Введение к работе
Актуальность исследования. Современный этап развития нашего общества характерен глубокжли преобразованиями разнообразию, сфер деятельности человека. В связи с этим наиболее остро стоит вопрос о том, что обучение должно бить направлено но только на воорунешю учащихся необходижлп знаниями, умениями, навшеами, но и на формирование умений получать повне знаній, на развитие интереса к творческой деятельности. Творческая деятельность, в свою очередь, основана на непрерывной пополнении знаний в процессе непрерывного образования. Необходимыми условиями осуществления непрерывного образования являются: прочные и глубокие знания основ наук, владение способами действий по самостоятельному приобретению новых знаний, применению юс на практике, способность творчески решать поставленные задачи.
В свете решения этой важной проблемы особенно актуальной стала задача овладения школьниками не просто суммой знании об изучаемом предмета, а их системой. Причем эта система дол-ліа формироваться на.таком уровне теоретического обобщения, который обеспечил бн понимание школьниками закономерностей развития общества и природы, сущность изучаемой теория. Все это требует определенной структурной перестроїіки содержания образования я совершенствования процесса обучения как целостного явления.
Реализация в обучении современных психолого-педагогических концепций: содержания образования (В.В.Краевский, И.Я.Лернер), учебной деятельности (В.В.Давыдов, Л.К.Маркова и др.), активизации учения (ії.А.Менчинская, Д.Б.Эльконин, Н.Н.Скаткин, Т.И.Шамо-ва и др.), управления процессом усвоения знаний (П.Я.Галыюрик, Н.Ф.Талызина), проблемного подхода в обучении (A.M.Матюшин, ІЛ.И. Махмутов, И.Я.Лерлер и др.), направленных на совершенствование процесса обучения, дает непосредственный выход, с одной стороны, на необходимость формирования в сознании учащихся системного подхода и, с другой стороны, на необходимость формирования у учащихся оистемы знаний как отражение системы учебного материала и способов деятельности.
В условиях научно-технического и социального прогресса количество знании, которые дает ппсола, недостаточно для плодотворной деятельности человека, поэтому в процессе обучения в школо учащиеся должны яэ только приобретать знания, но а овладевать сред-
ствами их пополнения. Следовательно, основополагающим требованием современного общества к характеру обучения в средной школе является воспитание самостоятельности учащихся, активизации познавательной деятельности, привитие "умений продуктивно работать. Школа долина готовить кавдого своего ученика к активной самостоятельной деятельности в любб*й сфере, будь то' учеба в вузе или техникуме, работа на производство или в области науки, культуры а техники. Учащиеся должны быть воорукены глубокими и прочными знаниями, уметь критически мыслить, самостоятельно пополнять свои знания, творчески решать стоящие перед шили задачи.
Выполнение этих задач возможно лишь путем активизации познавательной деятельности учащихся, возбуждения интереса к изучаемым предметам, создания атмосферы творчества, увлеченности,' развития самостоятельности.
Такая постановка вопроса требует совершенствования методической подготовки учителя. Причем особо следует подчеркнуть, что современная методика должна усилить внимание проблемам активного овладения учащимися системой знаний о предаете деятельности и формированию у них осознанного оперирования предметом деятельности.
Анализ опыта преподавания математики в средней школе показывает, что учитель, решая проблему активизации познавательной деятельности учащихся, много внимания уделяет совершенствованию методов и средств обучения, включая дидактическое в техническое оснащение учебного процесса. Однако при этом незначительное внимание уделяется структурной организации учебного материала (систем задач) и соответствующим приемам обучения,направленным на активизацию учебной деятельности школьников.
В современной теории и методике организации процесса обучения полонен, в связи с этим, принцип активного обучения, состоящий в том, что сознательное усвоение знаний и овладение рцределенннш методами мышления происходит в процессе активной деятельности учащихся. "Именно в процессе активной познавательной и практической деятельности, при условии непрерывного повышения ее научного уровня усложняется работа мышления, возрастает роль творческого . вообракения, происходит интенсивное развитие разносторонних способностей" (М.А.Данилов).
Реализация в обучении принципа активности имеет опредэляпцве
значение, так как обучение и развитие носят деятельностнш'і характер и от качества познавательной деятельности учаииисся зависит результат обучения, развития и воспитания школьников.
Активность человека проявляется в его деятельности, поэтому она рассматривается как качество деятельности личности. Нормирование познавательной активности учащихся достигается с помощью средств активизации. В основе средств активизации лежит система задач, с помощью которой организуется активная познавательная деятельность учащихся.
Анализ методических работ показал, что в настоящий момент системы школышх математических задач строятся без учета знаний о задаче как слояном объекте, о ее внешнем и внутреннем строении. Вместо с тем, в исследованиях, посвященных задачам, широкое распространение наиел доятелыюстныи подход (Ю.М.Коллгин, В. И. Круппч, Г.И.Саранцев). Однако основное внимание уделяется внешней (информационной) структуре задачи (Ю.М.Коллгин, Л.М. Фридман, Ф.А.Эсаулов). Проблема, связанной с изучением внутренней структуры задачи, посеяідоіш работы В.И.Крупича.
Рассмотрение задачи с точки зрения ее структур позволяот рекить -вопрос о взаимосвязи сложности и трудности задач я на этой оспоеэ строить систему задач, обладающую свойством структурной полнот как необходимого условия и сродства активизации познавательной деятельности учащихся.
Многолетние набдэдешм, анализ уроков, беседы с учителями, их анкетирование показали, что в практике обучения штематіпсе имеются серьезные недостатки в организащш деятельности учащихся по решения задач. Обучений решения задач осуществляется преиму-їздствєшю по образну. Успех ревения в этом случае зависит от сообразительности ученика. Шсляташшй процесс, ведущий к правильному рокешш задач, остается нераскрытым.
Таким образом, недостаточная разработашгость проблемы активизации нозканательной деятельности учащихся в процессе решения геомстря'вских г вдач' (отсутствие в школьных учебниках спетом задач» облздааддо овоЯзіпом структурной полнот!!, как сродства ак-тлгяэащш иознйвата/ыгоЯ деятельности учащихся; нэподготомен-ноеть учпмпхс;! к шлпшієшіл гкзшвательных действие; невладон/о чСа'ігртптм npiv'fiavci регата* задач) определяли тесу нш?го лосле-
_ 4 -
Все сказанное выше обусловливает актуальность проблемі исследования: выявление степени влияния системи учебных задач, обладающей свойство;,! структурной полноты, на активизацию познавательной деятельности учащихся при обучении-стереометрии.
Поль исследования: разработка систем геометрических задач, обладающие свойством структурной полноты, и на их основе системы приемов учебной деятельности, направленной на активизацию познавательной деятельности старших школьников.
Объект исследования: учебная деятельность учащихся старших классов при изучении многогранников и тел вращения.
Предмет исследования: теоретическое обоснование системы учебных задач, обладающей свойством^структурной полноты, на вычисление площади поверхностей, объемов многогранников и тел вращения, направленной на активизацшо познавательной деятельности учащихся.
Гипотеза исследования: систематическое и целенаправленное обучение учащихся решению задач на вычисление площади поверхностей, объемов многогранников и тел вращения на основе системы учебных задач, обладающей свойством структурной полноты, может способствовать повышению качества и эффективности обучения по времени, включении учащихся в активную познавательную деятельность.
Проблема, предмет, гипотеза исследования обусловили следующие задачи:
-
Раскрыть возможности учебных задач как средства активизации познавательной деятельности учащихся.
-
Выполнить структурный анализ геометрических задач на вычисление площади поверхностей, объемов многогранников и тел вращения.
-
Выделить требования к системе учебных задач на вычисление площади поверхностей, объемов многогранников и тел вращения, направленной на активизацию познавательной деятельности учащихся.
-
Разработать систему учебных задач на вычисление площади поверхностей, объемов многогранников и тел вращения, обладающую свойством структурной полноты.
-
Раскрыть содержание и методику экспериментального обучения.
Методологической основой исследования явились основные поло-
жения теории познания, логики науки и концепции системного подхода. Психолого-педагогическую основу исследования составили концепции содержания образования, учебной деятельности, активизации учения, управление процессом усвоения знаний.
Для решения поставленных задач исследования применялись следующие методи: анализ философской, психолого-педагогическоп, математической и методической литературы, школьных программ, учебников и учебных пособий; теоретическое исследование проблеми на основе методологии системного подхода; анкетирование и беседы с учителями и учащимися по проблеме исследования, эксперимент.
Теоретические основы исследования:
-
Концепция системного подхода в теории познания и логики науки.
-
Теория учебной деятельности, разработанная В.В.Давыдовым, Д.Б.Элькониным и др.
-
Теория активизации учения, разработанная Н.А.Менчинской, Д.Б.Элькониным, М.Н.Скаткиным, Т.И.Шамовой.
Новизна исследования состоит в следующем:
разработаны требования к системе учебных задач на вычисление площади поверхностей, объемов многогранников и тел вращения, направленных на активизацию познавательной деятельности учащихся;
построены соответствующие системы учебных задач, обладающие свойством структурной полноты;
разработана система учебных целей, ориентирующая учащихся на овладение общими приемами учебной деятельности в процессе решения задач и направленная на активизацию познавательной деятельности старших школьников;
разработана методика обучения учащихся решению учебных задач на вычисление площади поверхностей, объемов многогранников и тел вращения на осново приемов учебной деятельности.
Достоверность результатов исследования подтверждается анализом теоретических основ методики обучения математике в средней юколе и-длительной экслершлантальной проверкой разработанной методики. Результаты теоретического исследования и экспериментального обучения подтвердили выдвинутую в диссертации гипотезу.
ІІОЗШІІ'15ШШ^ШШШ15221і исследования состоит в том, что разработанные в диссертации методические основа активизации по-
знавательной деятельности учащихся в обучении стереометрии на основе концепции учебной деятельности и системного принципа целостности могут быть использованы в практике преподавания математики в школе. Полученные результаты могут использоваться преподавате- . лями методики математики педагогических институтов, методистами институтов усовершенствования"учителей, авторами методических пособий для учителей математики, авторами учебников геометрии для средней школы.
На зашиту выносятся:
-
Требования к системе учебных задач по стереометрии,'направленной на активизацию познавательной деятельности учащихся.
-
Системы учебных задач на вычисление площади поверхностей,. . объемов многогранников и тел вращения, обладающие свойством структурной полноты.
-
Методика обучения учащихся решению задач на вычисление площади поверхностей, объемов многогранников и тел вращения на основе приемов учебной деятельности.
Апробация и внедрение результатов исследования. Материалы и результаты исследования апробированы в докладах: на научно-мето- . дическом семинаре кафедры методики преподавания математики ТГПИ им. В.И.Ленина (І979-І99І гг.); на заседаниях кафедры математики и методики преподавания математики КГПИ им. А.М.Горького (1984-1986 гг.); на выездном заседании семинара-секции математики НУМО MHO ТССР "Организация непрерывной системы образования по математике" в г.Чарджоу (1990 г.); на научно-методическом семинаре кафедры методики преподавания математики МШУ им. В.И.Ленина (1992 г.).
Основные полокения диссертации докладывались и обсуждались: на научно-методической конференции по проблемам "Совершенствования педагогического мастерства преподавателей ВУЗа" в г.Ашхабаде (1982 г.) и в г.Чарджоу (1984 г.); на республиканском семинаре-совещании по актуальным проблемам "Педагогики и психологии высшей школы, частных методик преподавания в высших в средних специальных учебных заведениях" в г.Ашхабаде (1984 г.); на Ленинских чтениях в МИГУ им. В.И.Ленина (1991 г.); на республиканской конференции "Научно-практические аспекты повышения качества подготовки. учителей математики и информации в условиях перестройки народного, образования Казахской ССР" в г.Алма-Ате (1991 г.); на 1-ой межвузовской научно-практической конференции молодых ученых и специа-
листов Туркменистана "Актуальные проблемы современной науки" в Г.Чарджоу (19.91 г.); на научно-методических конференциях профессорско-преподавательского состава ТГПИ им. В.И.Ленина (I979-I99I гг.).
Результаты исследования используются учителями школ города Чарджоу и Чарджоуской области, а такте нашли отражение в работе со студентами Чардкоуского госпединститута на семинарских занятиях, спецкурсах и в период педагогической практики.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения.
Во введении обосновывается актуальность проблемы исследования, сформулированы объект, предмет, гипотеза, задачи и методы исследования, новизна я практическая значимость работы.
В первой главе "Теоретические основы активизации познавательной деятельности учащихся в процессе обучешш" рассматриваются'психолого-дидактические основы активизации познавательной, деятельности учащихся в процессе учения; вопросы активизация познавательной деятельности учащихся в методической литературе по математике; принципы системного подхода и его основные понятия; учебные задачи как необходимое условие и средство активизации познавательной деятельности учащихся в обучешш стереометрии. Рассматриваются различные точки зрения на сущность процесса "познавательная деятельность". Раскрывается сущность процесса учения, представляющего собой сложную динамическую систему. Излагаются психолого-дидактические механизмы активизации познавательной деятельности учащихся в обучешш.
С психологической точки зрения познавательная деятельность является особенным видом деятельности. Особенность заключается в том, что основная форт протекания ее - внутренняя. Внутренними условиями мышления как деятельности является содержание мыслительных процессов анализа, синтеза, сравнения и обобщения, представляющих собой характеристику способа преобразования объекта, а также потребности, установки, являющие собой мотив деятельности. Внешним объективным выражением мыслительных процессов (внешним проявлением) мышления) являются операции и действия.
Выполненный в процессе исследования анализ психолого-дидактических основ активизации познавательной деятельности учащихся показал, что необходимо учитывать внутреннюю и внешнюю стороны этой деятельности. Отсюда следует, что учитель в совершенстве должен владеть не только дидактическими средствами активизации - познавательной деятельности учащихся в обучении,, но и знать условия успешной их реализации.
В главе раскрыты вопросы активизации познавательной деятельности учащихся, исследуемые в методической литературе по математике. Анализ научно-методической литературы показал, что активизация познавательной деятельности учащихся достигается при реализации принципа активности в.обучении математике.
Активное обучение, развивая динамику умственной деятельности, умение использовать приобретенные знания в дальнейшем дознании действительности и применении их в различных условиях, приучая к обобщениям и к самостоятельным выводам, предполагает последовательный переход в процессе усвоения знаний от конкретного к абстрактному и обратно от абстрактного к конкретному. На принципе активизации познавательной деятельности основано и дидактическое требование, сочетания в процессе обучения различных -методов, приемов, средств обучения, развивающих гибкость мышления учащихся.
Выполненный в диссертации анализ методических работ позволяет сделать вывод: принцип активности в обучении математике еще не исчерпал своих дидактических возможностей. Не исследованы с достаточной полнотой возмоясности содерканля обучения на уровне учебного материала, теория учебной деятельности в обучении математике, а также наиболее эффективные сочетания и взаимосвязи коллективной, групповой, индивидуальной форм деятельности учащихся.. Исследование этих вопросов несомненно раскроет новые аспекты в решении проблемы активизации познавательной деятельности учащихся в процессе обучения математике.
В главе рассматривается сущность системного подхода к исследованию объектов и явлений реальной действительности и его принципов. Анализируются совокупность понятий, на которые опирается системные исследования: система, элемент систаш, структура, связь.
В данном исследовании под системой понимается непустое множество элементов (объектов), на котором реализовано заранее данное отношение R. с фиксированными свойствами' Р (А.И.Уемов).
Центральным понятием системы является понятие элЬмента. В исследовании под элементом понимается минимальный компонент системы, обладающий свойствами целого (например, задачи), т.о. на котором реализовано отношение, адокватное основному отношению, реализованному на предметной области (базисе) задачи (В.И.Круппч). Основное отношение (существенное, всеобщее) есть результат обоб- щения множества отношений, реализованных в задаче. Элементы системы существуют, как правило, только в определенных связях и отношениях между собой. Это обусловлено тем, что системность объекта реально раскрывается через его связи и их типологию. Индивидуальность системы проявляется в ее структуре и поведении. Поэ- тому характер процессов, протекающих в той или иной системе, детермируется ее структурой. Эффективное применение принципов системного подхода возможно лишь при условии сочетания их со всем арсеналом методов я средств, выработанных в данной области научных знаний.
Глава завершается анализом содержания теории, принятой автором в качестве научной основы решения проблемы исследования, суть которой проявляется в различных видах учебной деятельности. Раскрываются сущность, содержание и организационные формы учебной деятельности учащихся старших классов и ее роль в активизации познавательной деятельности школьников при решении стереометрических задач.
Под учебной деятельностью (УД) понимается деятельность.учащихся по приобретению теоретических знаний, умений о предмете изучения на основе его преобразования, экспериментирования с ним. 7своениа знапий в этом случае носит творческий характер.
Структура УД включает в себя: учебную задачу, учебные действия, действия контроля и оценки.
Учебная задача - это обобщенная цель УД, сформулированная перед учащимися в виде обобщенного учебного задания, например: "Осознать и усвоить способ действия nq решению задач на вычисление объема правильной треугольной-пирамиды". Однако обобщенная цель учебной деятельности может быть достигнута с помощью системы частных целей, т.е. с помощью системы частных учебных задач. Система частных учебных задач должна быть ориентирована на достижение, обобщенной цели УД (т.е. на решение учебной задачи).
Приведем примеры частных учебных задач па вычисление объема
треугольной пирамиды, направленных на обучение учащихся анализу текста задачи.
' Задача. Найти объем правильной треугольной пирамиды о боко-' вым ребром t , если боковое ребро составляет о прилежащей стороной основания угол *L .
Задание I. Прочитайте внимательно текст, выполните чертеж по условии и требованию задачи, запишите что дано и что требуется найти. Каково свойство высоты правильной пирамиды?
Задание 2. Укажите способ вычисления площади треугольника, лежащего в основании пирамиды.
Задание Э. Напишите в обозначениях чертежа формулу, отражающую зависимость объема пирамиды от стороны основания и высоты пирамиды. Укажите неизвестные величины, входящие в формулу объема пирамиды.
Задание 4. Каков способ вычисления высоты пирамиды? Искомую формулу запишите в обозначениях чертежа.
Таким образом мы имеем четыре учебные задачи, направленные на то, чтобы учащийся принял задачу. Решая систему частных учебных задач, учащиеся непроизвольно становятся активными участниками этого процесса.
Система учебных задач управляет учебной деятельностью учащихся независимо от формы их учебной деятельности, организуемой учителем на уроке. Следовательно, учебные задачи в обучении мате- матикв являются важным средством активизации познавательной деятельности учащихся; так как эта деятельность является составной частью'учебного процесса. '.
Во второй главе "Методические основы активизации познавательной деятельности учащихся в обучении стереометрии" сформулированы и обоснованы требования к системе учебных задач на вычисление площади поверхностей, объемов многограншисов и тел вращения, ориентированной на активизацию познавательной деятельности учащихся. Разработана соответствующая система задач, обладающая свойством структурной полноты. Раскрывается содержание а методика экспериментального обучения.
К, указанной сястеие учебных задач предъявляются следующие требования:
I. Система учебных задач на вычисление площин поверхностей, объёмов многогранников и тал вращения долана обладать свойством структурной волікші.
- II -
-
Система учебных задач должна содержать учебные целя по формированию у учащихся теоретических знаний и способов действия с научными понятиями на кавдом из четырех этапов процесса решения задачи.
-
Система учебных задач должна включать учебные цели по осуществлению действий самоконтроля и самооценки с целью формирования у школьников способов самостоятельного приобретения знаний и приемов самообразования.
-
Система учебных задач должна обеспечить постепенное нарастание сложности (как объективной категории) задач на основе развития их структуры.
-
Учебные задачи на вычисление площади, поверхностей, объёмов многогранников и тел вращения должны быть систематизированы по сложности, а на кавдом уровне сложности по числовому показателю трудности.
Экспериментально установлено, что системы учебных задач, обладающие свойством структурной полноты, т.е. построенные на основе сформулированных требований, позволяют наиболее эффектив*-но решать проблему активизации познавательной деятельности учащихся старших классов при изучении стереометрии. При »том существенное значение приобретают средства обучения, такие как проблемный подход, самостоятельные работы и формы деятельности учащихся в обучении математике.
В исследовании рассматриваются системы задач, обладающие свойством структурной полноты лад необходимого требования л системам задач, направленных на активизацию учения школьников.
В диссертации описаны механизмы (приемы) реализации системного подхода к исследованию школьных геометрических задач на вычисление , а тленно:
Г) аналятико-синтвтяческого поиска решения задач;
-
выявления основного отношения,, реализованного в задаче;
-
выявления внутренней структуры задачи.
В исследовании предлагается обобщенный механизм, позволяющей учителю математики осуществлять систематизации школьных математических задач кя основе выявления числовых показателей сложности и трудности задач той или иной системы, состоящий из следующих действий:
- выявляется основное отношение, реализованное на рассматриваемой системе задач;
формулируется ирном аналипшо-синтетического поиска решения задач, входящих в систему;
задается правило виявлення элементов задачи, как мини-малышх компонентов, обладающих свойствами целого (задачи);
задается правило выявления явних и неявных связей (связей хюроадешія) ыовду элементами задачи;
- формулируется критерий сложности задачи (ее структуры) и соглашение о числовом показателе трудности;
- строится последовательность задач с учетом возрастания
сложности и числового показателя трудности.
Владение механизмом систематизации задач является вапним компонента профессиональной подготовки будущего учителя матеш-тшеи.
В диссертации значительное внимание уделено структурному анализу геометрических задач на вычисление в действующих школьных учебниках геометрии (Л.С.Антанасяна и др., А.В.Пбгорелова).
Структурний анализ геометрических задач на вычисление площади поверхностей, объемов ьшогограїшщсов и тол вращошш, содержащихся в указанных учебниках геометрии, позволил сделать следующие выводы:
задачи на вычисление площади поверхностей, объемов многогранников її тел вращения не обладают свойством структурной полноты, т.е. не построены с учетом принципа целостности;
имеет место большое число повторов ьздач одноИ и той яаэ структуры, особенно'на структури малой сложности, что приводит к ешшеішю интереса учащихся к решению задач;
о возрастанием сложности структур резко уменьшается количество соответствующих задач, что снижает уровень активности учащихся в процессе обучения их решошно.
Отмеченные недостатки в системах геометрических задач действующих учебников геометрии требуют перестройки ах структурной организации о цель» создания необходимых условий повышения еі|фек-пшнэсш обучения.геометрии в средней коде и активизации познавательной деятельности учащихся.
Диссертация завершается ивдоиеіщоц и»гк>.ьчи".н и результатов експериментального обучения, которое приводилось в ьмгіЛг'х г1ард-:«іус!-оґі области с IS87 по 1991 год п вклі'-чляо неокольцо ешюв. 11а гюрьоьї іі^цо'уатиіУ'щі.гім этапе изучачся ш;сл.иші1 опит раэотн во
-ІЗ -
активизации познавательной деятельности школьников на, уроках математики, деятельность учащихся по решению задач.
Одновременно проводился поиск путей активизации познавательной деятельности учащихся на уроке в процессе изучения стереометрии. С этой целью использовались такие методи педагогического исследования как наблюдение, беседа, ашсотировашю, анализ задач-ного материала школышх учебников.
На втором, поисковом этапе ставились следующие цели:
-
Проверить влияние составленных систем задач и процесса их решения на активизацию познавательной деятельности учащихся.
-
Определить виды учебных заданий, направленных на-овладение общим способом решения задач, и проворить возможности различных групп учащихся при выполнении учебных заданий.
-
Выявить затраты временя на выполнение учебных заданий. '
4. Определить -показатель эффективности обучения по времени.'
На третьем, обучающем этапе было осуществлено эксперимен
тальное обучение. Основной целью обучающего эксперимента была про
верка эффективности по временя каждой системы задач.
Эффективность обучения по времени определялось по формуле:
^'*.= /Г где ^ ~ ч10 заДач. решенных в экспериментальной группа, -л' - в контрольной группе при достижения одного и того не уровня знаний и умений учащихся. Экспериментально установлено, что системы задач, обладающие свойством структурной полноты на площади поверхностей, объемов многогранников и тел вращения, повышают эффективность обучения по времени и тем самым создают экономлю времени в среднем на Т7%.
В этом случае учитель получает возможность эффективно решать задачу повышения качества обучения математике. Полученные в экспериментальном обучении данные позволяют утверждать, что предложенная методика не требует дополнительных затрат времени от учителя и учащихся и в то же время позволяет активизировать познавательную деятельность учащихся.
В итоге был обобщен весь материал, полученный в ходе исследования, сформулированы окончательные выводы, осуществлено литературное и графическое оформление диссертации.