Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические аспекты профессиональной направленности межпредметных связей матема тической подготовки инженера 16
1. Межпредметные связи как дидактический принцип обучения 1б
1.1. Из истории развития идеи межпредметных связей в обучении 1б
1.2. Дифференциация и интеграция наук как предпосылка развития межпредметных связей - 19
1.3. Основные направления исследований межпредметных связей 21
2. Методические проблемы реализации межпредметных связей математики с другими предметами 32
2.1. Общие вопросы реализации межпредметных связей в обучении математике 32
2.2. Решение проблемы реализации межпредметных связей математики с другими предметами в общеобразовательной школе 3 9
2.3. Решение проблемы межпредметных связей математики с другими предметами в профессиональ ных учебных заведениях 43
3. Психологические основы профессиональной направленности межпредметных связей в обучении инженера 55
3.1. Процесс преобразования информации как центральное звено деятельности инженера 56
3.2. Техническое мышление 62
3.3. Профессиональные знания 66
3.4. Профессиональная деятельность 67
3.5. Инновационная деятельность инженера 68
4. Концепция реализации профессиональной направленности межпредметных связей математической подготовки инженера 69
4.1. Современные тенденции развития профессионального образования России 70
4.2. Профессиональная направленность содержания 73
обучения математике в вузе
4.3. Профессиональная направленность методов и средств обучения математике 73
4.4. Личностно-деятельностная направленность обучения 7 4
Глава 2. Методические аспекты профессиональной направленности межпредметных связей математической подготовки инженера 77
1. Профессиональная направленность содержания вузовских математических курсов 77
1.1. Анализ стандартов, программ и учебников по математике для технических вузов
1.2. Анализ потребности в использовании математического аппарата для изучения смежных дисциплин 88
1.3. Программы основных и специальных курсов по математике для технического вуза 105
2. Задачи как основное средство реализации профессиональной направленности межпредметных связей при обучении математике в вузе 116
3. Методы осуществления профессиональной направленности межпредметных связей математики в опытно-экспериментальном обучении 126
Заключение 145
Литература 150
Приложения: карты анализа требуемой степени усвоения; рабочие программы для специальностей ХТО и МТЭК .
- Межпредметные связи как дидактический принцип обучения
- Общие вопросы реализации межпредметных связей в обучении математике
- Процесс преобразования информации как центральное звено деятельности инженера
Введение к работе
Возникшая в последнее время в стране сложная социально-экономическая ситуация предъявляет свои требования к системе образования. В условиях перехода на рыночные отношения предприятия получают экономическую свободу в своей хозяйственной деятельности, а формирующийся рынок труда диктует новые требования к качеству и уровню профессиональной подготовки специалистов -высокообразованных, компетентных, трудолюбивых, способных принимать правильные обоснованные решения в постоянно изменяющихся условиях, способных найти применение своим знаниям и умениям в различных сферах деятельности. Динамичное изменение промышленных технологий, неизбежная в условиях демонополизации производства конкуренция, свертывание одних и создание других производств вызывает необходимость пересмотра целей, содержания и технологий профессионального обучения, а, в конечном счете, самих представлений о квалифицированном работнике - выпускнике вуза.
Так в «Концепции регионализации государственного стандарта образования (на примере Тюменской области)» [74] авторами выделены противоречия:
между требованиями рынка к профессионализму работника, его социально-культурному статусу, с одной стороны, и качеством профессиональной подготовки, не обеспечивающий конкурентоспособности выпускников профессиональной школы, с другой стороны;
между возрастающей значимостью общенаучной и общетехнической составляющих в содержании профессиональной подготовки, обеспечивающей овладение широкой гаммой специальностей или даже несколькими профессиями, и организацией обучения, ориентированной на овладение единичными узкоспециализированными профессиями;
между высокими запросами молодежи к уровню труда и реальным уровнем организации производством;
между уровнем притязаний, недостаточно высоким социальным статусом, неуверенностью в себе значительной части обучающихся и задачами их разностороннего развития;
между задачами обновления педагогической системы обучения, развития и воспитания личности и развертывания в этой связи опытной и экспериментальной работы, с одной стороны, и уровнем психолого-педагогической и методической подготовленности инженерно-педагогического персонала, с другой [74, С.З].
В современных социально-экономических, социокультурных условиях развитие профессионального образования в значительной степени определяется тем, насколько четко будет осознана всеми участниками образовательного процесса необходимость подготовки конкурентоспособного работника на рынке труда. Поэтому подход к понятию профессионального образования существенно изменился -наряду с овладением знаниями, умениями и навыками оно предполагает разностороннее развитие личности. В реформировании отечественного профессионального образования определились следующие основные идеи:
Первая (образование - личность) - гуманизация профессионального образования как коренной поворот от технократической цели - обеспечения производства кадрами, их приспособления к нуждам производства, к гуманистическим целям профессионального становления и развития личности.
Вторая (образование - общество) - демократизация профессионального образования как переход от жесткой централизованной и повсеместно единообразной системы организации профессионального обучения к созданию условий и возможностей для каждого учебного заведения, каждого преподавателя и студента наиболее полно раскрыть свои возможности и способности.
Третья (образование - производство) - опережакщее профессиональное образование: уровень общего и профессионального об-
\
разования людей, развития их личности должно опережать уровень развития производства, его техники и технологии.
Четвертая вытекает из рефлексии категории образования - непрерывное образование - «образование через всю жизнь» [125,С.38] .
Эти идеи становятся целями профессионального образования и требуют переосмысления многих позиций во всем образовательном процессе -в содержании, формах, методах и средствах профессионального обучения и воспитания студентов, в частности, обучения общеобразовательным дисциплинам. На практике это выразилось в том, что внесены изменения в стандарты высшего профессионального образования. Во-первых, в содержании обучения усилился гуманитарный блок добавлением таких предметов как, культурология, психология и педагогика, а также вузам дано право постановки элективных курсов по циклу общих гуманитарных и социально-экономических дисциплин. Во-вторых, идеи реформирования профессионального образования нашли отражение в требованиях к инженерной подготовке по всем циклам дисциплин. Однако эти изменения мало отразились на требованиях по естественно-научным, в частности, математическим дисциплинам, - в них не просматривается глубокий профильный подход и профессиональная направленность, хотя многолетняя практика профессиональной школы показала целесообразность дифференцированного характера подготовки инженеров.
Математика в техническом вузе является методологической основой всего естественно-научного знания, и система математического образования в вузе должна быть направлена на использование математических знаний при изучении циклов общепрофессиональных и специальных дисциплин. Но сохраняется традиционное противоречие между потребностью в изменении математического образования специалиста в указанном направлении и реальным его состоянием. Нередко приходится сталкиваться с тем, что студенты, владея
достаточным запасом математических знании, не могут использовать их на практике, об этом говорят наблюдения за ходом учебного процесса, беседы с преподавателями и студентами, диссертационные исследования [184]. Отмеченные недостатки обусловлены тем, что формирование математического аппарата в недостаточной степени ориентировано на его дальнейшее использование в профессиональной деятельности студента.
Общепедагогическая проблема совершенствования математического образования с целью разрешения этого противоречия решается в теории и практике обучения через реализацию межпредметных связей математики с другими предметами и прикладной направленности обучения. Психологические основы ее реализации обоснованы в работах психологов П.Я. Гальперина и Н.Ф. Талызиной [32], Е.Н. Кабановой-Меллер, Ю.А. Самарина [157], и др. В их трудах отмечается необходимость разработки методики, обеспечивающей активную деятельность обучаемого при усвоении знаний. '
Педагогические закономерности осуществления межпредметных связей в обучении нашли свое отражение в исследованиях М.А. Данилова и Б.П. Есипова [43], И.Д. Зверева [53-57], В.А. Загвя-зинского, В.Н. Федоровой [99,182,183], Н.А. Лошкаревой [86,87], В.Н. Келбакиани [65-67], В.А. Далингера [41,42], В.М. Монахова [8,116] и др. В классической педагогике из принципа систематичности выводятся междисциплинарные связи (Я.А. Коменский [73], К.Д. Ушинский [181] и др.), которые рассматриваются как одна из сторон проявления этого принципа. Наиболее полное обоснование дидактической значимости межпредметных связей дал К.Д. Ушинский, выводя их из различных ассоциативных связей. Анализ педагогической литературы позволяет сделать вывод, что, существует большое число исследований, посвященных межпредметным связям; межпредметные связи рассматриваются в разделе принципов дидактики а) в качестве одного из принципов, б) в качестве составной части
(требования, условия, проявления) дидактического принципа систематичности и последовательности.
Поскольку структурно и функционально межпредметные связи отличаются друг от друга, в педагогической литературе рассматриваются различные их классификации. Одна из первых классификаций основана на тематическо-временном принципе, в соответствии, с которым производился отбор материала, позволяющего устанавливать односторонние, двусторонние или многосторонние связи с различными предметами. Но этот принцип оказался в прямой зависимости от изменения в программах, и потребовались принципы большей абстрактности и обобщенности. Таким принципом стал хронологический, на основе которого разработано несколько классификаций: предварительные, сопутствующие и последующие (перспективные) межпредметные связи; горизонтальные (связь между предметами одного года обучения) и вертикальные или перекрещивающиеся (например, между математикой 9 класса и физикой 10 класса) межпредметные связи; синхронные и асинхронные межпредметные связи и т.д. И.Д. Зверев и В.Н. Максимова [57] предложили в качестве основных типов межпредметных связей выделить содержательно-информационные, операционно-деятельностные и организационно-методические .
Наиболее полно исследованы методические аспекты реализации межпредметных связей математики с другими дисциплинами в общеобразовательной школе (И.Д.Зверев [55-57] В.А.Далингер [41,42], В.М.Манахов [8,101,116], А.А. Пинский [138,139] СТ. Тхамофокова [99,138], В.Н.Федорова [99,182,183], А.В.Усова [99], М.Я. Голо-бородько [99], В.Н.Келбакиани [65], В.Н.Максимова [57,89,90] и др.) . «Математика распространяется как вширь, захватывая все новые и новые области знания, так и вглубь, интенсивно проникая в «затаенные уголки» наук, помогая решать даже те проблемы, которые прежде казались недоступными. Можно со всей опре-
деленностью сказать, что математика ныне становится одним из тех могучих средств, которые объединяют в одно целое весь комплекс знаний во всем их многообразии» [191, С.69]. «Более того, полностью познать процессы и явления материальной действительности можно посредством изучения их меры единства качественной и количественной определенности. Математическое описание явления, следовательно, не завеса, скрывающая качество, а надежное и порой единственное средство его определения» [191 С. 79] .
В методических исследованиях решаются проблемы межпредметных связей между предметами, их отражения в программах и учебниках, методика их реализации на разных этапах учебного процесса. Рассматривается вопрос выбора наиболее эффективных методов обучения для осуществления связей математики с традиционными школьными учебными предметами - физикой, астрономией, химией, география, черчением, а также и с такими предметами гуманитарного цикла, как экономика, музыка и др. - на уровне изучения понятий, свойств и применения в этих областях математических методов.
Для профессионального образования важным аспектом реализации межпредметных связей является их профессиональная направленность. Психологические основы этого аспекта разработаны в инженерной психологии в работах отечественных психологов Л.С. Рубинштейна [154], Б.Ф. Ломова [130], Б.А. Смирнова [167,168], Т.В. Кудрявцева [78,] Н.Н. Грачева [40], A.M. Новикова [125], В.Д. Шадрикова [195], Я.А. Пономарева [141], Ю.А. Кустова [83] и др. Здесь показано, что профессиональная, в частности, инженерная деятельность имеет специфические особенности, которые нужно учитывать в процессе обучения студентов профессионального учебного заведения.
Методические аспекты профессиональной направленности межпредметных связей в различных профессиональных учебных заведе-
ниях рассмотрены в исследованиях педагогов и методистов А.Г. Мордковича [118], Г.И. Саранцева [159-162], СП. Новикова , Г.Г. Хамова [188], Т.Р. Толаганова [177], Б.А. Найманова [121], А.Д. Мышкиса [119,120], Я.С. Бродского [102,103], А.Л. Павлова [103], О.Б. Епишевой [47,48], О.Н. Афанасьевой [102,103], И.Т. Ткачева [102,103], П.Н^ Новикова [126,127], В.Г. Гилев [37], Г.Н. Варко-вецкой [23], А.Е. Мухина и др. Исследования отечественных ученых посвящены прикладной направленности преподавания математики в средних специальных учебных заведениях; вопросам, связанным с особенностями содержания математического образования для различных типов специальностей, с путями реализации межпредметных связей математики с другими предметами, с применением вычислительной техники в учебном процессе; путям совершенствования профессионально-педагогической подготовки будущих учителей при обучении математическим дисциплинам; формированию профессионально-личностных качеств студентов вузов и т.п.
Для технического вуза основными направлениями реализации профессиональной направленности обучения математики в большинстве исследований являются: а) использование метода математического моделирования как метода обучения [65]; б) разработка и решение задач прикладного характера для конкретных специальностей [22,62,183]; в) использование нетрадиционных форм обучения математики, таких как лабораторная работа [61]; г) применение компьютера в учебном процессе [117].
Но в этих направлениях, на наш взгляд, недостаточно отражены вопросы влияния межпредметных связей на профессиональную подготовку инженера, а также методики использования профессиональной направленности межпредметных связей математики с общетехническими и специальными дисциплинами в процессе обучения.
По исследованиям психологов [32,40,78,195] центральным звеном деятельности инженера является процесс преобразования инфор-
мации, который включает в себя следующие этапы: прием информации, переработка принятой информации и принятия решения, в этом процессе решающая роль принадлежит памяти и мышлению. В исследованиях подробно рассматривают понятия технической задачи, вопросы развития технического мышления, направленного на самостоятельное решение технических задач. Возможностью развития этих процессов при обучении инженеров обладают не только специальные дисциплины, но и дисциплины естественно-научного цикла, особенно математика, которая в данном случае необходима как аппарат изучения закономерностей окружающего мира.
Отсюда следует, что реализация межпредметных связей математики с дисциплинами общетехнического и профессионального цикла может быть более эффективной, если использовать профессиональную направленность межпредметных связей с учетом психологической особенности инженерной деятельности и особенностей будущей специальности.
Указанными мотивами обосновывается актуальность настоящего исследования.
Все вышеизложенное обусловило проблему исследования: выявление возможностей использования профессиональной направленности межпредметных связей математики с другими дисциплинами для повышения уровня профессиональной подготовки будущих инженеров.
Общей целью данного исследования является разработка методического обеспечения для целенаправленного использования профессиональной направленности межпредметных связей в обучении математике студентов технического вуза.
Объект исследования-, межпредметные связи математики с другими дисциплинами в профессиональной подготовке инженера.
Предмет исследования: содержание, методы и формы математической подготовки инженера в условиях профессиональной направленности межпредметных связей.
Гипотеза, исследования: если разработать содержание, методы и формы математической подготовки будущих инженеров в условиях профессиональной направленности межпредметных связей и внедрить в процесс обучения математике в вузе, то это повысит качество профессиональной подготовки инженера.
Проблема, предмет и гипотеза исследования обусловили следующие его задачи:
Изучить состояние проблемы профессиональной направленности межпредметных связей математики в теории и практике обучения.
На основе анализа психолого-педагогических и методических исследований выделить психологические и профессиональные особенности инженерной деятельности и степень их отражения в учебно-методической литературе для технических вузов.
Выявить связи особенностей инженерной деятельности с целями и содержанием обучения математике будущих инженеров.
Сформулировать методическую концепцию осуществления профессиональной направленности межпредметных связей математики с дисциплинами общеобразовательного цикла и цикла специальных дисциплин.
5.Разработать методическое обеспечение осуществления профессиональной направленности межпредметных связей математики с дру-гими дисциплинами технического вуза по специальностям: «Автоматизация и управление», «Химическая технология органических веществ», «Экономика и управление на предприятии» и «Менеджмент» и апробировать его в практике обучения.
Методологической основой исследования явились основные идеи и принципы развития профессионального образования России (A.M.
Новиков); работы ведущих психологов, педагогов и методистов по
проблеме межпредметных связей в обучении и инженерной деятельности; концепция развивающего обучения; концепция регионализации государственного стандарта профессионального образования (на примере Тюменской области); программные документы о высшей школе.
В решении поставленных задач использовались следующие методы исследования: изучение и анализ психолого-педагогической, методической литературы и диссертационных исследований по теме диссертации; анализ стандартов образования, программ и учебно-методических пособий для студентов технического вуза; опытно-экспериментальная работа и ее анализ; наблюдение за учебной деятельностью студентов; обобщение и обсуждение результатов исследования в печати, на теоретических и научно-практических конференциях и семинарах.
Исследование проводилось поэтапно.
На первом этапе (1980-1994 гг.) осуществлялась практическая работа в вузе, изучалось состояние рассматриваемой проблемы в теории и практике обучения математике в техническом вузе, осуществлялся поисковый эксперимент.
На втором этапе (1994-1996 гг.) осуществлялось изучение психолого-педагогической, методической и учебной литературы по проблеме исследования; выявлялись методические пути реализации профессиональной направленности межпредметных связей математики с другими дисциплинами; сформулированы проблема, гипотеза, цели и задачи исследования.
На третьем этапе (1996-1997 гг.) разработаны концепция реализации профессиональной направленности межпредметных связей математики в техническом вузе и методическое обеспечение к ней, осуществлялось их внедрение в опытно-экспериментальной работе, анализ, обобщение и систематизация результатов исследования.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в том, что в нем установлена связь инженерной деятельно-
сти с целями и содержанием обучения математике будущих инженеров; проблема повышения уровня профессиональной подготовки будущего инженера решается на основе осуществления профессиональной направленности межпредметных связей математики с другими дисциплинами, учитывающей эти особенности.
Практическая значимость исследования состоит в разработке методического обеспечения осуществления профессиональной направленности межпредметных связей математики с другими дисциплинами технического вуза.
Обоснованность и достоверность проведенного исследования, его результатов и выводов обусловлены опорой на теоретические разработки в области психологии, педагогики, методики преподавания математики, положительной оценкой методических материалов методистами и преподавателями технических вузов по специальностям: «Автоматизация и управление», «Химическая технология органических веществ», «Экономика и управление на предприятии» и «Менеджмент».
На защиту выносятся следующие положения:
Использование взаимосвязи между особенностями инженерной деятельности и возможностями математики для их развития повышает качество профессиональной подготовки будущих инженеров в процессе обучения математике.
Методическое обеспечение профессиональной направленности межпредметных связей математики с другими инженерными дисциплинами составляют: профилированные программы и задачи с профессиональным содержанием для различных специальностей, которые реализуются с помощью профессионально значимых методов обучения.
Апробация результатов исследования. Основное содержание диссертации докладывалось автором и обсуждалось на заседаниях кафедры алгебры, геометрии и методики преподавания математики ТГПИ им. Д.И.Менделеева (Тобольск, 1996г., 1997г.); на научно-
практических конференциях: всероссийская научно-практическая конференция «Проблемные вопросы истории, культуры, образования, экономики Северного Прикамья» (Березники, 1994г.); 5 и б Всероссийские научно-практические конференции «Проблемы многоуровневого технического образования» (Нижний Новгород, 1996г. и 1997г.); межвузовская научно-практическая конференция «Проблемы реализации государственных образовательных стандартов» (Тобольск, 1997г.); межвузовская научно-практическая конференция «Экспериментально-иновационная деятельность в современном образовательном пространстве» (Тобольск, 1997г.); всероссийская научно-практическая конференция «Национально-региональный компонент образования в условиях его стандартизации» (Бирск,1997г.); вторые Сибирские чтения «Современные проблемы методики преподавания математики и информатики» (Омск, 1997г.).
Внедрение разработанных методических материалов осуществлялось автором в ходе опытно-экспериментальной работы преподавателем математики Тобольского филиала Тюменского Государственного Нефтегазового университета, Тобольского общетехнического факультета Казанского химико-технологического университета, УКП Тюменской государственной архитектурно-строительной академии.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, приложений и списка литературы; ее объем 172 страницы машинописного текста. Приложения составляют: карты анализа требуемой степени усвоения; рабочие программы.
Межпредметные связи как дидактический принцип обучения
Проблема межпредметных связей в обучении далеко не нова. Еще древнегреческие философе отмечали целесообразность поисков того, что объединяет все науки; на разумность сближения разных областей знаний в обучении указывали Я.А.Коменскии [73], А. Дистер-верг, К.Д.Ушинский [181]. Краткий обзор развития проблемы реализации межпредметных связей дают в своих работах И.Д.Зверев [55], П.Г.Кулагин [80] и В.Н.Келбакиани [65,бб].
В процессе дифференциации наук, как свидетельствует история педагогики, между изучаемыми дисциплинами нарушилась естественная, диалектическая связь, которая существует между предметами и явлениями реального мира. А это в свою очередь приводит к сужению представления учащихся о взаимосвязях и взаимоотношениях предметов и явлений в природе и к усвоению разрозненных знаний.
Выдающие педагоги прошлого, начиная с эпохи Возрождения, замечали этот недостаток и делали попытку установления взаимосвязей между предметами в процессе обучения. Так, Я.А. Коменский в своей книге «Великая дидактика» писал: «Все, что находится во взаимной связи, должно преподавать в такой же связи» [73, С.287]. Считая, что «никому нельзя дать образования на основе какой-либо одной частной науки независимо от остальных наук», он требовал такого построения учебных предметов и расположения в них учебного материала, чт#бы можно было «изучать явления не в отрыве, не как «кучу дров», а взаимосвязано».
Крупнейший двдакт 18-19 вв. И.Г. Песталоцци не только признавал важность и действительность межпредметных связей, но попытался претворить эту идею на практике. На первое место в искусстве обучения он ставит следующее требование: «Приведи в своем сознании все по существу взаимосвязанные между собой предметы в ту именно связь, в которой они действительно в природе» [134, с.175].
К концу 18 - началу 19 вв. относится первая попытка использования межпредметных связей в обучении. В педагогической литературе того времени обсуждается особый метод преподавания, в основу которого положен принцип: «Все есть во всем». Французский методист Ж.Ж. Жакото утверждал, что важно не обилие и разнообразие учебного материала, а прочное, механическое запоминание основных и второстепенных фактов, признаков, причин, относящихся к данному событию или предмету. В трудах А. Дистерверга отмечается два вида связей: между родственными учебными предметами и между предметами различных циклов. Например, в 1840 году он написал «Руководство к математической географии».
Первую серьезную попытку психологического обоснования проблемы межпредметных связей сделал немецкий педагог И.Ф. Гербарт, считавший, что в воспитании многосторонне развитого человека необходимо бесчисленное количество переходов от одного предмета к другому, их взаимное связывание. В конце 19 в. немецкий педагог О. Вильман в книге «Дидактика, как теория образования в ее отношениях к социологии и истории образования» утверждал, что установление связи между отдельными дисциплинами - одно из важнейших условий изучения материала, благодаря этому содержание предмета будет иметь форму единого целого. Автор заметил, что в практике обучения этот методический прием не используется и «для ученика его ранец в большинстве случаев является единственной связью, соединяющей отдельные учебные предметы».
Среди педагогов и философов России отметим В.Ф. Одоевского, который утверждал: «Никакое отдельное знание, ни химия, ни физика, ни психология не дают полного понятия о предмете, ибо каждый предмет требует для своего умозрения всех наук или, по крайней мере, разумно достаточного сопряжения этих предметов». Н.Г. Чернышевский подчеркивал необходимость обучения различным предметам в их взаимосвязи, чтобы прочные приобретения одной науки не оставались бесплодными для других. [192,С.2б].
Наиболее подробное обоснование дидактической значимости идеи межпредметных связей дал в своих трудах К.Д. Ушинский. В книге «Человек как предмет воспитания. Опыт педагогической антропологии» он раскрыл психологические основы этих связей, выделяя семь видов различных ассоциативных взаимосвязей : припоминание по противоположности, по сходству, по порядку времени, места, рассудочная связь, связь по сердечному чувству и связь развития, или разумная. Его суждения о роли межпредметных связей особо ценны и теперь, он считал, что «знания и идеи, сообщаемые, какими бы то ни было науками, должны органически строиться в светлый и, по возможности, обширный взгляд на мир и его жизнь» [181,Т.3,С. 178]. К.Д. Ушинский сформулировал развернутые положения и рекомендации об использовании межпредметных связей в обучении и воспитании и оказал огромное влияние на их методическую разработку. Русские просветители 19 в. выдвинули идею целостности образования, единства составляющих его частей.
Общие вопросы реализации межпредметных связей в обучении математике
В педагогической литературе осуществление межпредметных связей с точки зрения содержания образования, методов и организационных форм обучения прослеживалось многократно, а с точки зрения характера знаний, умений и навыков учащихся - значительно реже. Этот подход наиболее интересен по отношению к математике как учебному предмету, который занимает особое место в осуществлении межпредметных связей в обучении. Математика, математизация наук, бурный процесс проникновения математики и ее методов в различные сферы человеческой деятельности рассматривается в качестве основы межпредметных связей.
Реализацию межпредметных связей математики с другими предметами, чаще всего определяют как осуществление прикладной и практической направленности обучения, главным образом, через решение задач. Ю.М. Колягин [72] определяет прикладную направленность обучения математике как ориентацию содержания и методов обучения на применение математики в технике и смежных науках; в профессиональной деятельности; в народном хозяйстве и в быту. Прикладная направленность обучения математике включает в себя реализацию связей с курсами физики, химии, географии, черчения, трудового воспитания; широкое использование электронно-вычислительной техники, формирование математического стиля мышления и деятельности. Практическая направленность обучения математике - это направленность содержания и методов обучения на решение задач и упражнений, на формирование у школьников навыков самостоятельной деятельности математического характера. Практическая направленность обучения математике включает решение следующих педагогических задач: формирование основных математических навыков; изучение теоретического материала в процессе решения задач; усвоение знаний и умений, необходимых для дальнейшего успешного изучения математики и ее приложений; развитие интереса учащихся к предмету, их математической активности, способности к дальнейшему самообразованию по предметам, использующим математику, привитие универсальных учебно-трудовых навыков планирования, рационализации своей деятельности.
В литературе существуют различные названия задач (задачи с производственным, практическим, профессиональным, физическим и др. содержанием), хотя с точки зрения межпредметных связей их смысл одинаков; здесь необходимо четко представлять, что в каждом случае подразумеваются различные уровни межпредметных связей. «Задача с межпредметным содержанием - это задача, условие и требование которой содержит компоненты основного и смежного (смежных) предметов, а решение и анализ способствует более глубокому и полному раскрытию объема и содержания понятий, определяющих связь между данными предметами» [127,С.11]. Задачи с профессиональным содержанием - это задачи, для составления и решения которых необходимо привлекать материал, заложенный в общетехнических и специальных предметах, а задачи с производственным содержанием по этим предметам - это частный случай вышеназванных задач, когда поставленные в них вопросы встречаются учащимся во время производственного обучения или в практической деятельности. Прикладные задачи - это задачи, поставленные вне математики и решаемые математическими средствами.
По мнению Б.А. Ермолаева и И.Т. Ткачева проблема классификации межпредметных задач может быть рассмотрена двумя способами. Первый способ - эмпирическая классификация (по В.Н.Янцену):
- задачи, в условиях которых содержатся занимательные факты и количественные данные из разных областей знаний, способствующие повышению познавательной активности учащихся;
- задачи, постановка которых способствует выявлению, усвоению и закреплению существенных признаков понятий, усвоенных ранее и получающих дальнейшее развитие при изучении других учебных дисциплин;
- задачи, решение которых требует умений и навыков, приобретенных учащимися на уроках смежных дисциплин;
- задачи, для решения которых надо применить теории, законы, правила, усвоенные учащимися при изучении смежных дисциплин;
- задачи, решения которых предполагает использование методов усвоенных учащимися на уроках смежных дисциплин или методов, применяемых в технике и народном хозяйстве;
Процесс преобразования информации как центральное звено деятельности инженера
Процесс преобразования информации человеком включает в себя четьре основных этапа: прием информации, переработка принятой информации, принятия решения, осуществление управляющих воздействий [130]. Ниже приводится характеристика этих этапов с точки зрения деятельности человека.
Прием информации Процесс приема информации рассматривается как процесс формирования перцептивного (чувственного) образа, формирование которого является фазным процессом, включающим в себя обнаружение, различение, опознание [130]. Длительность этих стадий зависит от сложности воспринимаемого сигнала. Большую роль при построении перцептивного образа играют представления (вторичные образы), сформированные у человека в процессе развития. «Сравнение с эталоном - наиболее простая схема распознавания, но в то же время самая ненадежная... Существенной деталью в распознавании образов является интерпретация» [40,с.23-24].
Основными психическими процессами, участвующими в приеме информации, являются ощпление, восприятие, представление и мышление. В качестве основных свойств восприятия, как основы процесса приема информации человеком, большинство авторов выделяют предметность, целостность, осмысленность, изобретательность, константность, обобщенность [78, 195]. Физиологической основой формирования перцептивного (чувственного) образа является работа анализаторов: зрительного, слухового, тактильного и т.п. Возможность зрительного восприятия определяется энергетическими, пространственными, временными и информационными характеристиками сигналов, поступающих к человеку.
Одним из наиболее эффективных исторически сложившихся средств передачи информации человеку является речь. Проблема речи имеет кардинальное значение в психологии; она выступает в той или иной форме при изучении сенсорных процессов, памяти, умственных действий, двигательных навыков, свойств личности. Язык, сформировавшийся в прюцессе длительной истории человечества, представляет собой весьма эффективную систему кодирования информации, адресованной человеку. «Благодаря языку сознание формируется и развивается как духовный продукт жизни общества, осуществляется преемственность человеческой деятельности и общения» [52].
Переработка принятой информации
После получения информации человек, так или иначе, начинает ее анализировать и преобразовывать. В этом процессе решающая роль принадлежит памяти и мышлению. Основные формы и процессы памяти, связанные с сохранением, рассеиванием и извлечением информации: кратковременная и долговременная память, двигательная, эмоциональная, образная и словесно-логическая память; запоминание, забывание и воспроизведение. Некоторые закономерности, связанные с этими процессами: из разных по длине сообщений запоминается лучше те, которые несут меньше новой информации; с увеличением количества информации и числа символов обтьем памяти уменьшается, и, следовательно, для увеличения объема запоминаемого материала, его нужно формировать крупными информационными блоками. Сила и характер запоминания зависит от характера деятельности и психологического состояния человека, т.е. от его активности. В различных видах деятельности могут преобладать различные виды психической активности: моторная, эмоциональная, сенсорная, интеллектуальная. Обслуживающие их виды памяти получили названия: двигательной, эмоциональной (аффективной), образной и словесно-логической (вербальной) памяти [40, С.53]. В психологии выделяют три вида забывания: 1) потеря информации из-за того, что она не используется, 2) потеря информации в результате интерференции (проактивной и ретроактивной), 3)забывание, обусловленное мотивацией.
