Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ПРЕЕМСТВЕННОСТЬ КАК ОДИН ИЗ ОСНОВОПОЛАГАЮЩИХ ПРИНЦИПОВ ОБУЧЕНИЯ В СИСТЕМЕ «ШКОЛА - ВУЗ» 11
1.1 .Анализ состояния проблемы преемственности в обучении математике в системе «школа - вуз» 11
1.2. Обоснование основных составляющих компонентов системы «технический лицей- технический вуз» 20
1.3. Анализ и сопоставление программы общеобразовательной школы по алгебре и началам анализа и программы технического университета по математическому анализу 25
ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ОБУЧЕНИЯ В СИСТЕМЕ «ТЕХНИЧЕСКИЙ ЛИЦЕЙ- ТЕХНИЧЕСКИЙ ВУЗ» 40
2.1. Особенности обучения в техническом лицее НГТУ 41
2.2. Программа курса «Алгебра и начала анализа» как один из компонентов, обеспечивающих преемственность обучения в системе «технический лицей - технический вуз» 46
2.3. Методические и учебные пособия как средство развития самообразовательной деятельности учащихся 59
2.4. Информационные технологии как методическая основа управления процессом обучения математике 69
2.4.1. Некоторые принципы разработки и применения обучающих компьютерных программ 71
2.4.2. Контролирующие компьютерные программы как средство активизации учащихся в процессе контроля знаний 74
2.4.3. Электронное учебное пособие «Уравнения и неравенства» 83
2.5. Индивидуальные задания (типовые расчеты) как средство активизации самостоятельной работы учащихся техническоголицея 91
2.6. Контроль как средство управления учебной деятельностью учащихся 106
ГЛАВА 3. ОРГАНИЗАЦИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 116
3.1. Констатирующий эксперимент 116
3.2. Поисково - обучающий эксперимент 127
3.3. Сравнительный эксперимент 136
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 141
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 143
ПРИЛОЖЕНИЯ 153
- .Анализ состояния проблемы преемственности в обучении математике в системе «школа - вуз»
- Особенности обучения в техническом лицее НГТУ
- Констатирующий эксперимент
Введение к работе
Ведущей концепцией современного школьного образования является идея гуманизации, ставящая в центр внимания ученика с его интересами и возможностями. Эта позиция должна отражаться и на методике преподавания обязательных школьных дисциплин и математики, в частности; курс основной школы должен приобрести большее общекультурное звучание, стать более значимым в формировании личности [53]. Общее среднее образование призвано обеспечить полноценное развитие школьника, дать знания по основам фундаментальных наук, заложить предпосылки получения в дальнейшем профессионального образования.
Необходимость решения вышеперечисленных задач обозначена в двух главных на сегодняшний день документах, определяющих основные направления развития образования в России: законе « Об образовании » [42] и «Национальной доктрине образования» [58]. В них подчёркивается, что система образования призвана обеспечить: разностороннее и своевременное развитие учащихся и студентов, их творческих способностей; формирование навыков самообразования; многообразие типов и видов образовательных учреждений и вариативность образовательных программ; преемственность уровней и ступеней образования.
В настоящее время традиционное образование, предполагавшее получение общих и профессиональных знаний в период обучения, сменяется образованием, обеспечивающим приобретение знаний в течение всей социально активной жизни. В связи с этим важное значение приобретает проблема непрерывности образования, решение которой невозможно без осуществления преемственности.
Изучением проблемы преемственности в обучении и воспитании в
5 различные возрастные периоды занимались многие зарубежные и русские педагоги (Я.А. Коменский, Н.И. Пирогов, К.Д. Ушинский и др.). В связи с усложнением требований к специалистам, появлением различных видов образовательных учреждений, насыщением образовательных программ, повышением интенсивности информационного пространства проблема преемственности в образованиидрактуемая разными учеными и педагогами по-разному вновь становится актуальной. Преемственность целей, содержания, методов обучения в гимназиях, лицеях, классах с углублённым изучением ряда дисциплин отражена в работах Т.Ф. Акбашева, М.Н. Берулавы [3,10], преемственность средней школы и высшей в преподавании школьных предметов и вузовских дисциплин исследована в работах А.И. Красильникова , М.В. Потоцкого [47,67]. Учебная деятельность студентов на младших курсах и ее связь с их школьной подготовкой рассмотрена Т.Н. Болдышевым , Н.П. Добронравовым, Т.М. Кириленко, Р.А. Низамовым [12,34,45,60]. С точки зрения Г.Н. Александрова, Н.С. Анциперовой, В.И. Брудного, СМ. Годника , Л.К. Гребенкиной , P.M. Капраловой, В.Э. Тамарина [4,6,13,25,83]). преемственность является условием успешной педагогической деятельности и может рассматриваться как принцип обучения и воспитания, обеспечивающий единство, целостность, системность в целях повышения качества обучения и развития личности каждого ребёнка. Проблемы непрерывности образования и преемственности в обучении обсуждаются преподавателями высшей школы и учителями школ, лицеев, гимназий на конференциях разного уровня [35,44,57,71].
Научные исследования последних лет посвящены: характеристике системы непрерывного образования (А.П. Владиславлев, Б.С. Гершунский, Ф.Р. Филиппов [16,23,87]), адаптации студентов к условиям вуза (Д.А. Андреева, В.Т. Хорошко [5,96]), преемственности форм и методов в обучении при переходе из средней школы в вуз (В.А. Байдак,В.Г. Панкратова, A.M. Пышкало, К.И. Нешков ,З.И. Якштас [8,59,63,72]), психологическим основам преемственности обучения (Ш.И. Ганелин , П.А. Михайлов , А.Г. Мороз , А.В. Усова [21,55,56,86]).
С позиции непрерывности и преемственности процесс образования к определённому этапу обучения предполагает овладение обучающимися такими знаниями, которые являются необходимыми и достаточными на следующем этапе. Для продолжения обучения в вузе необходимо наличие среднего образования и здесь особую актуальность приобретают связи «школа-вуз», «лицей-вуз» и т.п.
Система «лицей-вуз» представляет особый интерес, так как дает возможность пополнить контингент вуза*" которые имеют более высокий уровень мотивации выбора, ориентированность в отношении будущей специальности, адаптированы к обучению в вузе. Задача учебных заведений такого типа не только в том, чтобы дать общее образование, но и помочь учащимся реализовать свои способности, подготовить их к дальнейшему обучению в вузе.
Несмотря на значительное количество работ, в которых рассматриваются различные аспекты преемственности в системе непрерывного образования, проблема преемственности обучения в лицеях при вузах разработана недостаточно. Актуальность исследования обусловлена: несоответствием требований технических вузов и качеством математической подготовки выпускников средней школы ; несоответствием между уровнями организации самостоятельной познавательной деятельности школьников и студентов; различием методов, средств, форм обучения в общеобразовательной школе и вузе.
Проблема диссертационного исследования состоит в выявлении методов, форм, средств обучения старшеклассников математике, обеспечивающих преемственность в системе «технический лицей — технический вуз».
7 Цель исследования: повысить уровень математической подготовки и самообразовательной деятельности старшеклассников в соответствии с требованиями технических вузов.
Гипотеза исследования: разработанная методическая система, включающая содержание, формы, методы и средства обучения и внедрение ее в учебный процесс, позволит повысить качество знаний учащихся и будет способствовать более ранней адаптации их к обучению в вузе.
Объект исследования: процесс обучения алгебре и началам анализа в техническом лицее.
Предмет исследования: процесс обучения алгебре и началам анализа в техническом лицее на основе принципа преемственности.
В связи с поставленной проблемой, целью исследования и сформулированной гипотезой необходимо было решить следующие задачи:
Изучить состояние проблемы в теории и практике обучения математике с целью определения основных теоретических положений исследования и направлений организации учебного процесса в техническом лицее.
Провести анализ программ по алгебре и началам анализа общеобразовательной школы и математического анализа первого семестра технического университета с целью выявления взаимосвязи разделов изучаемых курсов в школе и вузе.
Разработать программу по курсу « Алгебра и начала анализа » для информатике - математических классов технического лицея.
Определить формы, методы и средства, которые будут способствовать преемственности обучения в вузе.
В качестве теоретических и методологических основ исследования были использованы системно - деятельностный подход к процессу обучения (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Н.Ф. Талызина [18,51,74,82]); работы по теоретическим основам преемственности обучения (С. Я. Батышев, М. С. Годник, Ю. А. Кустов,Д.С. Ягафарова
8 [9,26,49,97]), а также работы о преемственности форм и методов обучения при переходе из средней школы в вуз (В.А. Байдак, К.И. Нешков , В.Г. Панкратова, A.M. Пышкало [8,59,63,72]), работы, посвященные проблемам применения компьютерных информационных технологий в учебном процессе ( В.Л.
Латышева, А.А. Мальцев [50,52]).
Для решения поставленных задач и проверки рабочей гипотезы были использованы следующие методы исследования: изучение и анализ психолого-педагогической и методической литературы по рассматриваемым проблемам, учебно-методической документации; анкетирование и опрос учащихся школ, учителей, студентов и преподавателей; наблюдение, тестирование, анализ деятельности учащихся, студентов; констатирующий и формирующий эксперименты; анализ результатов тестирования учащихся, поступающих в лицей. статистический анализ результатов экспериментов.
Экспериментальная работа проводилась на базе 10-11-х классов средних школ №171, 176 г. Новосибирска, технического лицея, на первом курсе двух факультетов НТТУ.
Исследование проведено в несколько этапов. На первом (1995 - 1996) изучалась психолого-педагогическая, учебно-методическая литература. Была определена проблема исследования, сформулированы цель, задачи и рабочая гипотеза. Проводился констатирующий эксперимент — тестирование по начальному уровню знаний и интеллектуальное тестирование учащихся, осуществлялась обработка и анализ полученных результатов.
На втором (1996-1998) разрабатывалась методика обучения математике на основе принципа преемственности, был проведён поисково-обучающий эксперимент, внесены коррективы в теоретические положения, организацию предметного материала.
На третьем этапе (1998-2000) проведён сравнительный эксперимент, продолжалось внедрение результатов исследования в практику системы «технический лицей-технический вуз», завершено оформление диссертации. В течение 1995-2000 годов разрабатывались методические материалы для обеспечения процесса обучения. Научная новизна исследования :
1 )разработана методика обучения алгебре и началам анализа в техническом лицее на основе принципа преемственности;
2)разработана программа курса «Алгебра и начала анализа», содержащая: требования к математической подготовке учащихся, принципы построения курса, цели и задачи, структуру, содержание и описание деятельности учащихся в процессе изучения курса, систему контроля;
3)разработан комплекс дидактических материалов, включающих методические пособия и компьютерные программы для 10-х и 11-х классов.
Обоснованность и достоверность полученных результатов и выводов , представленных в диссертации, обеспечивается опорой на основные положения современной психолого-педагогической науки, разнообразные методы исследования, адекватные поставленным задачам, результатами экспериментальной проверки разработанной методики.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что в нём выявлен один из основополагающих принципов обучения в техническом лицее - принцип преемственности; разработана методика обучения математике старшеклассников, направленная на развитие самостоятельной познавательной деятельности, формирование системы теоретических знаний, повышение качества знаний.
Практическая значимость исследования. Результаты исследования используются:
1) в учебном процессе технического лицея;
2) при совершенствовании содержания, методов, форм, средств обучения в средней школе в классах технического направления;
10 3) в процессе обучения технического лицея и школ, заключивших договор о сотрудничестве с НГТУ, применяются разработанные учебно - методические материалы, а также пакет компьютерных программ.
На защиту выносятся :
1) методика обучения алгебре и началам анализа учащихся технического лицея, ориентированная на подготовку старшеклассников к обучению в вузе;
2) программа по курсу «Алгебра и начала анализа», включающая требования к математической подготовке учащихся 10-11 классов, принципы построения курса, цели и задачи, структуру, содержание и описание деятельности учащихся в процессе изучения курса, систему контроля;
3) учебно — дидактический комплекс, включающий индивидуальные задания, учебные и методические пособия, компьютерные программы.
Апробация и внедрение результатов исследования
Материалы и результаты исследований докладывались на научно -практической конференции (Анжеро-Судженск, 1998), научно -методической конференции СибГАТИ (Новосибирск, 1998), II Международной научно -методической конференции (Новосибирск, 1999), I Региональной научно -методической конференции (Новосибирск, 2000). На основании проведенных исследований разработаны методические и учебно-методические пособия по алгебре и началам анализа, а также компьютерные программы. Разработанные методические материалы апробированы и внедрены в учебный процесс технического лицея и некоторых школ, заключивших с НГТУ договор о сотрудничестве.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 методических разработок, 2 учебных пособия, 7 тезисов докладов и разработано 12 компьютерных программ.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложений.
.Анализ состояния проблемы преемственности в обучении математике в системе «школа - вуз»
Современная система образования характеризуется значительными преобразованиями, связанными с изменением государственной образовательной политики. Согласно закону РФ «Об образовании» [42] эта система представляет собой совокупность взаимодействующих составляющих: преемственных образовательных программ и государственных образовательных стандартов различного уровня и направленности; сети реализующих их образовательных учреждений независимо от их организационно-правовых форм, типов и видов органов управления образованием и подведомственных им учреждений и организаций. В связи с этим перед вузами ставится задача перехода к подготовке специалистов широкого профиля на основе сочетания фундаментальных общенаучных, общепрофессиональных знаний и практической подготовки, начальный фундамент которой должен быть заложен в средней школе с учётом специфических задач обучения в современном высшем учебном заведении. Отличительной особенностью технического университета является его многопрофильность, то есть подготовка специалистов по широкому спектру специальностей - технического , социально-экономического, гуманитарного направлений [93,с.135] .
Многопрофильность университетского образования должна найти отражение и в системе школьного образования. В современных условиях это реализуется организационно прежде всего в увеличении новых видов образовательных учреждений - лицеев, гимназий, образовательных центров. При многих вузах появились образовательные учреждения, которые готовят своего абитуриента с учётом специфики данного вуза.
Например, в НГТУ (Новосибирский государственный технический университет ) - крупнейшем техническом вузе Новосибирска с 1996 года открыт технический лицей, в котором обучается более 300 учащихся. Цель технического лицея университета - дать лицеистам качественное среднее образование и подготовить их к обучению в вузе.
Кафедры университета становятся методическими и организационными центрами, преподаватели которых совмещают работу со студентами и школьниками. Они имеют возможность на практике сопоставить уровень обученности учащихся школ разного типа с требованиями, предъявляемыми к студентам - первокурсникам. Однако научно - методическая база организации процесса обучения в указанных учебных заведениях пока ещё не полностью соответствует задачам, стоящим перед ними. Актуальным в этой связи является выявление факторов, влияющих на адаптацию первокурсников к условиям вузовской системы обучения.
Первоочередными из них, с точки зрения автора данной работы, являются:
отсутствие научно обоснованных форм и методов обучения в системе « школа — вуз »;
отсутствие потенциального абитуриента, адаптированного к условиям учебной деятельности в вузе;
недостаточно реализуемая задача преемственности в непосредственном содержании образовательных программ, а также в формах, методах и средствах обучения.
Решение указанных проблем рассматривается в работах B.C. Безруковой, В.И. Брудного, А.П. Владиславлева, СМ. Годника, Л.Е. Евтушик, Т.М. Кириленко, М.И. Махмутова [ 13,16,17,25,45,54 ]. В исследованиях, проведённых в НГТУ В.П. Бударкевичем, Н.А. Гулюкиной, СВ. Клишиной, А. А. Корниловичем, А. А. Любимским [30,35,44], показано, что идеи непрерывности образования, разработанные для вузов и послевузовского образования, необходимо использовать и в системе « школа - вуз ».
Как отмечают В.П. Беспалько, Г.В. Дорофеев, В.В. Карпов, Ю.Г. Татур [11,38,43] в школе как и в вузе следует переходить на введение активных методов обучения, учитывающих предпочтения и интересы личности учащихся, использовать учебные пакеты - задания для самостоятельной работы, широко применять электронно — вычислительную технику.
Одной из базовых дисциплин, изучаемых в технических университетах, является математика. Её аппарат составляет основу для изучения других профилирующих дисциплин. Специфика математического, образования в техническом вузе заключается в том, что к традиционно изучаемым разделам высшей математики добавляются новые - математическая логика, дискретная математика, вычислительная математика и др. При этом уменьшается число часов, предназначенных для изучения базовых дисциплин - математического анализа, аналитической геометрии и линейной алгебры. В связи с этим возникает необходимость изучения входящих в программу средней школы начал математического анализа таким образом, чтобы не требовалось возвращения к ним в высшей школе, либо оно завершалось на определенном этапе, с которого можно было продолжить их изучение в вузе [39].
Особенности обучения в техническом лицее НГТУ
Технический лицей НГТУ - среднее общеобразовательное учреждение, в котором обучаются учащиеся, закончившие девять классов средней школы. На основе конкурсного отбора (входное тестирование по математике, физике, русскому языку) и в соответствии с личностной ориентацией учащихся проводится зачисление в группы различного профиля. Обучение по тем или иным направлениям позволяет учащимся в полной мере реализовать свои способности и наклонности к таким видам деятельности, которые необходимы для дальнейшего обучения по выбранной специальности в вузе. Таким образом, уже на начальном этапе обучения в лицее отражается многопрофильность технического университета.
Направленность обучения в лицее на его продолжение в техническом университете выдвигает на первый план решение следующих задач: адаптация учащихся к дальнейшему обучению в вузе, формирование системы обобщенных знаний и умений, развитие мышления (словестно-логического, математического, образного), развитие навыков самостоятельной работы, формирование организационных умений познавательной деятельности.
Как показывают исследования [44,55,73], а также беседы с первокурсниками основными недостатками подготовки выпускников средних школ к обучению в вузе являются следующие:
1) неподготовленность учащихся к восприятию лекций. Это проявляется в неспособности студентов первого курса одновременно усваивать и конспектировать лекционный материал, а также неумение составлять конспект;
2) отсутствие умений учащихся работать с различными источниками в процессе усвоения теоретических вопросов математики;
3) неумение студентов связывать теоретический материал с решением задач, при этом проявляется стремление лишь к отысканию готовых алгоритмов;
4) неподготовленность к самостоятельной работе и связанная с этим неспособность к изложению материала.
Как было показано в первой главе диссертации, одной из важных отличительных особенностей организации учебного процесса ТЛ ЫГТУ по сравнению с общеобразовательной школой является лекционно-семинарская система обучения и поэтапная система контроля знаний учащихся десятых-одиннадцатых классов. Раскроем суть этих форм обучения с учетом опыта работы автора в техническом лицее НГТУ.
При проведении лекционных, практических, семинарских занятий работа по усвоению знаний и формированию умений учащихся организуется таким образом, чтобы подготовить их к восприятию и конспектированию лекций, работе с математической литературой, а также к самостоятельной познавательной деятельности. Лекция является основной формой доведения информации до обучаемых. На лекциях излагается главное содержание предмета (основной теоретический материал), общие методы и алгоритмы решения задач. Прежде всего определяются структура курса, цель и задачи изучения математики в десятых - одиннадцатых классах, подчеркивается , что познание происходит под руководством учителя или в условиях самообразования, но в обоих случаях оно определяется познавательными усилиями самого школьника. Восприятие лекции для учащихся десятых классов представляет большую трудность на начальном этапе обучения в лицее. Это связано с непривычной формой работы, психологическими особенностями возраста, с неподготовленностью учащихся к восприятию большого объема теоретического материала, неумением вести записи. Поэтому необходимо разработать приемы активизации познавательной деятельности учащихся на лекции. К таким приемам относим: обоснование важности информации для жизни, профессии, развития, постановка активизирующих вопросов, приводящих к диалогу, дискуссии, размышления учащихся вслух, выступления с докладами. При помощи проблемной ситуации новый материал оформляется как решение познавательной задачи, которую нужно решить общими усилиями. В этом случае ученик оказывается в ситуации, когда требуется не простое запоминание, а активная познавательная деятельность.
Констатирующий эксперимент
Исследование проводилось в два этапа, начиная с 1995 года. На первом выявлялся начальный уровень знаний школьников, поступающих в лицей (входное тестирование). На втором в начале учебного года проводилось тестирование учащихся по методике Р.Амтхауэра для определения уровня развития составляющих мышления.
Цель констатирующего эксперимента заключалась в следующем:
- выявить реальный уровень знаний учащихся, поступающих в лицей;
- определить разделы математики, вызывающие наибольшие затруднения девятиклассников:
- выявить уровень развития языковой составляющей мышления учащихся, поступивших в лицей;
- на основе полученных данных сделать вывод о направлении корректировки программы общеобразовательной школы по алгебре и началам анализа.
Для определения уровня знаний учащихся, поступающих в лицей, было проведено входное тестирование. Задания тест - билетов разработанных диссертантом, включали десять задач по основным разделам математики среднего звена общеобразовательной школы.
При разработке теста мы исходили из следующих положений:
1) уровень сложности заданий должен соответствовать программе курса математики средней ступени общеобразовательной школы;
2) содержание заданий предполагает проверку следующих умений:
- выполнять действия со степенями,
- находить область определения функции,
- решать линейные, квадратные, дробно-линейные, дробно- рациональные уравнения и неравенства,
- применять свойства корней квадратного уравнения к решению задач,
- применять свойства арифметической и геометрической прогрессий,
- строить графики функции по формуле с помощью элементарных преобразований (т.е. переводить информацию со словесного языка на символический).
Для оценки этого теста была избрана балльная система. Каждое верно выполненное задание оценивалось в три балла; в два балла оценивалось задание выполненное с недочетами, и в один балл, если выбран верно только метод решения. Суммарная оценка теста составляла тридцать баллов.
Приведем примеры двух тестов. Вариант 051 предлагался учащимся в 1995 году. В связи с увеличением конкурса в технический лицей в 1996 году был дан более сложный тест (вариант 061). Эти тесты содержат одинаковое количество задач и проверяют одни и те же умения.
