Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Теоретико-методологические основы технологизации процесса обучения математике
1.1. Сущность технологизации учебного процесса 11
1.2. Проектирование учебного процесса по математике 26
1.3. Мониторинг в условиях технологизации учебного процесса 34
ГЛАВА II. Методика проектирования технолого-методического обеспечения курса математики
2.1. Логико-дидактический анализ содержания учебного материала 49
2.2. Конструирование технологических карт 97
2.3. Конструирование системы целенаправленных заданий 103
2.4. Описание эксперимента 133
Заключение 147
Библиография 150
Приложения 163
- Сущность технологизации учебного процесса
- Проектирование учебного процесса по математике
- Логико-дидактический анализ содержания учебного материала
Введение к работе
Актуальность. Система образования в любой стране мира призвана способствовать реализации основных задач социально-экономического и культурного развития общества. Школа и вуз готовят человека к активной деятельности в различных сферах жизни общества. Известный американский экономист Лестер Туроу пишет: «Технология и идеология потрясают основы капитализма двадцать первого века. Технология делает квалификации и знания единственным источником стойкого стратегического преимущества» [76].
Проблема образования сегодня признается одной из глобальных мировых проблем (О.А. Абдуллина, Б.С. Гершунский, B.C. Леднев, Ю.Г. Татур, В.Д. Шадриков и др.). Современное стремительно развивающееся технологическое общество все более нуждается в высококомпетентных специалистах, способных активно действовать, принимать решения, гибко адаптироваться к изменяющимся условиям жизни и производства, непрерывно пополняя и корректируя багаж своих знаний.
Государственная политика в сфере образования отражена в Федеральной программе "Развитие образования в России", которая предполагает реформирование, модернизацию высшего образования путем внедрения новых, информационных технологий обучения. В научной литературе отмечается, что «модернизация страны опирается на модернизацию образования, на его содержательное и структурное обновление. Необходимо сделать все возможное для ресурсной обеспеченности образовательной сферы. Однако ресурсы должны направляться не на консервацию системы, а на ее эффективное обновление. Консервировать даже то, что было когда-то лучшим в мире, - значит заведомо гарантировать отставание. Российская система образования должна перейти из режима выживания в режим развития».
Концепция модернизации образования, принятая Правительством РФ, вводит образовательные стандарты, что ставит современное образование в
новые условия - условия, где заранее определена нижняя граница уровня подготовки будущих специалистов. «Государство требует от своего гражданина определенный уровень образованности и гарантирует в свою очередь необходимый для этого уровень образовательных услуг» [69]. Процесс внедрения образовательных стандартов в высшие учебные заведения поставил педагогическую науку перед необходимостью поиска ответов на целый ряд вопросов: теоретическое обоснование концепции развития системы высшего образования, ее целей, содержания и научно-методического обеспечения образовательного процесса и др.
Модернизация сложившейся в последнее десятилетие XX в. системы образования возможна на основе единства изменений в институциональной сфере образования, целенаправленно осуществляемых государством через систему нормативно-правовых актов и сущностной модернизации, которая достигается за счет инновационных поисков целевых, содержательных и процессуальных ее характеристик с ориентацией их на гуманистическую парадигму образования, т.е. прежде всего - на поиск новых концептуальных основ. В этом двустороннем процессе роль механизма модернизации выполняют инновационные процессы, в которых проявляется саморазвитие образовательных систем. Под их влиянием изменяются не только отдельные компоненты - цели, содержание, методы и технологии обучения, но, прежде всего - сущностная концептуальная основа.
Механизм модернизации требует нового типа педагогического мышления, новых способов преобразования действительности. Это новый класс задач, встающих перед педагогической практикой. Для их решения, подчеркивает Е.В. Бондаревская, необходима практико-ориентированная методология, дающая в руки учителю средства и методы рефлексии, анализа и самоанализа, оценки и самооценки педагогических явлений и событий, поиска и выбора культурных смыслов, моделей и вариантов собственной преобразовательной деятельности [29].
Всемерное проникновение математических методов во все отрасли науки и практики предъявляет повышенные требования к качеству математической подготовки будущих специалистов.
Многие ученые-математики занимались совершенствованием методов преподавания математики (А.М.Сохор, А.А.Столяр, А.Я.Хинчин., А.Н.Крылов, А.Д.Мышкис, и др.). Вопросами улучшения качества математической подготовки инженерно-технических кадров занимались А.Ф.Бермант, Е.С.Вентцель, В.М.Смирнов, Я.М.Зельдович, И.М.Яглом и др.
Диссертационные исследования по проблемам преподавания курса математики в высшей школе рассматривают, в основном, отдельные аспекты учебного процесса: отбор содержания дисциплины (А.Н.Буров); формирование умений самостоятельной работы студентов (Н.Л.Бельская); организация индивидуального подхода в обучении математике (Л.Г. Абрамова, Л.Б.Сосновская); организация контроля учебной деятельности (А.П.Гудыма); использование информационных технологий (Е.В.Клименко); профессиональная ориентация обучения (С.В.Клишина) и др.
Однако заметим, что в условиях реформирования и модернизации, гуманизации и демократизации системы образования, перехода на государственные образовательные стандарты необходим критический анализ устоявшихся форм и методов обучения. Актуально создание новых технологий обучения, отвечающих требованиям, предъявляемых сегодня к математической подготовке специалистов.
Изучение состояния обучения курсу математики в высшей школе, в частности, на факультетах, где математика не является предметом профильной подготовки, выявило ряд проблем. Основной среди них, на наш взгляд, является то, что за сравнительно короткий период времени, независимо от уровня подготовленности по элементарной математике, всеми студентами должен быть успешно усвоен большой по объему и, главное, сложный по восприятию, учебный материал, который является необходимым
ятию, учебный материал, который является необходимым инструментарием при изучении многих специальных дисциплин.
Поиск путей решения обозначенных проблем привел нас к идее техно-логизации курса математики. Теоретическими исследованиями в области технологизации учебного процесса занимаются многие отечественные и зарубежные ученые: В.ПБеспалько, В.С.Безрукова, С.В.Васекин, Д.А.Власов, А.Г.Еленкин, D.Ely, M.Eraut, В.Ф.Любичева, Е.М.Машбиц, В.М.Монахов, Е.В.Никулина, А.И.Нижников, М.В.Черных, Ф.Янушкевич и др. Обзор науч-но-пелагогической литературы по данной проблеме показывает, что учеными исследуются теоретические основы обучения будущих учителей педагогической технологии (И.С.Дмитрик), определяются основы коррекции педагогической деятельности преподавателя (Г.Б.Скок), определяются теоретические основы обучения будущих учителей педагогической технике (П.В.Галова, В.М.Мындыкану), устанавливаются дидактические условия проектирования учебного процесса на основе технологического подхода (С .К. Исламгулова). В ряде научных исследований применяется технологический подход к проектированию отдельных дисциплин. В исследованиях М.А.Меркуловой и Л.М.Нуриевой осуществляется технологический подход к проектированию курса математического анализа и теории чисел для студентов математических факультетов педагогических вузов. Проблема повышения уровня математической подготовки студентов факультетов с непрофилирующей математикой (где математика не является предметом профильной подготовки) на основе технологизации процесса обучения математике учеными не рассматривалась. Вследствие этого исследование: "Технологизация курса математики на факультетах с непрофилирующей математикой" представляется актуальной научно-практической задачей. Проблема исследования состоит в необходимости преодоления противоречия между недостаточным уровнем математической подготовки студентов факультетов с непрофилирующей математикой и возрастающей ролью математических методов во всех отраслях наук.
Целью исследования является научное обоснование и разработка проекта обучения курсу математики студентов факультетов с непрофилирующей математикой, основанного на технологизации учебного процесса.
Объект исследования — учебный процесс по математике в вузе.
Предмет исследования — технологизация проектирования курса математики на факультетах с непрофилирующей математикой и механизма его реализации (собственно технологии).
Гипотеза исследования - уровень математической подготовки будущих специалистов будет выше, если учебный процесс по математике будет техно-логизирован, т.е. осуществлен технологический подход к проектированию курса математики и разработан механизм его реализации.
Теорет ико-методологическую основу исследования составили идеи, фундаментальные положения психологических и педагогических теорий деятельности и личности (Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, Т.Н.Леонтьев, В.В. Давыдов, С.Л.Рубинштейн, Н.Ф.Талызина, И.С.Якиманская и др.); в области технологизации учебного процесса (ВЛ.Беспалько, В.В.Гузеев, В.М. Монахов, Т.К.Смыковская и др.). теории педагогических систем (В.П.Беспалько, Н.В.Кузьмина, В.СЛеднев и др.); в области педагогического контроля (B.C. Аванесов, В.ПБеспалько, В.В.Карпов и др.); в области педагогической диагностики (К.Ингенкамп, М.В.Кларин, В.М.Монахов и др.); в области образовательной тестологии (В.С.Аванесов, А.О.Татур и др.).
Для достижения поставленной цели и проверки сформулированной гипотезы исследования потребовалось решение следующих задач:
провести анализ литературы и разработку вопросов по технологизации учебного процесса;
выявить особенности курса математики на факультетах с непрофилирующей математикой;
разработать технолого-методическое обеспечение процесса обучения математике;
оценить эффективность разработанной технологии;
внедрить ее в учебный процесс.
Для решения поставленных задач использовался комплекс методов:
общенаучные методы теоретического исследования (анализ философской, психолого-педагогической, методической литературы; изучение и обобщение педагогического опыта; систематизация, классификация, синтез; аналогия);
эмпирические методы (анкетирование, интервьюирование, тестирование, беседа, наблюдение);
экспериментальные методы (констатирующий, поисковый и обучающий эксперименты);
специальные методы (математико-статистические).
База исследования - младшие курсы технолого-экономического факультета Дагестанского государственного педагогического университета.
На защиту выносятся:
1. Проект обучения курсу математики студентов факультетов с непрофилирующей математикой. Проект представлен технологическим обеспечением процесса обучения в виде атласа технологических карт, комплекса ла-бораторно-практических работ и методическим обеспечением в виде системы целенаправленных задач и упражнений, пакета тестов, отражающих диагностику, учебно-методических и наглядных пособий для организации учебного процесса.
2.Технолого-методическое обеспечение курса математики на факультетах с непрофилирующей математикой служит современным инструментарием для организации процесса обучения математике в условиях гуманизации и демократизации учебного процесса.
Научная новизна исследования состоит в применении технологического подхода к проектированию курса математики для факультетов с непрофи-
лирующей математикой в условиях государственных образовательных стандартов, гуманизации и демократизации учебного процесса; в разработке результативного проекта обучения математике для факультетов с непрофилирующей математикой на примере технолого-экономического факультета; в разработке и описании варианта процедурной схемы проектирования содержания учебного материала по математике для нематематических специальностей.
Теоретическая значимость результатов исследования заключается в том, что они вносят вклад в развитие теории высшего образования, в научном обосновании варианта процедурной схемы проектирования содержания математики для нематематических специальностей.
Практическая значимость исследования состоит в том, что разработанные принципы реализации проектирования содержания учебного предмета для нематематических специальностей могут служить теоретической основой для исследований по проектированию педагогических объектов; по организации процесса обучения студентов по проектированию содержания математического образования; могут быть использованы при проектировании других вузовских курсов; в возможности использования разработанного проекта в реальном учебном процессе на технолого-экономических и других естественных факультетах высших учебных заведений, где математика не является профильной дисциплиной.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается опорой на основные положения педагогики и психологии; на разнообразные методы исследований, адекватные природе рассматриваемых задач; на статистические методы обработки результатов экспериментов; на многократные проверки теоретических выводов, практических рекомендаций в опыте работы диссертанта в качестве преподавателя математики на техноло-го-экономическом факультете ДГПУ.
Исследование проводилось в несколько этапов.
На первом этапе (1997-2000гг.) изучалась и анализировалась философская, психолого-педагогическая, методическая, социологическая литература по интересующей проблеме; проводился анализ собственного педагогического опыта и опыта коллег; осмыслялись цели, объект, предмет, формулирование задач, гипотезы исследования, план эксперимента.
На втором этапе (2000-2002гт.) проводились дидактические эксперименты, в ходе которых уточнялись параметры технологичного образовательного процесса, содержание банка учебных заданий, системы оценки знаний и умений студентов и т.д., т.е. реализовывался на практике спроектированный курс математики для факультетов с непрофилирующей математикой.
На третьем этапе (2003-2004гг.) проводилась обработка полученных в ходе дидактических экспериментов результатов на основе методов математической статистики; анализ, систематизация, обобщение, содержательная интерпретация, оформление выводов диссертационного исследования и его литературного содержания.
Апробация и внедрение результатов исследования. Материалы диссертационного исследования обсуждались на ежегодных научно-практических конференциях преподавателей и сотрудников ДГПУ (1997-2003 гг.), на Ученых и Учебно-методических Советах технолого-экономического факультета ДГПУ (1999-2003 гг.), на аспирантских и учебно-методических семинарах кафедры методики преподавания математики и информатики математического факультета ДГПУ (2000-2004гг.). Разработанная технология внедрена на технолого-экономическом факультете ДГПУ и факультете технологии и предпринимательства Армавирского ГПУ.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложений.
Сущность технологизации учебного процесса
Еще Ян Амос Коменский стремился найти такой общий порядок обучения, при котором оно осуществлялось бы по единым законам человеческой природы. Тогда обучение не потребовало бы ничего иного, кроме «искусного распределения времени, предметов и метода» [79].
В практике обучения нет единого идеального подхода, но есть широкое разнообразие форм, методов и моделей учебного процесса, которые демонстрируют эффективность - каждая в своих условиях - в руках педагога мастера. И все же поиски единого эффективного подхода не прекращаются. Для этого есть весомые причины. В современной педагогике ведутся поиски таких дидактических подходов и дидактических средств, которые могли бы превратить обучение в своего рода производственно-технологический процесс с гарантированным результатом обучения. На протяжении XX столетия в педагогике делалось немало попыток «технологизировать» учебный процесс. Еще в середине 50-х годов возникает особый «технологический» подход к построению обучения в целом. Появляется так называемая технология педагогических методов, технология самого построения учебного процесса или технология обучения.
Технологизация учебного процесса - новое направление в педагогической науке, осуществляющее переход на технологический уровень проектирования учебного процесса, результатом которого является технология обучения. Особенность образовательного процесса состоит в ее целенаправленности. И содержание, и организация его зависят от поставленных целей и ожидаемых результатов образовательной деятельности. Деятельность преподавателя изначально предопределена необходимостью достижения поставленных целей обучения. Поэтому можно говорить о достаточно жесткой технологизации образовательного процесса.
Обзор публикаций в области технологизации обучения свидетельствует о том, что ведутся фундаментальные исследования основ технологизации учебного процесса: определены принципы технологизации процесса обучения; выявлена структура технологий обучения; разрабатываются и внедряются конкретные технологии обучения отдельным дисциплинам. В последнее время, как отмечает академик В.М. Монахов, образовательное пространство России бурно заполняется не только новыми и новейшими технологиями, но и псевдотехнологиями, для которых характерно безответственное отношение их авторов к термину «технология». Обращает на себя внимание та легкость, с которой любые рекомендации педагогам стали называть технологиями [107]. Анализ публикаций по педагогическим технологиям последних лет показывает явную неподготовленность авторов. Мода захлестнула даже серьезные исследования. Большинство авторов скользят по внешним признакам технологий, обращая внимание читателя на второстепенные моменты, например, появление компьютера значительно технологизировало учебный процесс! В то время, когда именно компьютеризация способствовала выявлению несостоятельности психолого-педагогических теорий обучения. Этому явлению в работе Е.И. Машбица «Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения» [95] дана объективная и корректная оценка: указанные теории, как у нас, так и за рубежом не пригодны.
Понятие «технология» пришло в педагогику из сферы промышленности. Сегодня основной целью любого производственного процесса, в том числе и педагогического, является повышение качества выпускаемого продукта. Это выражается в действиях по изменению состояния и дальнейшему определению состояния объекта обучения. В сфере материального производства планируются заранее все результаты и проектируются способы их достижения. В высшей школе все это в лучшем случае лишь декларируется и не определяется конечный результат. Достигать гарантированного результата учения можно, если педагогический процесс рассматривать как разновидность технологического и овладеть основами проектирования педагогических технологий.
Рассматривая использование термина "Технология" в педагогике, Бер-шадский М.Е. отмечает неоднозначность его применения. Отдавая дань модному термину, иногда любая педагогическая деятельность объявляется технологией. В других случаях технология подразумевает искусство преподавания, общения с учащимися. Наконец, понятие "Технология" используется в классическом (технократическом) смысле: для описания моделей образовательного процесса. И только в последнем случае это понятие обладает экологической валидностью, т.е. соответствует тому значению, которое вырабатывалось в массовом сознании [26, с.18]. Именно в этом аспекте мы будем понимать технологию обучения (педагогическая технология, образовательная технология). Современная педагогическая наука пока не располагает единым определением понятия технология, что свидетельствует о научных исследованиях в этой области. "...Возникнув в рамках проблематики использования технических средств обучения и чистого практицизма, в ходе многолетней дискуссии и научного поиска, технология обучения в современном ее понимании преобразовалась в систему знаний, имеющую определенную научную базу, охватывающую всю совокупность проблем, связанных с целями, содержанием и проведением учебного процесса" [147, с.26].
Проектирование учебного процесса по математике
Теперь, когда мы выяснили смысл понятий технология обучения, тех-нологизация учебного процесса, осознали полезность технологизации учебного процесса по математике с точки зрения повышения уровня математической подготовки студентов факультетов, где математика не является предметом профильной подготовки, очевидно, возникает вопрос о проектировании этого процесса.
Несмотря на то, что проблеме проектирования в последние годы уделяется достаточно много внимания со стороны отечественных и зарубежных ученых, анализ психолого-педагогической литературы показывает, что не существует общепринятой трактовки проектирования. М. Азимов определяет проектирование как принятие решения при недостаточной информированности и высокой ответственности за ошибку. В определении П. Буккера и Т. Вудсона подчеркивается, что проектирование является интеграционным процессом, при котором многократно принимается решение по разработке проекта и многократно моделируется объект проектирования. Г. Наддер и Дж. Джонс указывают на функциональное назначение проектирования, заключающееся в создании идеальных моделей объектов, которые в определенном отношении лучше, чем существующие, служат для удовлетворения общественной потребности. Выделяются общие характеристики проектирования как деятельности, включающей: с одной стороны совокупность выделяемых действий, с другой стороны, продукт выполняемых действий (проект), который обеспечивает изменение существующего положения. В рамках нашего исследования актуально проектирование педагогического процесса, т.е. педагогическое проектирование.
Педагогическое проектирование является одним из наиболее важных направлений в изменении традиционно сложившейся практики образования. Одновременно с реальным опытом педагогического проектирования происходит интенсивное осмысление сущности, видов и средств проектирования и проектировочной деятельности в комплексе педагогических наук. Как составная часть профессиональной деятельности преподавателя, проектирование предполагает определенное соотношение и интеграцию традиций и новаторства, нормативов и творчества. Высокий профессионализм проектантов предполагает, с одной стороны, безупречное знание апробированных методов и средств своей работы и их грамотное использование; с другой стороны, проектирование всегда будет носить творческий характер, особенно в своем стремлении развивать и совершенствовать как свой профессиональный опыт в этой области, так и интегративный опыт сообщества педагогов, методистов, учителей. Проектная деятельность педагога начинается переходом от теоретической к нормативной модели обучения, которая представляет собой описание дидактических компонентов: цели, содержания, методов взаимодействия, средств обеспечения, принципов протекания.
По мнению В.В Краевского и И.Я. Лернера, проектирование является одной из функций дидактики и характеризуется наличием уровней [82, 91]:
- общетеоретического представления - рассматривается передаваемый подрастающему поколению социальный опыт в его педагогической интерпретации;
- учебного предмета - рассматриваются функции определенной части образования;
- проектирования учебного материала — описываются знания, способы деятельности, относящиеся к курсу обучения, определенному учебному предмету и фиксированные в учебниках, учебных пособиях и сборниках задач;
- проектирования педагогической деятельности - разрабатывается содержание совместной деятельности учителя и учащегося (процесса обучения);
- проектирования механизма практической реализации - содержание обучения становится достоянием каждого учащегося.
В нашем исследовании проектирование рассматривается в двух аспектах: педагогического процесса и механизма практической реализации.
Проектирование характеризуется наличием проекта как модельного представления процесса обучения, обеспечивающего реализацию опережающей функции науки по отношению к существующей практике. Анализ дефиниций проекта педагогического процесса показывает, что он представляет собой в широком смысле - создание оптимальной педагогической системы; в узком - программирование шаговой учебной процедуры в обучающей программе. Отличительными признаками проекта выступают: описание еще не существующих объектов; обладание свойством однозначности реализации; нормативность, то есть фиксация доступного уровня выполнения соответствующих действий. Педагогическое проектирование осуществляется на основе и с позиции реализации требований: диагностического целеполагания; установления допустимых учебных нагрузок; определения и нормирования объема усвоения, выбора скорости усвоения; расчета нормы времени на усвоение; определение механизма контроля. Таким образом, проектирование педагогических процессов - это взаимосвязанная система операций, позволяющих получать гарантированные результаты в рамках определенных психолого-педагогических критериев и характеристик.
Логико-дидактический анализ содержания учебного материала
Специфика содержания курса математики, изучаемого в высших учебных заведениях, где математика не является предметом профильной подготовки, заключается в том, что он состоит из отдельных разделов различных математических дисциплин. Другой специфичной чертой курса математики является то, что изучение одних тем является базой для изучения других, т.е. продвижение студента вперед возможно только при обязательном усвоении предыдущего учебного материала.
Все это делает целесообразным разбиение процесса обучения математике на отдельные логически завершенные блоки - Дидактичесие Модули, где каждый из них будет обладать относительной самостоятельностью. Таким образом, под Дидактическим Модулем (ДМ) мы будем понимать учебно-методическую конструкцию, в состав которой входят все элементы педагогической технологии в пределах данного учебного материала, т.е. ДМ - это проект обучения определенному учебному материалу.
Анализ содержания государственного образовательного стандарта по специальности «Технология и предпринимательство» позволил разбить весь учебный материал на комплекс взаимосвязанных ДМ: "Элементы векторной алгебры", "Элементы аналитической геометрии", "Введение в анализ", "Производная и дифференциал", Интеграл", "Функции двух (и более) переменных", "Дифференциальные уравнения".
ДМ строится на основе логико-дидактического анализа содержания учебного материала, который представляется в виде последовательности следующих операций:
определение системы микроцелей изучения содержания учебного материала модуля;
структурно-логический анализ содержания учебного материала;
дидактический анализ содержания учебного материала модуля;
отбор основных средств, методов, приемов обучения;
определение форм контроля и оценки учебной деятельности студентов.
Рассмотрим основные элементы логико-дидактического анализа содержания учебного материала ДМ.
Определение микроцелей
Учебная тема такая единица учебного материала, которая позволяет раскрыть логическую и математическую организацию и трактовку взаимосвязанных между собой вопросов, выяснить уровень строгости рассматриваемых фактов, сравнительно четко выделить и сформулировать цели изучения основных вопросов, очертить возможные варианты средств обучения, продумать систему контроля и оценки законченной системы знаний и умений [86].
Под микроцелью будем понимать умение выполнять вполне определенные и проверяемые действия и их результаты, которые свидетельствуют о владении соответствующим учебным материалом. При этом цель изучения учебной темы превращается в ряд (последовательность) микроцелей. Построение микроцелей, очевидно не происходит на пустом месте. По сути дела, педагогическая технология - это некий уровень теоретического абстрагирования от педагогической практики (реальности). Вследствие чего очень важно, чтобы соблюдалось дидактическое условие - это сохранение инвариантных сущностных характеристик педагогической действительности на любых уровнях теоретического абстрагирования.
В процессе целеобразования необходимо опираться на традиционный опыт тематического планирования; на общие цели изучения дисциплины; на возможности учебной дисциплины для профессионального становления специалиста; учитывать межпредметные связи курса математики со специальными дисциплинами; учитывать наиболее важные темы курса с точки зрения применения в специальных дисциплинах. Структурными элементами языка целеполагания являются служебные слова: "уметь", "знать", "применять", "иметь представление", "уметь характеризовать" и т.д. [ПО].
