Введение к работе
Актуальность темы исследования. Современная профессиональная деятельность людей связана с высокими наукоемкими технологиями, что определяет новые требования к фундаментальной подготовке специалистов. В настоящее время основу фундаментального образования обучаемых в школе и вузе формирует их математическая подготовка с применением компьютерных средств. Без активного использования компьютерных технологий и математического аппарата невозможно решать профессиональные задачи, связанные с применением методов вычислительного эксперимента, имитационного моделирования, обработки данных. Сегодня востребован специалист, обладающий навыками оперативно находить и применять информацию, моделировать сложные процессы, проводить вычисления, оперативно адаптироваться к социально-производственным процессам в условиях глобальной коммуникации и информатизации общества.
Важность качественного обучения математике, начиная со школьной скамьи, определяется еще и тем, что изучение этой дисциплины активизирует процессы развития когнитивных способностей и некоторых личностных характеристик обучаемых.
В настоящее время решения проблемы слабой математической подготовки учащихся в школе нельзя требовать только от учителей математики. В ней должны участвовать учителя-предметники, обладающие достаточным багажом математических знаний в своей предметной области. В связи с этим значительный интерес представляют вопросы математической подготовки будущих учителей нематематических направлений в педагогических вузах.
Выпускник педагогического вуза нематематического профиля сегодня должен обладать знаниями не только своего предмета, но и других дисциплин, в первую очередь математики и информатики. Он обязан иметь навыки поиска, отбора и передачи необходимого материала в различных формах, обладать умениями строить математические модели и использовать информационные и коммуникационные технологии в своей будущей профессиональной сфере.
Учитывая актуальность современных проблем экологии, топливно-энергетических ресурсов, нефтегазовой отрасли, химии следует особо выделить вопрос обучения математике будущих учителей естествознания. Говоря о естествознании, мы выделяем химический, биологический и географический профили педагогических вузов.
Значимость математической подготовки студентов естественнонаучного профиля (ЕНП) в педагогическом вузе возрастает с каждым годом в связи с усилением профилизации школьного образования, гуманизацией и гуманитаризацией преподавания естественнонаучных дисциплин.
Трудно найти какую-либо дисциплину естественнонаучного направления, слабо использующую математические методы. Однако при этом математика не относится к профильным дисциплинам в учебных планах подготовки будущих учителей естествознания. В связи с этим возникает множество вопросов: каким
должно быть содержание математического курса, как обеспечить мотивацию его изучения, какие методы, средства и формы обучения математике необходимо выбрать, чтобы повысить уровень понимания и усвоения математики студентами ЕНП педагогического вуза, как учесть их психофизиологические особенности восприятия информации и тип мышления и др.?
Анализ работ, посвященных проблемам обучения математике будущих учителей, в том числе ЕНП, (М.И. Башмакова, В.Г. Болтянского, Н.Я. Виленкина, А.Г. Гейна, Г.Д. Глейзера, Т.А. Долматовой, Г.В. Дорофеева, И.А. Иванова, Е.Л. Макаровой, А.Г. Мордковича, Н.Х. Розова, Е.И. Смирнова и др.) показал, что многие выпускники педагогического вуза недостаточно владеют той частью математического содержания, которая обеспечивает им уверенность в решении нестандартных задач профильных дисциплин. Им сложно обучать школьников поиску подходов к решению таких задач; они не имеют должного опыта применения метода математического моделирования в профильных областях; не способны продуктивно работать в условиях лавинообразного потока информации и осваивать новые информационно-образовательные технологии.
В условиях глобальной информатизации математическая подготовка будущего учителя естествознания представляется многослойной: кроме предметного обучения и освоения навыков математической деятельности, она включает в себя развитие качеств мышления, формирование навыков самостоятельного поиска и освоения новой информации, умений моделировать процессы и решать задачи с помощью информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Однако теория и практика подобного математического образования студентов педагогического вуза практически отсутствует.
В связи с этим возникает необходимость определения научно-методических основ обучения математике будущих учителей естествознания в современных условиях.
Под научно-методическими основами обучения математике будущих учителей естествознания в системе «школа-педвуз» понимаются дидактические принципы и комплекс содержательных и процессуальных компонентов математической подготовки.
Разработке методологических основ построения системы высшего
педагогического образования посвящены исследования В.П. Беспалько,
В.В. Давыдова, В.И. Загвязинского, Н.В. Кузьминой, Г.И. Саранцева,
В.А. Сластенина, А.И. Щербакова, B.C. Ямпольского и др. Однако в них недостаточно уделено внимания проблеме математической подготовки обучаемых в условиях глобальной информатизации.
Вопросы взаимосвязи дидактики и частных методик обучения математике с
точки зрения методологического обоснования рассматривались в работах
О.А. Абдуллиной, СИ. Архангельского, Ю.К. Бабанского, B.C. Леднева,
И.Я. Лернера, Б.Т. Лихачева, Н.Д. Никандрова, И.Т. Огородникова,
В.Г. Разумовского, М.Н. Скаткина, Г. Д. Усовой, Г.И. Щукиной и др.
Исследования по общедидактическим принципам обучения проводились СИ. Архангельским, Ю.К. Бабанским, Дж. Брунером, М.Н. Скаткиным, и др.), по дидактических принципам обучения математике и построению математических курсов В.А. Далингером, Г.В. Дорофеевым, Л.Д. Кудрявцевым, Н.В. Метельским, А.Г. Мордковичем, В.А. Оганесяном, В.А. Тестовым и др.
Теоретико-методологическое обоснование отдельных направлений исследования методики обучения математике отражены в работах A.M. Абрамова, Ф.С. Авдеева, А.К. Артемова, И.И. Баврина, Н.Я. Виленкина, Г.Д. Глейзера, В.А. Гусева, В.А. Далингера, А.Л. Жохова, Н.Б. Истоминой, В.И. Крупича, В.М. Монахова, А.Г. Мордковича, A.M. Новикова, A.M. Пышкало, Е.И. Смирнова, А.А. Столяра, В.А. Тестова, Р.А. Утеевой, Л.М. Фридмана, Л.В. Шкериной, П.М. Эрдниева и др., а также в докторских диссертациях Г.Л. Луканкина, А.Д. Московченко, Н.В. Садовникова, Н.Л. Стефановой и др.
Отдельным вопросам математической подготовки учащихся и будущих учителей естествознания посвящены диссертационные работы Т.А. Долматовой, И.А. Иванова, Е.Л. Макаровой и др.
В представленных исследованиях рассматривались общие вопросы профессионально-педагогического образования, предлагались способы усовершенствования отдельных компонентов методической системы обучения математике, изучались научно-методические основы профессиональной подготовки учителя математики. Однако проблема математической подготовки студентов естественнонаучного профиля в системе «школа - педвуз» в условиях информационного общества не затрагивалась.
Превращение мира в единое информационное пространство, постоянное увеличение и обновление информации, представленной в разнообразных формах, дают основание рассмотреть процесс обучения вообще и математике в частности как процесс, в основе которого лежат поиск информации, ее осмысление и обработка, обмен информацией с помощью ИКТ, создание новой информации.
Сущность понятия информации и применение информационного подхода к различным областям науки рассматривались в работах Б.В. Бирюкова, Л. Бриллюэна, В.Б. Гухмана, П.П. Киршенмана, К.К. Колина, А.Д. Урсула, К. Черри, К.Э. Шеннона, У.Р. Эшби и др.; к обучению - В.П. Беспалько, А.В. Горячева, О.Б. Епишевой, А.П. Ершова, Т.А. Ильина, Л.Н. Ланда, М.П. Лапчика, Е.И. Машбиц, Л.Ю. Монаховой, В.М. Монахова, Г.Н. Степановой, Н.Ф. Талызиной, Л.М. Фридман и др.
В представленных исследованиях обосновывается применение ИКТ в образовательной деятельности, рассматриваются различные формы представления информации, но психофизиологические особенности студентов по восприятию, запоминанию и обработке недостаточно освещены.
В данном исследовании под информационным подходом в обучении понимается совокупность положений и принципов, определяющих информационные процессы восприятия, запоминания и обработки (мышления) учебного материала. Основой данного подхода является информационное
моделирование этих процессов (Н.И. Пак), которое позволяет определить научно-методические основы и выявить особенности обучения математике будущих учителей естествознания.
Организация учебного процесса в условиях информационного подхода требует учета личностных психофизиологических особенностей обработки математической информации, а, значит, невозможна без интеграции вопросов физиологии, психологии и дидактики в теории и методике обучения математике.
Общие подходы теории мышления рассматриваются в работах Дж. Брунера, Л.С. Выготского, Ж. Пиаже, П. Линдснея, С.Л. Рубинштейна, М.И. Сеченова и др.
Психологические аспекты феномена математического мышления и развития его отдельных компонентов раскрываются в трудах Р. Атаханова, В.А. Гусева, В.А. Далингера, В.А. Крутецкого, А.Ю. Козырева, А. Пуанкаре, Н.А. Резник, С.Л. Рубинштейна, М.А. Холодной, И.С. Якиманской и др.
Открытие Р. Сперри функциональной асимметрии головного мозга обусловило переоценку и корректировку устоявшихся взглядов на систему математического образования и проведение исследований по развитию образного мышления (М.И. Башмаков, В.Г. Болтянский, М.Б. Волович, В.А. Далингер, В.Н. Евдокимова, О.О. Князева, С.Н. Поздняков, Н.А. Резник, Е.И. Смирнова, А.Я. Цукарь и др).
В представленных работах основное внимание уделено зрительному каналу восприятия, не рассматривается стадия запоминания информации, оказывающая существенное влияние на процесс мышления, не проводится информационное моделирование мыслительных процессов. Очевидно, что все эти процессы взаимосвязаны, но при этом необходимо учитывать особенности восприятия математической информации студентами с разными каналами получения учебного материала, формировать навыки мнемической деятельности студентов (деятельности по запоминанию), структурировать учебный материал соответствующим процессу мышления способом. На основе информационных моделей этих процессов можно определить компоненты, дидактические принципы обучения математике, а также осуществить научное обоснование выбора необходимых методов, средств и форм предъявления учебной математической информации с позиций ИКТ.
Под математической подготовкой будущего учителя ЕНП будем понимать целостное, способное к изменению и развитию психическое свойство личности, характеризующееся владением знаниями, умениями, навыками применения математических методов для решения прикладных и профессиональных задач, а также развитыми личностными свойствами, которые формируются и развиваются в процессе обучения математике.
Концепция, компоненты, дидактические принципы этой математической подготовки студентов определяются положениями информационного подхода. Назовем их информационными.
Таким образом, научно-технический прогресс, информатизация общества и образования, научные открытия, важность учета психологических и психофизиологических характеристик личности обучаемого обусловливают
необходимость построения информационной концепции, определяющей компоненты и информационные дидактические принципы обучения математике будущих учителей естествознания и условия их реализации.
Все вышеизложенное позволило сформулировать группу противоречий между:
-
необходимостью интеграции вопросов психологии, психофизиологии и дидактики в теории и методике обучения математике и отсутствием подхода, обеспечивающего такую интеграцию;
-
необходимостью построения информационной концепции обучения математике будущих учителей естествознания, определяющей компоненты и дидактические принципы их математической подготовки в условиях информатизации и глобальной коммуникации, и недостаточной проработкой теории и практики применения информационного подхода к построению подобной концепции;
-
возможностью использования информационных дидактических принципов в обучении математике будущих учителей естествознания в современных условиях и отсутствием механизмов их реализации;
-
возможностью построения информационно-образовательного пространства (ИОП), информационно-образовательной предметной среды (ИОПС) и методики обучения математике будущих учителей естествознания в системе «школа-педвуз», обеспечивающие повышение уровня их математической подготовки, и отсутствием необходимых учебно-научных, информационно-образовательных и учебно-методических ресурсов.
Приведенные противоречия определяют научную проблему диссертационного исследования: каковы научно-методические основы обучения математике будущих учителей естествознания в условиях информационного общества, обеспечивающие повышение их уровня математической подготовки?
Цель исследования: разработка научно-методических основ и проектирование информационно-образовательного пространства и методики обучения математике будущих учителей естествознания, обеспечивающих повышение уровня их математической подготовки.
Объект исследования: процесс обучения математике будущих учителей естествознания.
Предмет исследования: научно-методические основы обучения математике будущих учителей естествознания с позиций информационного подхода.
Гипотеза исследования: повышение уровня математической подготовки будущих учителей естествознания будет обеспечено, если:
1) разработана информационная концепция, определяющая научно-методические основы обучения математике будущих учителей естествознания:
- компоненты математической подготовки студентов ЕНП в условиях информатизации общества и образования и способы их развития и измерения;
информационные дидактические принципы обучения математике будущих учителей естествознания в системе «школа-педвуз»;
условия реализации информационных дидактических принципов обучения математике;
2) на основе информационной концепции:
разработана структурно-логическая модель математической подготовки будущих учителей естествознания в системе «школа-педвуз»;
спроектированы информационно-образовательное пространство и информационно-образовательная предметная среда обучения математике будущих учителей естествознания;
3) разработана и реализована в учебном процессе методика обучения
математике в условиях информационно-образовательного пространства и
информационно-образовательной предметной среды по математике.
Согласно цели, предмету и гипотезе исследования были сформулированы задачи исследования:
-
Исследовать современное состояние математической подготовки учащихся профильных классов и студентов педагогического вуза ЕНП, выявить проблемы их обучения математике и наметить направления совершенствования этого процесса.
-
Обосновать актуальность и целесообразность применения информационного подхода к разработке концепции обучения математике будущих учителей естествознания в условиях информатизации общества и образования; построить информационные модели восприятия, запоминания и обработки математической информации.
-
Определить научно-методические основы обучения математике будущих учителей естествознания с позиций информационного подхода, разработать информационную концепцию обучения математике.
-
Разработать структурно-логическую модель обучения математике студентов в системе «школа-педвуз, обеспечивающую формирование и развитие компонентов математической подготовки будущих учителей естествознания.
-
Спроектировать и сформировать ИОП и ИОПС для реализации структурно-логической модели обучения математике будущих учителей естествознания в системе «школа-педвуз».
-
Разработать методику обучения студентов ЕНП педагогического вуза математике в условиях ИОП и ИОПС и провести экспериментальную проверку гипотезы исследования, сформулировать основные выводы.
Апробация и внедрение результатов исследования. Теоретические положения и практические результаты обсуждались на семинарах Института математики, физики, информатики КГПУ им. В.П. Астафьева (Красноярск, 2000-2013); международных (Варна (Болгария), Прага (Чехия), Москва, Тольятти, Троицк, Санкт-Петербург, Новосибирск, Горно-Алтайск, Алматы (Казахстан), 1998— 2013); всероссийских (Екатеринбург, Красноярск, Ачинск, Липецк, Елец, 2000-2012) и других конференциях. Внедрение результатов исследования осуществлялось
через публикацию монографий, учебных пособий, учебных программ, статей в научных сборниках и журналах.
Результаты исследования внедрены в школах Красноярска, Красноярском государственном педагогическом университете (КГПУ) им. В.П. Астафьева, Канском и Ачинском филиалах КГПУ им. В.П. Астафьева.
Основные этапы исследования. Первый этап (1998-2004гг.) - Исследование современного состояния и выявление проблем математического образования учащихся классов ЕНП в профильной школе и студентов педагогического вуза ЕНП. Определение путей совершенствования процесса обучения математике будущих учителей естествознания. Формулирование теоретических положений обучения математике на основе информационного подхода.
Второй этап (2004-2012гг.) - Построение информационной концепции обучения математике будущих учителей естествознания. Разработка структурно-логической модели обучения математике студентов в системе «школа-педвуз. Проектирование ИОП, ИОПС обучения математике будущих учителей естествознания в системе «школа-педвуз». Разработка методики обучения математике бакалавров ЕНП педвуза в условиях ИОП и ИОПС. Создание учебно-методических материалов.
Проведение экспериментального обучения пропедевтическому курсу математики учащихся 9-11 классов ЕНП, проведение обучающего эксперимента в группах факультета довузовской подготовки КГПУ им. В.П. Астафьева, в группах факультета естествознания КГПУ им. В.П. Астафьева, количественная и качественная обработка результатов эксперимента.
Третий этап (2012-2013 гг.) - Обобщение результатов эксперимента, формулирование основных выводов, написание монографии, оформление диссертации.
Теоретической основой исследования являются:
1) нормативные документы:
Федеральные государственные образовательные стандарты общего образования и ВПО;
Закон Российской Федерации «Об образовании»;
Национальная доктрина образования в Российской Федерации до 2025 г.;
Программа модернизации педагогического образования;
Национальная образовательная инициатива «Наша школа»;
2) фундаментальные работы в области:
теории и методики обучения математике в школе и вузе (Э.К. Брейтигам, В.А. Далингер, А.Г. Мордкович, В.М. Монахов, Г.И. Саранцев, Л.В. Шкерина и др.);
содержания и методов обучения (В.В. Краевский, B.C. Леднев, И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин и др.);
непрерывного математического образования в высшей школе (Б.В. Гнеденко, P.M. Зайниев, Л.Д. Кудрявцев, Л.С. Понтрягин, А.Н. Тихонов и др.);
межпредметных связей математики с химией, биологией, географией (И.И. Баврин, Г. Вейль, С.Н. Гроссман, П.М. Зоркий, А.С. Симонов, Н.А. Терешин, Г. Фройденталь, И.М. Шапиро и др.);
профессионально-прикладной направленности обучения в школе и вузе (В.В. Афанасьев, Г.М. Возняк, Н.Д. Кучугурова, Э.А. Лактионова, А.Г. Мордкович, А.Б. Ольнева, А.А. Прокофьев, С.А. Розанова, Н.Х. Розов, Е.И. Смирнов, СИ. Федорова, Н.В. Чхаидзе и др.);
психолого-педагогических исследований познавательно-поисковых процессов и концепции учебной мотивации (П.Я. Гальперин, Е.П. Ильин, А.Н. Леонтьев, А.К. Маркова, Р.С. Немов, Ж. Пиаже, К. Роджерс, М.А. Родионов, С.Л. Рубинштейн, Н.Ф. Талызина и др.);
теоретических основ природы информации (Б. В. Бирюков, Л. Бриллюэн, И. И. Гришкин, П. П. Киршенман, К.К. Колин, А. Мол, Дж. фон Нейман, В. Н. Тростников, А. Д. Урсул, К. Черри, К. Э Шеннон, У. Р. Эшби и др.;
психологии восприятия, запоминания информации и мышления (Л.М. Веккер, Л.С. Выгодский, М.В. Гамезо, И.А. Домашенко, П.И. Зинченко, П. Линдсей, А.П. Лурия, Д.А. Норман, А.Ф. Самойлов, И.М. Сеченов, Е. Синицин и
др);
теории развития математического мышления, в том числе визуального (образного) (М.И. Башмаков, В.Н. Березин, В.Г. Болтянский, М.Б. Волович, В.А. Далингер, Т.Н. Карпова, А. Пардала, С.Н. Поздняков, Н.А. Резник, Е.И. Смирнов, Л.М. Фридман, А.Я. Цукарь и др.);
применения ИКТ в образовательном пространстве (А.П. Лапчик, В.Р. Майер, Е.И. Машбиц, С. Пейперт, М.И. Рагулина, И.В. Роберт и др.).
Методологическую основу исследования составили:
методологические исследования по вопросам математического образования (Ж. Адамар, А.Д. Александров, В.И. Арнольд, Г. Вейль, Д. Гильберт, Э.Г. Гельфман, Б.В. Гнеденко, Ф. Клейн, А.Н. Колмогоров, Л.Д. Кудрявцев, Д. Пойа, М.М. Постников, А. Пуанкаре, В.А. Садовничий, Г.И. Саранцев, В.М. Тихомиров, Г. Фройденталь, А.Я. Хинчин и др.);
информационный подход к обучению (А.Г. Гейн, Н.И. Пак, И. А. Полетаев, Г.Н. Степанова, и др.);
деятельностный подход и теория развивающего обучения (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, О.Б. Епишева, Л.В. Занков, В.П. Зинченко, А.Н. Леонтьев, Е.И. Лященко, А.А. Столяр, З.И. Слепкань, Н.Ф. Талызина, Д.Б. Эльконин и др.);
теория поэтапного формирования умственных действий (М.Б. Волович П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина и др.);
системный подход в образовании и его реализация в обучении математике школьников и студентов (В.А. Гусев, В.И. Крупич, B.C. Леднев, В.М. Монахов, A.M. Пышкало, Г.И. Саранцев, И.Л. Тимофеева, А.И. Уемов, П.Г. Щедровицкий и
др);
компетентностный подход (В.И. Байденко, А.А. Вербицкий, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, A.M. Новиков, В.Л. Матросов, Г.В. Мухаметзянова, А.В. Хуторской, В.Д. Шадриков и др.);
концепции профессионально-педагогической направленности подготовки учителя математики (В.А. Далингер, О.А. Иванов, Г.Л. Луканкин, В.Ф. Любичева, А.Г. Мордкович, М.В. Потоцкий, В.А. Тестов, Г.Г. Хамов, М.И. Шабунин, М.Б. Шашкина, Л.В. Шкеринаи др.);
концепции информатизации общества и образования (Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, С.Д.Каракозов, К.К. Колин, М.П. Лапчик, Е.И. Машбиц, А.Н.Тихонов, И.В. Роберт, С.Р.Удалов, Е.К.Хеннер и др.).
Методы исследования: теоретический анализ философской, психолого-педагогической, научно-методической литературы по теме исследования; изучение и анализ государственных образовательных стандартов, опыта преподавания, учебных пособий и программ по математике для учащихся и студентов ЕНП, в том числе педагогического вуза; анализ, сравнение, систематизация и обобщение собственного многолетнего опыта преподавания математики в педагогическом вузе; проведение педагогических измерений (наблюдение, анкетирование, интервьюирование, опросы студентов и учителей естествознания, собеседование, оценивание уровня математической подготовки обучаемых); педагогический эксперимент и анализ экспериментальной деятельности.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены опорой основных положений исследования на достижения психолого-педагогической науки; соответствием результатов исследования теоретическим положениям и выводам базовых наук; рациональным сочетанием теоретических и эмпирических методов исследования, соответствующих его цели и задачам; анализом современной педагогической практики; количественным и качественным анализом результатов педагогического эксперимента.
Научная новизна исследования
-
На основе информационного моделирования когнитивного процесса обучения математике будущих учителей естествознания построена информационная концепция, определяющая компоненты математической подготовки будущих учителей естествознания, информационные дидактические принципы формирования и развития этих компонентов.
-
Разработана структурно-логическая модель обучения математике студентов в системе «школа-педвуз», реализация которой обеспечивает формирование и развитие компонентов математической подготовки будущих учителей естествознания в условиях глобальной информатизации.
-
Спроектированы ИОП и ИОПС, нацеленные на реализацию структурно-логической модели за счет единства системы целей математической подготовки в системе «школа-педвуз», преемственности содержания, методов, форм и средств обучения математике, комплекса специальных учебно-методических средств и методов обучения (интегрированные с профильными дисциплинами математические
курсы, метод математического моделирования, методы динамической визуализации математической информации и знаний, системной динамики, универсальные средства контроля и диагностики знаний), информационного субъект-объект-субъектного взаимодействия участников образовательного процесса.
-
Обоснован и предложен способ представления учебной математической информации в виде ментальных карт, учитывающий психофизиологические особенности по восприятию, запоминанию и обработке информации и обеспечивающий формирование математического тезауруса, развитие мышления, математической интуиции.
-
Разработана методика обучения студентов математике в условиях ИОП и ИОПС, обеспечивающая повышение их уровня математической подготовки.
Теоретическая значимость исследования состоит в обогащении теории и методики обучения математике в вузе за счет:
определения компонентов математической подготовки будущих учителей естествознания в условиях информационного общества: математический тезаурус, математические знания, математическое мышление, навыки математического моделирования, математическая интуиция;
обоснования информационных дидактических принципов математической подготовки будущих учителей естествознания: преемственность и иерархическая непрерывность обучения математике в пространстве и во времени; прикладная направленность и суперпозиционная профильная интегрированность содержания математической подготовки; ментальная визуализация математической информации и знаний; многовариантность решения задачи; доминантность развития математической интуиции;
определения условий реализации информационных дидактических принципов обучения математике будущих учителей естествознания;
обоснования сравнительно-тезаурусного метода для отбора содержания профильно-ориентированных и интегрированных математических курсов;
обоснования способа представления учебного математического материала в виде ментальных карт;
разработки вертикальной модели реализации иерархической непрерывности, суперпозиционной профильной интегрированности и прикладной направленности обучения математике в системе «школа-педвуз», обеспечивающей готовность учащихся 10-11 классов ЕНП к успешному изучению математики в вузе.
Практическая значимость исследования заключается в следующем:
-
Построена вертикальная модель интеграции профильной школы и педагогического вуза, состоящая из структурного и функционального компонентов и обеспечивающая преемственность и иерархическую непрерывность обучения математике будущих учителей естествознания в пространстве и во времени.
-
Разработан комплекс диагностических компьютерных средств оценки уровня математической подготовки обучаемых на основе адаптивных заданий с
многоуровневой системой подсказок и специальных психодиагностических методов.
3. Полученные результаты практико-ориентированного характера: система интегрированных курсов «Математические методы в химии», визуализированный учебный комплекс по линейной и векторной алгебре для студентов факультета естествознания педагогического вуза применяются в учебном процессе учащихся классов ЕНП ряда школ Красноярского края, на факультетах довузовской подготовки и естествознания Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева и могут быть использованы в процессе обучения в профильных классах общеобразовательных школ, гимназий, лицеев, а также для подготовки учителей различных дисциплин.
Положения, выносимые на защиту
1. Научно-методические основы обучения математике будущих учителей
естествознания в системе «школа - педвуз», определяющие компоненты и
дидактические принципы, а также методы, формы и средства обучения математике в
условиях глобальной информатизации и коммуникации, целесообразно определять с
позиций информационного подхода, обеспечивающего учет информационных
процессов обучения и психофизиологических особенностей обучаемых.
-
Формирование и развитие основных компонентов математической подготовки будущих учителей естествознания может быть обеспечено реализацией информационных дидактических принципов: преемственности и иерархической непрерывности обучения математике в пространстве и во времени; прикладной направленности и суперпозиционной профильной интегрированности содержания математической подготовки; ментальной визуализации математической информации и знаний; обучения многовариантности решения задачи; доминантности развития математической интуиции.
-
Необходимыми условиями реализации структурно-логической модели математической подготовки будущих учителей естествознания, основанной на информационных дидактических принципах, являются возможности ИОП и ИОПС, в которых предусмотрены: интеграция школы и педагогического вуза, суперпозиционная профильная интегрированность содержания и математико-профильные курсы; использование методов динамической визуализации информации и знаний и потенциала ИКТ; представление учебного математического материала в виде ментальных карт; применение метода системной динамики; комплекс специальных учебно-методических средств обучения; информационное субъект-объект-субъектное взаимодействие участников образовательного процесса.
-
Методика обучения математике будущих учителей естествознания, реализующая структурно-логическую модель в условиях ИОП и ИОПС, обеспечивает повышение уровня их математической подготовки.
Структура диссертации: работа состоит из Введения, пяти глав, Заключения, библиографического списка и приложений.
