания
технологического процесса, целей обучения и путей достижения
поставленных целей;
8) провести опытно-экспериментальное обучение студентов
математического факультета педагогического университета по
технологии РОДО, апробировать систему подготовки и защиты
рефератов и другие формы отчетности по модулям для
самостоятельного обучения, определить эффективность новой
технологии.
Методологической основой исследования являются системный и синергетическии, ценностно-ориентированный и гуманистический подходы к процессу обучения студентов.
Теоретическая база исследования опирается на идеи гуманизации образования, концепции развивающего, личностно-ориентированного, контекстного и проблемного обучения, на исследования по проблемам индивидуализации образования и технологиям обучения, в частности, технологиям дистантного обучения.
Как справедливо заметил Г.Д. Глейзер [30], целью гуманистического образования является формирование творческой личности. Но именно творческая личность и способна решить проблемы современного образования. По Л.Т. Сочень [102] новая гуманистическая личностно-развивающая парадигма образования выделяет следующие приоритеты:
а) психологические механизмы - включение ценностных установок, рефлексивного плана и поиски личностного смысла в образовательной деятельности; продуктивное творческое мышление; процессы освоения нового опыта, проживание и решение проблем;
б) наличие зоны неопределенности для обучающегося, создаваемой
проблемными методами обучения, побуждает с необходимостью переходить
на высший уровень содержания образования, включающий процессы
переноса знаний;
в) характер общения учитель-ученик: особое внимание уделяется
социально-психологическому аспекту организации деятельности ученика.
Таким образом, в профессиональной деятельности учителя Л.Т. Сочень выделяет три составляющие: личностную, деятельностную и коммуникативную.
В личностном аспекте подразумевается наличие у педагога системы ценностей образования и развития личности его учеников. В деятельностном - владение педагогом профессиональными знаниями, средствами и методами обучения и воспитания. В коммуникативном - владение учителем различными способами обеспечения учебно-познавательной деятельности ученика.
Формированием системы ценностей, их природой, развитием и структурой занимается аксиология - философское учение о природе ценностей, их месте в реальной жизни, структуре ценностного мира, их связи, обусловленности социальными и культурными факторами, ценностной структурой личности (З.Н. Равкин, [86]).
Гуманистическая концепция обучения предусматривает, что обучение должно проводиться прогрессивными методами, т.е. 1) обучение на наивысшем уровне познавательных возможностей учащихся и 2) обучать нужно методам приобретения знаний.
Технологии развивающего обучения, идеи которых будут одними из основных в разрабатываемой нами технологии, направлены на развитие личности и построены на субъект-субъектных отношениях между обучающим и обучающимся, более того, обучение со стороны обучающегося должно быть осознанным, целенаправленным и активным.
На наш взгляд, принципы развивающего обучения напрямую требуют включения в разрабатываемую систему обучения не только программу управляющей деятельности преподавателя, но и программу учебной и самоуправляющей деятельности студента.
Высокий гуманистический характер педагогической деятельности определяет требуемые характеристики обучения: предметную широту в подготовке учителя, взаимопроникновение общечеловеческих и профессиональных ценностей, формирующихся на основе широкого спектра всех духовных отношений личности. Ограниченный в профессиональной подготовке, духовно бедный выпускник педагогического вуза не может быть хорошим учителем. Поэтому развитие личности студента при обучении в вузе имеет такое же, если не большее, значение, как и предметно-методическая подготовка.
С другой стороны, уровень образования напрямую определяет развитие личности, в частности, возникновение, формирование и развитие системы ценностей. И если во время обучения игнорируется или принижается личностное развитие студента, то осознание студентами этого факта в конце концов приводит к ущербности, неполноте коммутативных связей учитель-ученик, что в свою очередь отразится на эффективности обучения во всех смыслах.
Таким образом, обучение по необходимости должно строиться на следующих принципах (Никитина Н.Н., [78]):
единство личностного и профессионального развития;
интеграция философского, педагогического, психологического и предметного знания в единую систему (будущий учитель должен в процессе обучения обрести методологическую основу для построения собственной философии образования);
избыточность ценностной информации;
дополнительность и сравнительность при отборе идей, концепций, теорий, предлагаемых будущему учителю (попытка рассматривать любые явления на основе единственной мировоззренческой базы несостоятельна);
единство сознания и деятельности (определяет специфику процесса формирования ценностного сознания и ориентации личности);
реализация воспринятых ценностей в практической деятельности (самоопределение личности).
Методы исследования:
теоретический анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы и публикаций научного характера в свете исследуемой проблемы;
изучение и обобщение педагогического опыта и инноваций;
анализ учебной документации и основных понятий курсов алгебры и теории чисел, принципов структурирования курса, его изложения и разбиения на модули;
анкетирование студентов с целью получения текущей достоверной информации об эффективности курса;
разработка теоретических и практических аспектов исследования;
педагогический эксперимент (проведение экспериментально-педагогической работы, включающей в себя констатирующий, поисковый и обучающий этапы);
статистический анализ результатов проведённого эксперимента по результатам контрольных работ, защиты рефератов, отчетов по самостоятельной работе и экзаменов.
Данное исследование является результатом многолетней работы автора, входящей частью комплексного исследования, проводимого в Новосибирском государственном педагогическом университете под научным
руководством доктора физико-математических наук, профессора, члена-корреспондента РАО, действительного члена Международной академии гуманизации образования А.Ж. Жафярова по созданию технологий дистантной системы образования и опыта её реализации в вузах и школах. Научная новизна диссертационного исследования состоит в том, что:
создана модель обучения, интегрирующая технологии развивающего и дистантного обучения - модель технологии РОДО;
разработана технология РОДО, включающая концептуальную, содержательную, нормативную и процессуальную части;
создана и обоснована методика формирования, развития и совершенствования навыков самостоятельной работы и самообразования студентов;
написана авторская рабочая программа курса алгебры для педагогических вузов.
Теоретическая значимость работы:
теоретически обоснована модель технологии обучения РОДО (интегрирующая технологии развивающего и дистантного обучения);
предложена методика подготовки и защиты реферативных работ, формы отчётности по самостоятельно изучаемым модулям;
предложена и теоретически обоснована методика оценки эффективности разработанной технологии обучения РОДО;
структурирован учебный материал курсов алгебры и теории чисел, который разбит на модули, в том числе на основные, изучаемые студентами самостоятельно и изучаемые на спецкурсах и спецсеминарах;
разработана система методов организации учебной деятельности студентов для индивидуализации обучения, гарантирующая повышение качества знаний по алгебре и теории чисел.
Практическая значимость диссертационного исследования состоит в том, что разработана и апробирована новая технология обучения, в которой интегрированы часть принципов развивающего обучения и элементы технологии дистантного обучения на основе самостоятельной учебной деятельности обучающихся. Новая технология может быть использована для преподавания курсов алгебры и теории чисел в педагогических вузах, а так же и других дисциплин математического цикла. Элементы этой технологии и её материалы могут быть использованы в школьном образовании. Дана тематика рефератов и список литературы для самостоятельной работы; написана основная часть учебно-дидактического комплекса по курсу алгебры и теории чисел.
Исследование проводилось в три этапа в 1992-2002 годах на базе математического факультета Новосибирского государственного педагогического университета.
На первом, констатирующем этапе (1992-1996 годы), было изучено теоретическое и практическое состояние проблемы обучения студентов математике в педагогических вузах. Исследованы различные теории учения путем анализа учебной, философской, психолого-педагогической, методической, специальной литературы и периодических изданий.
Проведение констатирующего этапа эксперимента (наблюдения и анализ практики обучения студентов, анализ результатов психолого-педагогических исследований, беседы с педагогами и студентами) позволило выявить основные, существенные недостатки традиционной системы обучения.
На втором, поисковом этапе экспериментального обучения (1997-1999 годы), структурирован учебный материал и разработана авторская рабочая программа по алгебре, подготовлено содержание дидактических и методических материалов (зачетные и экзаменационные, тематика реферативных работ по модулям для самостоятельного изучения,
профессионально-ориентированные индивидуальные задания по основным разделам курса) и проведена их апробация. На этом этапе были определены цели, задачи, основные методы, объект и предмет исследования. Проведён поисковый эксперимент, в результате которого была сформулирована рабочая гипотеза, выявлены основные компоненты экспериментальной технологии, интегрирующей часть принципов развивающего обучения и элементы технологии дистантного обучения.
На третьем, обучающем этапе (2000-2002 годы), проводилось экспериментальное обучение по разработанной технологии и проверена её эффективность. Систематизированы, статистически обработаны и обобщены результаты педагогического эксперимента. Внедрены в практику авторская рабочая программа по курсу алгебры, система индивидуальных заданий для самостоятельной работы и тематика рефератов.
Апробация результатов и внедрение в практику разработанной автором технологии РОДО осуществлялись в учебном процессе математического факультета НГПУ.
На защиту выносятся следующие положения:
применение разработанных автором модели и технологии РОДО, авторской рабочей программы, индивидуальных заданий, тематики рефератов, опубликованных частей УДК индивидуализируют обучение, повышают его качество и развивают навыки самостоятельной учебной деятельности;
оценка применения в учебном процессе перечисленных факторов подтверждает их эффективность.
Обоснованность и достоверность результатов и выводов исследования обеспечиваются итогами длительного педагогического эксперимента, подтвержденного качественными критериями; опорой на основные положения современной психолого-педагогической науки; применением разнообразных методов исследования, адекватных поставленным задачам; опорой на апробацию и статистическую обработку результатов эксперимента, на личное участие диссертанта в исследовательской и экспериментальной работе. По результатам исследования опубликовано 14 работ.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы докладывались на следующих научно-методических конференциях:
региональной конференции "Довузовское образование. Проблемы и перспективы. Опыт" (Новосибирск, 1999 год);
III Международной научно-методической конференции "Качество образования: концепции, проблемы" (Новосибирск, 2000 год);
IV Международной научно-методической конференции "Качество образования: достижения, проблемы" (Новосибирск, 2001 год);
научно-практической конференции "Актуальные проблемы качества педагогического образования" (Новосибирск, 2002 год);
а также на научных конференциях профессорско-преподавательского состава НГПУ (1996 - 2000 годы).
Диссертация содержит введение, три главы, заключение, список литературы, приложения.
В первой главе на основании теоретического анализа современного состояния теории и практики обучения студентов, в частности, алгебре и теории чисел, а также философской, психолого-педагогической и методической литературы обосновываются методологические концепции исследования, приводятся особенности обучения студентов математических
факультетов педагогических вузов алгебре и теории чисел. Описывается разработанная автором модель технологии обучения, интегрирующая часть принципов развивающего обучения и элементы технологии дистантного обучения (технология РОДО).
Во второй главе обосновываются основные принципы структурирования и проектирования курса алгебры и теории чисел для новой технологии и проводится соответствующее структурирование и проектирование курса алгебры для I курса математических факультетов педагогических вузов. В этой же главе излагается содержание учебно-дидактического комплекса по алгебре (I курс).
Отдельный параграф второй главы посвящен организации самостоятельной учебной деятельности обучающихся в технологии РОДО.
В третьей главе описывается педагогический эксперимент по внедрению в практику обучения технологии РОДО или её элементов. Здесь же приводятся данные статистической обработки результатов экспериментального обучения и количественные и качественные показатели эффективности обучения по технологии РОДО.
Приложения содержат вариант двухуровневой индивидуальной работы по алгебре на первый семестр обучения, требования к студентам при отчёте по стандартам индивидуальных работ, авторскую рабочую программу по курсу алгебры.
Методологическое и психолого-педагогическое обоснования выбора модели обучения
Одно и то же явление, рассматриваемое с различных точек зрения, можно трактовать по-разному. Поэтому важно с самого начала определить отправную "точку зрения", подход, с помощью которого будет исследоваться поставленная проблема.
Педагогическая деятельность, являясь частью общечеловеческой деятельности, несёт в себе все основные признаки этой деятельности и подчиняется её основным законам, хотя и имеет специфические особенности. Человеческая деятельность на современном этапе развития науки наиболее успешно исследуется методами системного подхода.
С другой стороны, педагогическая деятельность представляет из себя не просто систему, а сложноорганизованную, непрерывно изменяющуюся и в то же время стремящуюся сохраниться неизменной систему, изучение которой может адекватно вестись только с позиций синергетического подхода.
Таким образом, дальнейшие исследования будут вестись с позиций системного и синергетического подходов.
Системный подход для анализа педагогической деятельности изучался и применялся в работах многих авторов, в частности, Архангельского СИ., Бабанского Ю.К., Беспалько В.П., Краевского В.В., Кузьминой Н.В., Лернера И.Я., Скаткина М.Н. и др. и его можно считать устоявшимся методом исследований.
Рассматривая процесс обучения как подсистему педагогического процесса, будем учитывать, что любая подсистема обладает свойствами целого, а, значит, в ней можно выделить составляющие компоненты, рассмотреть каждую компоненту процесса обучения в отдельности, выявить связи между выделенными компонентами и основные принципы оптимальной организации системы, рассмотреть систему как развивающееся целое, определяя оптимальное направление развития.
Заметим, что процесс обучения как подсистема педагогической системы есть целостное единство, и поэтому все изменения, которые происходят или производятся в каком-то её компоненте, необратимо влекут изменения и в других компонентах, причём совершенно неожиданные, что часто никак не учитывается при всевозможных реформированиях системы образования.
Выделение отдельных компонентов процесса обучения как системы определяют цели и конкретные задачи исследования: организация процесса обучения; технология процесса обучения; функциональное вычленение; деятельностный подход к процессу обучения; управление процессом обучения; качество обучения и т.д.
Так Беспалько В.П.[13] выделяет следующие компоненты процесса обучения: цели, учащиеся, учителя, содержание, формы организации, процессы и средства.
Доманова СР. [40]: цели, субъекты (педагог и обучаемый), средства.
Бабанский Ю.К.[8]: целевая, стимулирующе-мотивационная, операционно-деятельностная, контрольно-регулировочная, оценочно-результативная компоненты.
Симонов В.П.[94]: образовательный процесс - единство учебно-воспитательного, учебно-познавательного и самообразовательного процессов; это открытая деятельностная система, причём эффективное функционирование обуславливается степенью открытости (обмена информацией); ядро системы - коммуникативный компонент, а основные системообразующие факторы - целевой, коммуникативный, содержательно-организационный и аналитико-результативный.
Шамова Т.И.[123]: ценностный, ориентационный, мотивационный, содержательный, операционный и волевой компоненты.
Системный подход позволяет рассмотреть процесс обучения как единое целое, выделяя его сущность, состав, структуру, функции, интегративные системные факторы, историю развития, т.е. позволяет проанализировать современное состояние обучения, в частности, студентов педвузов; выявить многообразные типы связей; рассмотреть совокупность взаимосвязанных процессов; выделить ядро системы. Тем не менее, применение только системного подхода недостаточно для решения поставленной проблемы.
Проектирование и структурирование курса алгебры и теории чисел
В основу структурирования курса алгебры положим, во-первых, принципы преподавания математики, разработанные выдающимся российским педагогом и математиком Л. Д. Кудрявцевым [61]:
1) результат обучения оценивается не количеством получаемой информации, а качеством её усвоения, умением её использовать и развитием способностей обучаемого к дальнейшему самостоятельному образованию;
2) в основу работы педагога должен быть положен регулярный контроль и в то же время доверие к деятельности учащегося;
3) в курсе математики изучаются математические структуры;
4) математика едина;
5) содержание общего курса математики не может быть определено с чисто прагматической точки зрения, основанной лишь на специфике будущей специальности учащегося, без учёта внутренней логики самой математики;
6) целью при обучении математике является приобретение учащимся определённого круга знаний, умение использовать изученные математические методы, развитие математической интуиции, воспитание математической культуры;
7) преподавание математики должно быть по возможности простым, ясным, естественным и базироваться на уровне разумной строгости;
8) учить надо тому, что нужно и чему трудно научиться самостоятельно; 9) на первых этапах обучения надо отдавать предпочтение индуктивному методу, постепенно подготавливая и используя дедуктивный метод (...надо стремиться к тому, чтобы основные понятия стали для учащегося естественными. Для этого они должны, как правило, появляться в уже знакомой учащемуся обстановке, не отягощенной дополнительными понятиями, на самом деле не существенными для объяснения основного понятия, а лишь дающими возможность провести изложение в более общем случае); 10) обучение решению прикладных задач математическими методами не является задачей математических курсов, а задачей курсов по специальности. Во-вторых, отметим одну. из главных, на наш взгляд, особенностей обучения математике: исключительно абстрактный характер всех изучаемых математических структур, а тем более алгебраических, и обязательную последовательность и достаточную убедительную доказательность изучаемого материала.
Нам кажется, что в силу этого положения, естественно начинать с вводной части, в которой будут изложены общематематические структуры: элементы алгебры высказываний; множества и операции над ними; элементы логики и алгебры предикатов; элементы теории доказательств; метод математической индукции, бином Ньютона, треугольник Паскаля.
В число основных модулей первого семестра войдут два модуля, подготавливающие почву для введения основных алгебраических понятий современной математики, но которые и сами являются алгебраическими (изучение этих модулей поначалу не требует особых дополнительных знаний): матрицы и определители; системы линейных уравнений и арифметические векторные пространства. Параллельно с этими основными модулями студенты будут изучать самостоятельно модуль "Отношения", материал которого является продолжением изученного ранее вводного модуля. Продолжением учебного материала первых двух основных модулей является чрезвычайно важный и с теоретической точки зрения (как некоторый итог предыдущего материала), так и с точки зрения приложений модуль "Ранг матрицы, критерий обратимости матриц". Материал этого модуля дает возможность в будущем изучать матричные алгебры. Следующий модуль - "Алгебры и алгебраические системы" - ядро всего курса алгебры. Изучение этого модуля логически подготовлено, основные алгебраические понятия обретают естественную и богатую интерпретацию, а построение поля комплексных чисел и его изучение является сердцевиной модуля с обширными приложениями.
Построение поля комплексных чисел можно проводить различными способами, но в любом случае уже на стадии определения потребуется понятие изоморфизма полей.
Организация и проведение констатирующего этапа эксперимента
Констатирующий этап эксперимента проводился с 1992 года по 1996 год.
Движущей силой проведения этого этапа педагогического эксперимента явилась неудовлетворённость результатами обучения студентов.
Обучение по курсам алгебры и теории чисел проводилось на основе программы, разработанной Куликовым Л.Я. и Нечаевым В.И., по учебнику Куликова Л.Я. [64], по изданным преподавателями кафедры алгебры НГПУ методическим разработкам и методическим пособиям, а также по другим учебникам и учебным пособиям по алгебре и теории чисел.
Курсы алгебры и теории чисел издавна считались одними из самых методически разработанных и поставленных среди дисциплин математического цикла. Но, с другой стороны, наблюдалось снижение уровня качества знаний студентов, снижался уровень сложности задач, которые предлагались студентам, и которые они решали как на практических занятиях, так и самостоятельно.
В силу исключительной абстрактности курса алгебры и теории чисел большую часть времени на практических занятиях приходилось затрачивать на отработку понятий, определений и теорем (только в первом семестре обучения изучалось более двухсот пятидесяти очень важных и взаимосвязанных понятий и теорем). Причем новые понятия и определения практически не являлись продолжением школьного материала.
Ссылки на постоянно ухудшающуюся школьную подготовку абитуриентов не могли быть оправданием сложившегося положения, а разве что основой для размышлений.
Не стали выходом и некоторые изменения форм и методов проведения лекций, практических занятий и контрольных мероприятий. Например, введение рейтинговой системы контроля учебной деятельности вначале мобилизовало студентов, несколько систематизировало и упорядочило их учебную деятельность, но не изменила её. В конце - концов студенты приспособились и к ней.
Наиболее же серьезным предупреждением явились результаты срезо-вых контрольных работ на всех курсах и по всем математическим дисциплинам одновременно, которые стали систематически проводиться на мате 106
матическом факультете НГПУ. Оказалось, что эти результаты практически одинаковы, причем достаточно низкие, независимо от курса, ведущих преподавателей кафедры и ассистентов. Разнилось лишь, в зависимости от личности ведущего преподавателя, отношение к предмету - от восторженного до равнодушного и даже неприемлющего, но отношение, увы, не выливалось в качество полученных знаний.
Получалось так, что кто ни учи, как ни учи, чему ни учи, а результат (качество знаний) будет одинаков. Такая отчужденность личности преподавателя от конечного результата обучения не могла не шокировать тех из них, кто был действительно заинтересован в своей деятельности и её результатах.
Для анализа состояния практики обучения алгебре и теории чисел и её коррекции были поставлены следующие задачи констатирующего этапа эксперимента:
1) систематизировать и осмыслить результаты собственных наблюдений в преподавании; изучить и проанализировать опыт других преподавателей;
2) выявить особенности, достоинства и недостатки предлагаемых теорией методов, форм и способов обучения;
3) попытаться найти наиболее оптимальные варианты применения предлагаемых теорией методик для наиболее эффективного получения высоких результатов обучения.
При решении поставленных задач изучался уровень обученности по алгебре выпускников средней школы и постановка курса алгебры в школьном курсе математики.
Похожие диссертации на Интеграция развивающих и дистантных технологий в обучении алгебре и теории чисел студентов педагогических вузов
