Комплекс профессионально направленных математических задач, способствующих повышению качества математической подготовки студентов транспортных направлений технических вузов

Шершнева, Виктория Анатольевна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Комплекс профессионально направленных математических задач, способствующих повышению качества математической подготовки студентов транспортных направлений технических вузов

Автореферат

Автор научной работы: Шершнева, Виктория Анатольевна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Красноярск
Год защиты: 2004
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Комплекс профессионально направленных математических задач, способствующих повышению качества математической подготовки студентов транспортных направлений технических вузов"

На правах рукописи

ШЕРШНЕВА Виктория Анатольевна

КОМПЛЕКС ПРОФЕССИОНАЛЬНО НАПРАВЛЕННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ, СПОСОБСТВУЮЩИХ ПОВЫШЕНИЮ КАЧЕСТВА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ТРАНСПОРТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (математика, уровень высшего образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Красноярск 2004

Работа выполнена в Красноярском государственном техническом университете

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Носков Михаил Валерьянович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Сенашов Сергей Иванович

кандидат педагогических наук, профессор Майер Роберт Адольфович

Ведущая организация: Барнаульский государственный

педагогический университет

Защита состоится 2 июля 2004 г. в II00 часов на заседании диссертационного совета К 212.097.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата педагогических наук в Красноярском государственном педагогическом университете по адресу: 660049, г. Красноярск, ул. Перенсона, 7, ауд. 1-10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярского государственного педагогического университета (660049, г. Красноярск, ул. А. Лебедевой, 89).

Автореферат разослан 1 июня 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Научно-технические идеи и разработки, высокие технологии и наукоемкая продукция, а также научный и интеллектуальный потенциал общества становятся главными факторами, обеспечивающими возможности устойчивого экономического роста государства. Это значит, что проблема воспроизводства и развития интеллектуального потенциала страны относится к числу проблем, имеющих первостепенное значение. Важным направлением решения этой проблемы является совершенствование системы высшего инженерного образования, качество которого в значительной мере определяет перспективы развития экономики.

Современная концепция образования изложена в Национальной доктрине образования в Российской Федерации. В числе основных целей и задач образования доктрина провозглашает «подготовку высокообразованных людей и высококвалифицированных специалистов, способных к профессиональному росту и профессиональной мобильности в условиях информатизации общества и развития новых наукоемких технологий». Таким образом, высшие учебные заведения должны создавать в процессе обучения условия для подготовки таких специалистов.

В реализацию целей и задач высшего технического образования вносит вклад каждая вузовская дисциплина. Особая роль в этом процессе принадлежит математике, как универсальному языку для описания и изучения явлений окружающего мира, а также для формирования мышления будущих специалистов, способных создавать и применять современную технику и новые технологии.

Высшая школа всегда была и будет профессиональной по своей сути и назначению, поэтому требование профессиональной направленности учебного процесса является одним из важных требований для каждой учебной дисциплины, в том числе для математики. В то же время в технических вузах математика - это не просто общеобразовательная дисциплина: знания, полученные по математике, являются фундаментом для изучения как общетехнических, так и специальных дисциплин, без математических знаний невозможно освоение новой техники и технологий. Вопрос состоит в том, как установить баланс между

профессиональной направленностью обучения математике, без которого невозможно достичь качества математической подготовки.

С.другой стороны, одной из целей осуществления профессиональной направленности в обучении математике в техническом вузе является усиление мотивации студентов к ее изучению, прежде всего, за счет установления и использования в процессе обучения математике связей с. будущей профессиональной деятельностью студентов. Усиление мотивации является важным фактором, позволяющим активизировать учебно-познавательную деятельность студента. Обоснование необходимости активизации учебно-познавательной деятельности учащихся в целях повышения эффективности обучения и повышения качества знаний дано педагогами и психологами ПЛ. Гальпериным, В.В. Давыдовым, Т.В. Кудрявцевым, М.И. Махмутовым, Н.Ф, Талызиной, Г.И. Щукиной и др..

Проблема профессиональной направленности обучения широко представлена в педагогических исследованиях. С различных сторон эта проблема для. школы и вуза рассматривается в работах B.C. Леднева, М.И. Махмутова, В.М. Монахова, Р.А. Низамова, З.А. Решетовой и др. Наиболее полно проблема профессиональной направленности подготовки специалиста разработана в области педагогического образования. Так, вопросы профессионально-педагогической направленности обучения математике в педагогических вузах исследованы в работах математиков и методистов H.H. Виленкина, В.А. Гусева, И.Б. Лариной, Г.Л. Луканкина, А.Г. Мордковича, Л.В. Шкериной и др.

Различные вопросы обучения математике в технических вузах рассмотрены в диссертационных исследованиях Г.А. Бокаревой, А.Н.Бурова, А.Г.Головешсо, А.П.Исаевой, И.Г.Михайловой и др.

С разных сторон проблема профессиональной направленности обучения математике в технических вузах рассматривались в диссертационных работах Е.А. Василевской, Р.П. Исакова, О.М. Калуковой, СВ. Плотниковой, СИ. Федоровой, Н.В. Чхаидзе. Ими, в частности, показано, что содержание математической подготовки специалистов должно формироваться в соответствии со специализацией выпускника вуза. Для ряда специальностей разработаны частные методики реализации принципа профессиональной направленности при изучении отдельных тем курса математики. Однако реализация этого принципа по всему курсу математики для важных направлений высшего технического образования (например, энергетического,

машиностроительного, транспортного и др.) разработана слабо. Основная причина этого состоит в отсутствии соответствующих методик обучения; даже в тех случаях, где имеются средства профессионально направленного обучения математике (например, сборники профессионально направленных задач), нет разработанных методик их применения. Эти вопросы не стали еще предметом широкого изучения педагогов-исследователей и методистов.

Выбранное нами для исследования транспортное направление высшего технического образования является одним из самых крупных. Согласно государственным образовательным стандартам, имеется 3 транспортных направления подготовки дипломированных специалистов, состоящих из 17 специальностей (образовательных программ) транспортного профиля, поэтому можно употреблять выражения как «транспортные специальности», так и «транспортные направления». Актуальность тематики нашего исследования обусловлена недостаточной разработанностью проблемы профессионально направленного обучения математике студентов данных направлений подготовки.

Таким образом, проведенный анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы выявил ряд противоречий:

- с одной стороны, вопросы профессионально направленного обучения математике в технических вузах достаточно изучены в общедидактическом плане, с другой стороны, эти вопросы слабо разработаны в методическом аспекте;

- с одной стороны, необходимость интеграции математики с циклом профессиональных дисциплин, с другой - изолированное от этих дисциплин построение курса математики.

- с одной стороны, существование объективной возможности реализации профессионально направленного обучения математике в технических вузах для повышения качества математической подготовки студентов, с другой - отсутствие необходимых для этого средств и методик их использования.

Проблема данного исследования вытекает из указанных противоречий и заключается в разработке комплекса профессионально направленных задач по математике и методики их использования, способствующих повышению качества математической подготовки студентов транспортных направлений технических вузов.

Цель исследования - разработать комплекс профессионально направленных математических задач и методику их применения в процессе обучения математике студентов транспортных направлений, способствующие повышению качества математической подготовки.

Объектом исследования является процесс обучения математике студентов высших технических учебных заведений.

Предмет исследования - комплекс профессионально направленных математических задач и методика их использования, способствующие повышению качества математической подготовки студентов транспортных направлений.

Гипотеза исследования: если в процессе обучения - математике по специальной методике использовать комплекс профессионально направленных математических задач, то это будет способствовать повышению качества математической подготовки студентов транспортных направлений:

- повышению качества базовых знаний студентов по математике;

- развитию у них умений и навыков, в том числе, навыков математического моделирования, необходимых для изучепия специальных дисциплин, а также для будущей профессиональной деятельности;

-формированию у студентов представлений о деятельности специалиста и дальнейшему повышению интереса к будущей профессии;

- формированию у студентов устойчивой мотивации изучения математики.

Для достижения целей исследования и в соответствии с гипотезой исследования были поставлены следующие задачи исследования:

1. Провести анализ уровня изученности и разработанности проблемы профессиональной направленности обучения математике студентов технических вузов в дидактике и методике, дать теоретическое обоснование необходимости использования комплекса профессионально направленных математических задач в процессе обучения математике студентов транспортных направлений.

2. Дать обоснование объективной возможности разработки комплекса профессионально направленных математических задач для студентов этих направлений.

3. Разработать комплекс профессионально направленных математических задач, способствующих повышению качества математической подготовки студентов транспортных направлений.

4. Разработать методику использования комплекса профессионально направленных математических задач в процессе обучения курсу математики студентов транспортных направлений.

5. В процессе педагогического эксперимента провести опытно-экспериментальную проверку эффективности использования комплекса профессионально направленных математических задач.

Теоретико-методологическую основу исследования составляют: работы, посвященные общефилософским вопросам математики (А.Д. Александров, А.Н. Колмогоров, М. Клайн, А. Пуанкаре, А. Я. Хинчин и др.); психологические концепции учебной деятельности (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, А.А. Реан, Н.Ф. Талызина и др.); теории учебно-познавательной деятельности (Ю.К. Бабанский, В.И. Загвязинский, П.И. Пидкасистый и др.); теория качества обучения (И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин, Т.И. Шамова и др.); теории и методики обучения в вузе (СИ. Архангельский, А.А. Вербицкий, В.А. Далингер, B.C. Леднев, Г.Л. Луканкин, А.Г. Мордкович, Д.В. Чернилевский, и др.); теории учебных задач (Б.П. Беспалько, Ю.М. Колягин, ИЛ. Лернер, Д.Б. Эльконин и др.).

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы по теме исследования, государственных образовательных стандартов, учебных программ по вузовским дисциплинам, учебных пособий и задачников по математике; выдвижение рабочих гипотез исследования и теоретическая разработка методики использования комплекса профессионально направленных математических задач, их последующая коррекция на основе практических выводов; педагогическое наблюдение, беседы со студентами, преподавателями математики и специальных дисциплин, анкетирование студентов и преподавателей; педагогический эксперимент и математико-статистическая обработка его результатов.

Научная новизна проведенного исследования заключается в том, что для повышения качества математической подготовки студентов транспортных специальностей на основе сформулированных теоретических принципов разработан комплекс профессионально направленных математических задач, а также методика его использования в процессе обучения курсу математики на лекциях, практических занятиях и в самостоятельной работе студентов.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что

- дано теоретическое обоснование повышения качества математической подготовки в результате использования профессионально направленных задач;

- разработаны критерии формирования комплекса профессионально направленных математических задач, способствующих повышения качества математической подготовки студентов транспортных специальностей;

- разработана типология профессионально направленных задач по математике, определяющая использование каждой задачи в учебном процессе.

Практическая значимость исследования состоит в том, что

- разработан комплекс профессионально направленных задач по курсу математики для студентов транспортных специальностей, способствующих повышению качества математической подготовки;

- разработана теоретически обоснованная методика использования комплекса профессионально направленных математических задач на лекциях, практических занятиях, а также в самостоятельной работе студентов транспортных специальностей.

Результаты исследования могут быть использованы для реализации профессиональной направленности в процессе обучения математике студентов других направлений инженерного образования.

Достоверность и обоснованность полученных в диссертационном исследовании результатов и выводов обеспечиваются: использованием в процессе выполнения работы современных достижений педагогики и методики обучения математике; многоаспектным анализом исследуемой проблемы; последовательным проведением педагогического эксперимента; использованием адекватных математико-статистических методов обработки полученных в ходе эксперимента результатов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Комплекс профессионально направленных математических задач повышает качество математической подготовки студентов транспортных направлений.

2. Внедрение в обучение математике методики использования комплекса профессионально направленных задач на лекционных, практических занятиях, а также в самостоятельной работе студентов на протяжении всего обучения курсу математики обеспечивает повышение качества математической подготовки студентов транспортных направлений.

Апробация результатов исследования. Основные положения настоящего исследования докладывались и обсуждались на межвузовском научно-методическом семинаре факультета математики и информатики КГПУ (2002-2004 гг.), на региональной межвузовской научно-методической конференции «Проблемы высшего образования на пороге XXI века» (1997 г., Красноярск), на Красноярской краевой научно-практической конференции «Становление системы дистанционного образования в Красноярском крае» (1998 г.), на Всероссийской научно-методической конференции с международным участием «Совершенствование системы управления качеством подготовки специалистов» (2001 г., Красноярск), на региональной конференции «Математическое образование в вузах Сибири» (2002 г., Красноярск), на Всероссийской научно-практической конференции «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (2003 г., Красноярск), на международной научно-методической конференции «Развитие системы образования в России XXI века» (2003 г., Красноярск), на Всероссийской научно-методической конференции «Совершенствование систем управления качеством подготовки специалистов» (2004 г., Красноярск), на межрегиональной конференции «Математическое образование в регионах России» (2004, Барнаул).

В процессе исследования проводился педагогический эксперимент на автотранспортном факультете КГТУ. Результаты исследования внедрены в учебный процесс этого факультета.

Публикации. По результатам исследования автором опубликовано 13 работ (1 учебное пособие, 1 учебно-методическое пособие, 7 статей, 4 тезисов докладов) общим объемом 7 п.л. (авторский вклад 6,5 п.л.).

Основные этапы исследования. Исследование проводилось с 1997 по 2003 гг. и включало в себя следующие этапы:

1997 - 1999 гг. - анализ состояния проблемы профессиональной направленности обучения математике в технических вузах, изучение теоретических основ проблемы, определение целей и задач исследования, проведение констатирующего эксперимента;

1999 - 2001 гг. - научное обоснование проблемы и проведение поискового эксперимента, нахождение методических путей для реализации основпых теоретических положений, разработка материалов для обучающего эксперимента;

2001 - 2003 гг. - проведение обучающего эксперимента, анализ его результатов, корректировка методики использования профессионально направленных задач, внедрение результатов исследования в практику обучения математике в вузе.

Структура диссертации: диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка и 4-х приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационного исследования и формулируется его проблема; определяется научный аппарат исследования: цель, объект, предмет, гипотеза, задачи, теоретико-методологическая основа, методы исследования; показана научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, приведены основные положения, выносимые па защиту; характеризуются этапы исследования.

В первой главе «Объективные предпосылки использования профессионально направленных матемагических задач в процессе математической подготовки студентов транспортных направлений» рассмотрено современное состояние проблемы прикладной и профессиональной направленности курса математики в техническом вузе, уточнены цели обучения математике в техническом вузе, проанализирована роль профессиональной направленности в достижении этих целей, рассмотрены механизмы воздействия профессиональной направленности обучения на качество математических знаний, проведен целенаправленный анализ государственных образовательных стандартов транспортных направлений подготовки специалистов, который выявил объективные условия для повышения качества математической подготовки выпускника за счет реализации профессиональной направленности обучения математике, а также объективные возможности разработки средства ее реализации - комплекса профессионально направленных математических задач - общего для транспортных специальностей.

В параграфе 1.1 «Теоретическое обоснование необходимости использования профессионально направленных математических задач в математической подготовке студентов транспортных направлений» проводится анализ состояния проблемы прикладной и профессиональной направленности курса математики в техническом вузе в психолого-педагогической и научно-

методической литературе, который показывает, что эта проблема имеет три наиболее важных стороны. Первая сторона проблемы состоит в формировании содержания профессионально направленного обучения математике, вторая связана с мотивацией изучения математики и третья заключается в поиске средств реализации профессиональной направленности и построения методик их использования.

Далее уточняются цели обучения математике в технических вузах, для того, чтобы иметь возможность строить учебный процесс в соответствии с этими целями. Мы приходим к выводу, что цель обучения математике в техническом вузе состоит в том, чтобы: 1) студент получил фундаментальную подготовку в соответствии с вузовской программой по математике и овладел математической культурой; 2) студент приобрел навыки математического моделирования.

В реальных условиях учебного процесса необходимо соизмерять полученные результаты обучения (уровень показателей качества знаний) с уровнем затраченных на обучение ресурсов (например, времени). В связи с этим отмечено, что в реальных условиях практически неизменных затрат повышение качества обучения математике эквивалентно повышению эффективности обучения.

Под профессиональной направленностью обучения математике мы понимаем такое содержание учебного материала и организацию его усвоения в таких формах и видах деятельности, которые соответствуют системной логике построения курса и моделируют познавательные и практические задачи будущей профессиональной деятельности выпускника. Такой подход к профессиональной направленности обучения опирается на исследования АЛ. Вербицкого, З.А. Решетовой, B.C. Леднева и др. Большинство исследователей, занимавшихся проблемой профессиональной направленности, придерживается той общей точки зрения, что профессиональная направленность обучения математике в техническом вузе способствует улучшению качества математической подготовки.

Для того чтобы визуализировать процессы и понять механизмы воздействия профессиональной направленности обучения на качество математических знаний, в параграфе 1.1 рассматривается структура общего понятия качества знаний. Согласно И.Я. Лернеру и другим исследователям, характеристиками качества знаний являются 12 компонент: полнота, глубина, оперативность, гибкость, осознанность, конкретность, обобщенность,

системность, свернутость, развернутость, систематичность, прочность (все они относительно самостоятельны и никакие из них не могут быть заменены другими). В результате теоретического анализа воздействия профессиональной направленности обучения на качество математических знаний установлено, что в структуре качества математических знаний существует блок характеристик качества, на которые может оказывать непосредственное положительное воздействие профессиональная направленность обучения математике; в дальнейшем мы говорим о профессионально направленном блоке характеристик качества знания, содержащем 6 характеристик качества знаний, а именно, полноту, глубину, гибкость, осознанность, системность, прочность.

Профессиональная направленность рассматривается как .фактор формирования у студентов мотивации изучения математики (приводящей, как известно, к повышению познавательно активности студентов). Показано, что эффективным средством реализации профессиональной направленности обучения математике могли бы стать комплексы профессионально направленных математических задач, связанных с объектами будущей профессиональной деятельности студентов (образующими соответствующую профессиональную среду).

Отмечено, что профессиональная направленность обучения математике подразумевает точное определение той области инженерной деятельности, с которой связано обучение, поэтому можно говорить о векторе профессиональной направленности (ВПН), который действительно направлен в определенный сектор практической деятельности.

Показано, что профессиональная направленность обучения математике осуществляет диалектическое взаимодействие между представлениями студентов о назначении математики и представлениями о деятельности специалиста, что приводит, в конечном итоге, к повышению познавательной активности.

В параграфе 1.2 «Проектирование комплекса профессионально направленных математических задач в объективных условиях государственного образовательного стандарта транспортных специальностей» проводится целенаправленный анализ ныне действующих государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования второго поколения (ГОС ВПО-2), прежде всего, анализ требований, которые предъявляют стандарты к математической подготовке выпускника. Этот анализ показал, что, в отличие от стандартов предыдущего поколения, которые

содержали определенные требования к остаточным знаниям выпускника по математике, ГОС ВПО-2 предъявляют требования к математической подготовке опосредованно (указывая наукоемкие профессиональные задачи и виды профессиональной деятельности, к которым должен быть подготовлен выпускник), тем самым стандарт конкретизирует цели математической подготовки, описывает их более точно, следовательно, создаются объективные условия для повышения качества математической подготовки выпускника в условиях реализации профессиональной направленности обучения математике.

Кроме того, анализ профессиональной среды (совокупность объектов профессиональной деятельности) показал, что 3 транспортные направления подготовки дипломированных специалистов, объединяющих 17 специальностей, имеют сходную профессиональную среду, поэтому возможно разработать комплекс профессионально направленных математических задач, значимых для студентов этих направлений подготовки.

Таким образом, в первой главе дано теоретическое обоснование необходимости использования комплекса профессионально направленных математических задач для студентов транспортных специальностей, а также обоснование возможности его разработки и эффективного применения.

Во второй главе «Комплекс профессионально направленных математических задач как средство повышения качества математической подготовки студентов транспортных направлений» сформулированы критерии, которым должны удовлетворять задачи из комплекса профессионально направленных математических задач, способствующих повышению качества математической подготовки студентов транспортных специальностей, проведено типологическое исследование этих задач, описана методика применения комплекса на лекциях, практических занятиях и в самостоятельной работе студентов в процессе всего обучения курсу математики, списан педагогический эксперимент.

В параграфе 2.1 «Характеристика комплекса профессионально направленных математических задач, способствующих повышению качества подготовки студентов транспортных направлений», на основе анализа общедидактических подходов к формированию содержания образования, сформулированы критерии отбора профессионально направленных математических задач: 1) критерий соответствия содержания задачи целям обучения математике; 2) критерий полноты; 3) критерий доступности;

4) критерий минимизации (этот критерий обязывает вести отбор задач с учетом их информационной емкости и профессиональной значимости).

В комплекс профессионально направленных математических задач мы включаем только такие задачи, каждая из которых удовлетворяет одновременно критериям соответствия содержания целям обучения, доступности, минимизации. При этом все задачи в совокупности должны удовлетворять критерию полноты.

В параграфе 2.2 «Методика использования комплекса профессионально направленных математических задач, способствующих повышению качества подготовки студентов транспортных направлений» на основе анализа методов обучения исследуется типология профессионально направленных задач. Единой классификации методов обучения не существует, вследствие многофункциональности и многокачественности методов. Применительно к такому средству обучения, как профессионально направленные задачи, целесообразно классифицировать методы обучения по характеру (степени самостоятельности и творчества) деятельности обучаемых, поскольку в случае решения студентом учебных задач успех обучения в решающей степени зависит от внутренней активности обучаемых, от степени самостоятельности и творчества их деятельности, которые и служат основанием выбора метода (такая классификация была предложена И.Я. Лернером и М.Н. Скаткиным). Исходя из этой классификации, профессионально направленные задачи характеризуются по укрупненной шкале, а именно, разграничиваются по назначению на следующие три типа: 1) объяснительно-иллюстративные; 2) репродуктивные (направленные на закрепление полученных ранее знаний и навыков); 3) проблемно-поисковые (направленные на приобретение более глубоких и гибких знаний, а также навыков математического моделирования). При этом задачи проблемно-поискового назначения обобщенно соответствуют методу проблемного изложения, частично-поисковому методу и исследовательскому методу в классификации И.Я. Лернера и М.Н. Скаткина.

Кроме назначения, задачи характеризуются по сложности математической модели и по месту в учебном процессе (причем, последнее в значительной степени зависит от первых двух). Предложена система методических кодов профессионально направленных задач, которые позволяют определить назначение, сложность задачи, найти для нее оптимальное место в учебном процессе и получить наибольший эффект от ее применения.

Разработаны рекомендации по применению профессионально направленных задач на занятиях, включающие общую схему их применения на практических занятиях и в самостоятельной работе студентов, рассмотрены особенности применения этих задач на лекциях.

В параграфе 2.3 «Опытно-экспериментальная проверка эффективности применения комплекса профессионально направленных математических задач в процессе обучения математике студентов транспортных специальностей» экспериментально подтверждена эффективность применения, в соответствии с разработанной методикой, комплекса профессионально направленных задач. Экспериментальная работа проводилась на автотранспортном факультете КГТУ в период с 1997 по 2003 гг. в три этапа. Общая выборка составила 236 человек (из них на заключительном этапе - 95 человек).

На этапе констатирующего эксперимента (1997 - 1999 гг.) проводился анализ учебпых планов специальностей, рабочих программ по математике и другим общенаучным, общеинженерным и специальным дисциплинам, а также учебных пособий, учебников и задачников по математике;, методом наблюдения, опроса, бесед изучалось отношение студентов первого и второго курса к роли математики в процессе подготовки специалиста; анкетирование студентов, как младших, так и старших курсов транспортпых.специальностей и статистическая обработка результатов анкетирования, а также беседы с преподавателями специальных дисциплин позволили выявить основные недостатки математической подготовки студентов. В трех группах первого курса в первом семестре 1999 - 2000 учебного года в систему задач, традиционно решаемых на практических занятиях по математике, включались отдельные учебные профессионально направленные задачи.

На поисковом этапе эксперимента (1999 - 2001 гг.) (на основе анализа учебно-методической литературы по специальным дисциплинам транспортного профиля и смежным дисциплинам общенаучного и общеинженерного циклов, а также задачников по математике для вузов различного профиля и сборников прикладных математических задач) были составлены и подобраны профессионально направленные задачи транспортного профиля по основным разделам математики, способствующие активизации познавательной деятельности студентов. Разрабатывалась методика применения профессионально направленных задач в процессе обучения студентов транспортных специальностей с целью улучшения базовых математических знаний и формирования навыков математического моделирования. В трех

группах автотранспортного факультета в процессе проведения различных видов аудиторной и самостоятельной работы студентов использовались профессионально направленные задачи (еще в одной группе использовались только традиционные задачи по математике); проводился анализ результатов экзаменов и контрольных работ.

На этапе обучающего эксперимента (2001 - 2003 гг.), проводившемся на протяжении трех семестров (в течение которых студенты изучили курс математики, включая теорию вероятностей), продолжалось экспериментальное применение профессионально направленных задач в процессе обучения математике студентов транспортных специальностей. Были уточнены критерии, которым должны удовлетворять задачи, включаемые в комплекс профессионально направленных задач, а также методика его применения.

Экспериментальная группа (Э) состояла из студентов двух учебных групп (специальности «Организация перевозок и управление на транспорте» и «Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины»), то же самое относится и к контрольной группе (К) (специальности «Организация и безопасность движения» и «Автомобиле- и тракторостроение»).

Проведен статистической анализ результатов обучающего эксперимента. Для определения начального уровня математической подготовки студентов в группах Э и К в начале первого семестра обучения было проведено входное тестирование по математике. Тестирование проводилось с помощью тестов, разработанных на базе тестов государственного тестирования выпускников школ (абитуриентов) по математике. Результаты входного тестирования показали, что исходную математическую подготовку групп Э и К можно считать примерно одинаковой.

Так как эксперимент проводился в течение трех семестров, приведем результаты экзаменов по математике, проводимых в экзаменационные сессии. Итоги экзаменов студентов экспериментальной и контрольной групп представлены в виде диаграмм на рисунках 1-3. Анализ результатов сессий показал, что студенты экспериментальной группы имеют более высокий уровень математических знаний

В конце третьего семестра обучения математике в экспериментальной и контрольной группе было проведено итоговое тестирование по всему курсу математики. Оценка результатов итогового тестирования проводилась по 100-балльной шкале. Средний балл тестирования в группе Э составил по этой шкале 46,3, тогда как в группе К он составил 34,9.

Рис. 1. Результаты I сессии Рис. 2. Результаты II сессии

Рис. 3. Результаты III сессии

К результатам тестирования был применен метод математико-статастической обработки. Была подтверждена гипотеза о нормальном распределении значения полученного балла в обеих группах. С помощью статистического критерия Фишера-Снедекора было показано, что равенство дисперсий обеих генеральных совокупностей не противоречит данным эксперимента. Применение статистического критерия Стьюдента дало основания считать, что повышение среднего балла тестирования в

экспериментальной группе по сравнению с контрольной группой статистически значимо.

Таким образом, анализ результатов обучающего эксперимента показал, что использование комплекса профессионально направленных математических задач способствует повышению качества математической подготовки студентов транспортных направлений.

В заключении приведены основные результаты работы. Констатируется, что результаты проведенного исследования подтверждают выдвинутую гипотезу и дают положительные решения всех задач исследования.

1. Проведенный анализ уровня изученности и разработанности проблемы профессиональной направленности обучения математике студентов технических вузов в дидактике и методике позволил, в частности, выявить противоречие между доказанной возможностью повышения качества математической подготовки за счет усиления профессиональной направленности обучения и отсутствием средств ее реализации и методики их использования. На основе проведенного теоретического анализа уточнены цели обучения математике в технических вузах и показано, что эффективным средством реализации профессиональной направленности является применение в обучении математике профессионально направленных задач. Дано объяснение воздействия профессиональной направленности обучения на качество знаний; такое воздействие, наряду с усилением мотивации изучения математики, является основным фактором, способствующим повышению качества математической подготовки. На основе целенаправленного анализа государственных образовательных стандартов показана возможность разработки комплекса профессионально направленных задач для студентов транспортных специальностей.

Таким образом, получено теоретическое обоснование необходимости и возможности разработки комплекса профессионально направленных математических задач, а также его эффективного использования в обучении студентов транспортных специальностей технических вузов.

2. Выделены критерии отбора профессионально направленных математических задач, на их основе разработан комплекс профессионально направленных задач по математике, способствующих повышению качества математической подготовки студентов транспортных специальностей.

3. Разработана методика эффективного применения комплекса профессионально направленных математических задач в процессе обучения

курсу математики студентов транспортных специальностей, основанная на системном использовании этих задач на лекциях, практических занятиях и в самостоятельной работе студентов.

4. В процессе педагогического эксперимента проведена опытно-экспериментальная проверка, подтвердившая эффективность применения комплекса профессионально направленных задач в обучении математике студентов транспортных специальностей технических вузов.

Таким образом, все поставленные задачи решены, гипотеза исследования нашла свое подтверждение.

Данное исследование может быть продолжено в плане изучения возможностей интеграции математики с дисциплинами общеобразовательного, общетехнического и профессионального циклов для реализации как профессионально направленного обучения математике, так и непрерывной математической подготовки в процессе обучения студентов транспортных специальностей.

По теме диссертации автором опубликованы следующие работы:

1. Шершнева В.Л. Некоторые вопросы непрерывного математического образования в технических университетах // Вестник КГТУ. Вып. 16 -Красноярск, 2000. - С. 145- 147.

2. Шершнева В.А. О специфике математического образования инженеров транспорта // Транспортные средства Сибири: Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 7 - Красноярск: КГТУ, 2001. - С. 36 - 39 (в соавторстве с М.В.Носковым).

3. Шершнева В.А. О разработке комплекса прикладных учебных задач по высшей математике как средства повышения эффективности обучения в техническом университете // Совершенствование системы управления качеством подготовки специалистов: Материалы всероссийской научно-методической конференции с международным участием. - Красноярск, 2001. -С. 39-41.

4. Шершнева В.А. Разработка комплекса прикладных учебных задач для усиления мотивации изучения курса высшей математики //

Математическое образование в вузах Сибири: Сборник научных трудов. -Красноярск: КГТУ, 2002. - С. 82 - 85 (в соавторстве с М.В.Носковым).

5. Шершнева В.А. О комплексе прикладных учебных задач как средстве повышения эффективности обучения математике в техническом вузе // Современные педагогические технологии в математическом образовании: Межвузовский сборник научных трудов. - Красноярск: КГПУ, 2002. -С. 85-91.

6. Шершнева В.А. О проблеме повышения эффективности обучения математике инженеров транспорта // Достижения науки и техники развития сибирских регионов: Материалы всероссийской научно-практической конференции. - Красноярск, 2003. - С. 99.

7. Шершнева В.А. Профессиональная направленность обучения математике в технических вузах как средство повышения качества математической подготовки // Развитие системы образования в России XXI века: Материалы международной научно-методической конференции. -Красноярск, 2003. - С. 297 - 299.

8. Шершнева В.А. Критерии формирования комплекса профессионально направленных задач по математике как средства повышения качества обучения студентов технических вузов // Проблемы качества подготовки будущего учителя в вузе с позиций компетентностного подхода в обучении: Межвузовский сборник научных трудов. - Красноярск: КГПУ, 2003. - С. 151 -160 (в соавторстве с М.В. Носковым).

9. Шершнева В.А. Математические знания как интегрированный компонент квалификации инженера-транспортника (методологический анализ государственных образовательных стандартов) // Транспортные средства Сибири: Межвузовский сборник научных трудов с международным участием. Вып. 9 - Красноярск: КГТУ, 2003. - С. 45 - 52.

10. Шершнева В.А. Сборник профессионально направленных задач по математике: Учебное пособие. - Красноярск: КГТУ, 2003.- 44 с.

11. Шершнева В.Л. Применение профессионально направленных задач по математике на аудиторных занятиях: Учебно-методическое пособие. -Красноярск: КГТУ, 2004. - 40 с.

12. Шершнева В.А. О применении комплекса профессионально направленных задач по математике как средства повышения качества математической подготовки студентов транспортных специальностей // Совершенствование систем управления качеством подготовки специалистов:

Материалы всероссийской научно-методической конференции. - Красноярск: КГТУ,2004.- С. 205-207.

13. Шершнева В.А. О комплексе профессионально направленных математических задач для студентов транспортных специальностей // Математическое образование в регионах России: Тезисы межрегиональной конференции. - Барнаул: БГПУ, 2004. - С. 63 - 64.

Отпечатано в ИПЦ КГТУ 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 26. Тел. 497-103. Тираж 110 экз. Заказ 409/2

№124 4 4

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Шершнева, Виктория Анатольевна, 2004 год

Введение.

Глава 1. Объективные предпосылки использования профессионально направленных математических задач в процессе математической подготовки студентов транспортных направлений.

§ 1.1. Теоретическое обоснование необходимости использования профессионально направленных математических задач в математической подготовке студентов транспортных направлений.

§ 1.2. Проектирование комплекса профессионально направленных математических задач в объективных условиях образовательного стандарта транспортных специальностей.

Глава 2. Комплекс профессионально направленных математических задач как средство повышения качества математической подготовки студентов транспортных направлений.

§ 2.1. Характеристика комплекса профессионально направленных математических задач, способствующих повышению качества подготовки студентов транспортных направлений.

§ 2.2. Методика использования комплекса профессионально направленных математических задач в процессе математической подготовки студентов транспортных направлений.

§ 2.3. Опытно-экспериментальная проверка эффективности применения комплекса профессионально направленных математических задач в процессе обучения математике студентов транспортных специальностей.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Комплекс профессионально направленных математических задач, способствующих повышению качества математической подготовки студентов транспортных направлений технических вузов"

В наши дни научно-технические идеи и разработки, высокие технологии и наукоемкая продукция, а также научный и интеллектуальный потенциал общества становятся главными факторами, обеспечивающими возможности устойчивого экономического роста государства. Это значит, что проблема воспроизводства и развития интеллектуального потенциала страны относится к числу проблем, имеющих первостепенное значение. Важным направлением решения этой проблемы является совершенствование системы высшего инженерного образования.

Президент Ассоциации инженерного образования России профессор Ю.П. Похолков, определяя главную проблему современного инженерно-технического образования, считает, что она, безусловно, заключается в повышении его качества. Он отмечает: «Для эффективной подготовки специалистов решающее значение имеет поиск и создание нетрадиционных технологических, социальных идей и принципиально новых «высоких» технологий, обеспечивающих многократное повышение эффективности педагогического и учебного труда» [85].

В модернизации системы высшего технического образования заинтересовано не только общество в целом, но и каждый ее участник, прежде всего - студент. Действительно, существование конкурентных отношений в сфере производства обусловливает действие фактора конкуренции на рынке труда, который, в свою очередь, приводит к повышению требований к профессиональной подготовке выпускников. Практика показывает, что если выпускник владеет современными знаниями, включающими знания и навыки использования самых передовых технологий, то это резко повышает его конкурентоспособность и востребованность на рынке труда.

Кроме того, непрерывное техническое переоснащение производства требует от специалиста не только качественных знаний, но и высокой профессиональной мобильности, умения самостоятельно ориентироваться в новой научно-технической информации и пополнять свои профессиональные знания, а значит, выпускник заинтересован в том, чтобы учебный процесс в вузе был организован так, чтобы у него могли быть сформированы соответствующие качества.

Современная концепция образования изложена в Национальной доктрине образования в Российской федерации [75]. «Доктрина - основополагающий государственный документ, устанавливающий приоритет образования в государственной политике, стратегию и основные направления его развития . Доктрина признает образование приоритетной сферой накопления знаний и формирования умений, создания максимально благоприятных условий для выявления и развития творческих способностей каждого гражданина России, воспитания в нем трудолюбия и высоких нравственных принципов, а также признает образование сферой трудовой занятости населения, прибыльных долгосрочных инвестиций и наиболее эффективного вложения капитала. Доктрина отражает новые условия функционирования образования, ответственность социальных партнеров в вопросах качества общего и профессионального образования, воспитания подрастающего поколения».

В числе основных целей и задач образования доктрина провозглашает «подготовку высокообразованных людей и высококвалифицированных специалистов, способных к профессиональному росту и профессиональной мобильности в условиях информатизации общества и развития новых наукоемких технологий».

Таким образом, высшее учебное заведение должно создавать в процессе обучения условия для формирования личности, которая обладает как высокой общей культурой, так и фундаментальной профессиональной подготовкой, и способна к дальнейшему самостоятельному приобретению новых знаний, овладению новой техникой и технологиями.

Указанные задачи решаются педагогикой высшей школы как в направлении общедидактических исследований, так и с помощью разработки частных методик обучения. Различным аспектам дидактики высшего образования и основам организации учебного процесса в вузах посвящены труды С.И. Архангельского, А.А. Вербицкого, В.И. Загвязинского, А.Ф. Меняева, С.Д. Смирнова, Д.В. Чернилевского и др.

В реализацию целей и задач высшего технического образования вносит вклад каждая вузовская дисциплина. Особая роль в этом процессе принадлежит фундаментальным общеобразовательным дисциплинам, и в первую очередь, курсу математики. Роль математики, как универсального языка для описания и изучения явлений окружающего мира, как метода познания, прочно доказана опытом, накопленным в результате развития естествознания. Не менее важна роль математики для формирования мышления будущих специалистов в области создания и применения техники и технологий. Тем более важно точно сформулировать цели изучения математики в техническом вузе, для того, чтобы создать условия для осуществления эффективного процесса обучения специалистов, обладающих необходимыми знаниями и навыками. Если спроецировать общие цели и задачи высшей школы на область математической подготовки, то можно сделать вывод о необходимости «подготовки высокообразованных людей и высококвалифицированных специалистов, способных к профессиональному росту и профессиональной мобильности в условиях информатизации общества и развития наукоемких технологий». Однако этого не достаточно для того, чтобы точно сформулировать цели обучения математике.

Цели обучения математике в высшем техническом учебном заведении всегда являлись предметом внимания и дискуссий исследователей. Долгое время существовали крайние точки зрения. Так, в течение длительного периода господствовали взгляды сторонников формальной теории образования (подробнее см. [22]), согласно которой математика была нужна лишь для формального развития способностей будущих инженеров к абстрактному и логическому мышлению. С другой стороны, были сторонники и утилитарного образования, которые на первый план выдвигали умение решать с помощью математики конкретные практические задачи [44]. Однако, начиная примерно с середины прошлого века, наметились тенденции к диалектическому синтезу обоих направлений, связанные, прежде всего, с созданием и развитием новых прикладных областей математики. Цели обучения математике в технических вузах рассматривались в дальнейшем различными исследователями (см., например, книгу И.И. Блехмана, А.Д. Мышкиса и Я.Г. Пановко [9], а также книгу Л.Д. Кудрявцева [46]).

В более поздних исследованиях вопрос о целях обучения математике во втузах неоднократно уточнялся (см., например, диссертационные работы Н.В. Чхаидзе, С.В. Плотниковой, О.М. Калуковой, Е.А. Василевской и др.; эти цели рассмотрены и в параграфе 1.1 настоящего диссертационного исследования). Большинство исследователей сходятся на той точке зрения (и с ней согласна автор настоящей работы), что цель обучения математике в техническом вузе содержит две основные компоненты. Одна из них -получение базовой теоретической подготовки по математике, оказывающей влияние на формирование научного мышления выпускника и математической культуры и образующей прочную основу для решения прикладных задач из соответствующей области деятельности выпускника. Другая компонента состоит в формировании навыков математического моделирования, т.е. в формировании навыков решения прикладных, инженерно-практических задач математическими методами, фактически - в умении применять математические знания на практике.

В результате достижения целей обучения математике формируется математический аспект готовности выпускника к профессиональной деятельности.

Особое внимание для достижения целей обучения математике в техническом вузе многие исследователи уделяли прикладной направленности обучения. Методические аспекты прикладной направленности обучения математике наиболее полно исследованы в общеобразовательной школе. Общие положения разработаны В.В. Фирсовым. В частности, им определены сущность прикладной направленности обучения математике, сформулированы требования к курсу математики с прикладной направленностью [101].

В разное время проблемой прикладной направленности обучения математики занимались Г. Д. Глейзер, В. А. Гусев, Ю.М. Колягин, А.Д. Мышкис, В.Ю. Фоминых и др. В своих работах исследователи предлагают различные трактовки проблемы прикладной направленности обучения математике и на этой основе разрабатывают различные подходы к методике обучения.

Главными целями осуществления прикладной направленности в обучении математике в техническом вузе являются как преодоление абстрактного характера математических знаний, так и усиление мотивации студентов к изучению математики, прежде всего, за счет установления и использования в процессе обучения математике межпредметных связей.

Методические аспекты прикладной направленности обучения математики в различных профессиональных учебных заведениях рассмотрены в исследованиях педагогов и методистов Н.И. Батькановой, М.В. Бородиной, Г.Л. Луканкина, А.Г. Мордковича, А.Е. Мухина и др. Имеется также большое количество публикаций на тему преподавания математики для физиков, техников и инженеров, принадлежащих таким видным ученым и педагогам, как А.Н. Крылов, Л.Д. Кудрявцев, А.Д. Мышкис, Я.Б. Зельдович, И.М. Яглом и др.

Различные вопросы обучения математике в техническом вузе, в том числе, вопросы профессиональной направленности обучения рассмотрены в диссертационных исследованиях Г.А. Бокаревой, А.Н. Бурова, Б.А. Василевской, А.Г. Головенко, А.П. Исаевой, Р.А. Исакова, О.М. Калуковой, И.Г. Михайловой, С.В. Плотниковой, С.И. Федоровой и др. В этих работах и, в частности, в работах Е.А. Василевской, О.М. Калуковой, Р.П. Исакова, С.И. Федоровой, показано, что содержание математической подготовки специалистов должно формироваться в соответствии со специализацией выпускника вуза.

Действительно, высшая школа всегда была и будет профессиональной по своей сути и назначению, поэтому требование профессиональной направленности учебно-воспитательного процесса является одним из важных требований для каждой учебной дисциплины. Проблема профессиональной направленности обучения широко представлена в педагогических исследованиях. С различных сторон эта проблема для школы и вуза рассматривается в работах B.C. Леднева, М.И. Махмутова, В.М. Монахова, Р.А. Низамова, З.А. Решетова и др. Наиболее полно проблема профессиональной направленности подготовки специалиста разработана в области педагогического образования. Так, вопросы профессионально-педагогической направленности обучения математике в педагогических вузах исследованы в работах математиков и методистов Н.Я. Виленкина, В.А. Гусева, И.Б. Лариной, Г.Л. Луканкина, О.И. Мартынюк, А.Г. Мордковича, Л.В. Шкериной и др.

Однако проблеме профессиональной направленности обучения математике в технических вузах посвящено существенно меньше работ, хотя решение этой проблемы имеет большое значение для повышения качества подготовки будущих инженеров.

Основными целями реализации профессиональной направленности обучения математике в техническом вузе являются как значительное усиление мотивации изучения математики, так и формирование у студентов навыков математического моделирования. Действительно, на младших курсах студент может воспринимать математику как абстрактную дисциплину, которая никак не связана с его будущей работой по специальности. При этом все, что связано с его будущей профессией представляется ему важным и значимым. Реализации принципа профессиональной направленности в обучении математике способствует формированию у студента представления об этой дисциплине, как о важном инструменте решения его будущих профессиональных задач, что делает математику в глазах студента профессионально значимой, тем самым повышая его интерес к изучению курса, усиливая познавательную активность, стимулируя самостоятельную работу, что не может не сказаться положительно на качестве математических знаний. Так, например, решая математические задачи, связанные с объектами будущей профессиональной деятельности, студент осознает профессиональную значимость соответствующих математических понятий, и, кроме того, такие задачи в определенном смысле имитируют решение профессиональных задач математическими методами, формируя тем самым у студента навыки математического моделирования. Таким образом, цели реализации профессиональной направленности соответствуют целям обучения математике в высших технических учебных заведениях и позволяют реализовать последние в большем объеме.

Обоснование необходимости активизации учебно-познавательной деятельности учащихся в целях повышения эффективности обучения и повышения качества знаний дано педагогами и психологами П.Я. Гальпериным, В.В. Давыдовым, Т.В. Кудрявцевым, М.И. Махмутовым, Н.Ф. Талызиной, Г.И. Щукиной и др.

В диссертационном исследовании О.М. Калуковой разработана методика профилирования математической подготовки специалистов технического профиля в соответствии с принципом профессиональной направленности и идеей интеграции естественнонаучных и технических знаний. В работе С.В. Плотниковой [82] исследуются основные направления совершенствования профессиональной направленности обучения математическим дисциплинам в техническом вузе и разработана методика по изучению теоретического материала и проведению практических занятий по теме «Дифференциальные уравнения», Н.В. Чхаидзе исследует методику построения оптимальной системы прикладных задач и упражнений по математике с учетом межпредметных связей [105]. Определенные вопросы, связанные с реализацией профессиональной направленности математической подготовки студентов ряда специальностей решались различными авторами. Например, в диссертационном исследовании С.И. Федоровой разработана методика осуществления профессиональной направленности математической подготовки инженеров связи на примере обучения гармоническому анализу: описана методика лекционного курса по теме «Ряды Фурье и интеграл Фурье», разработана система профессионально направленных упражнений по этой теме. В.А. Далингер в работе [27] изучает вопросы профессионально направленного обучения математике студентов финансово-экономических специальностей на основе математического моделирования в экономике.

Проведенный анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы показал, что проблема профессиональной направленности разработана недостаточно. Так, не вполне выяснены оптимальные условия реализации профессиональной направленности обучения математике для важных направлений высшего технического образования при том условии, что профессиональная направленность реализуется непрерывно и систематически, на всем протяжении обучения курсу математики. Не разработаны соответствующие комплексные методики обучения, также основанные на сквозном применении принципа профессиональной направленности обучения математике для таких направлений (в частности, для транспортного направления), хотя естественно ожидать, что положительное влияние профессиональной направленности обучения на качество математической подготовки при таком подходе было бы выше. В настоящее время вопрос о разработке методики систематической и комплексной реализации профессиональной направленности обучения математике студентов, обучающихся на ряде специальностей, образующих крупные направления высшего технического образования (транспортное, энергетическое, машиностроительное и др.) не стал еще предметом широкого изучения педагогов-исследователей и методистов. Соответственно, для этих направлений недостаточно разработаны и исследованы комплексы математических задач по всему курсу математики, имеющие определенную профессиональную направленность и предназначенные для различных видов учебной деятельности.

Недостаточная разработанность проблемы изучения содержательных, методических и психолого-мотивационных особенностей реализации профессиональной направленности обучения математике студентов выбранного нами для исследования транспортного направления высшего технического образования обусловила актуальность тематики настоящего исследования. Указанное направление является крупным направлением высшего технического образования, поскольку состоит, согласно государственным образовательным стандартам, из трех направлений подготовки дипломированных специалистов, объединяющих 17 специальностей (образовательных программ) транспортного профиля (это позволяет нам говорить и о транспортных направлениях, и о транспортных специальностях). С другой стороны, наше исследование можно рассматривать как шаг в направлении построения методик реализации профессиональной направленности обучения математике студентов других важных направлений высшего технического образования.

- с одной стороны, существование объективной возможности реализации профессионально направленного обучения математике в технических вузах для повышения качества математической подготовки студентов, с другой — отсутствие необходимых для этого средств и методик их использования.

Гипотеза исследования: если в процессе обучения математике по специальной методике использовать комплекс профессионально направленных математических задач, то это будет способствовать повышению качества математической подготовки студентов транспортных направлений:

- повышению качества базовых знаний студентов по математике;

- развитию у них умений и навыков, в том числе, навыков математического моделирования, необходимых для изучения специальных дисциплин, а также для будущей профессиональной деятельности;

- формированию у студентов представлений о деятельности специалиста и дальнейшему повышению интереса к будущей профессии;

- формированию у студентов устойчивой мотивации изучения математики.

Теоретико-методологическую основу исследования составляют: работы, посвященные общефилософским вопросам математики (А.Д. Александров, А.Н. Колмогоров, М. Клайн, А. Пуанкаре, А. Я. Хинчин и др.); психологические концепции учебной деятельности (JI.C. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, А.А. Реан, Н.Ф. Талызина и др.); теории учебно-познавательной деятельности (Ю.К. Бабанский, В.И. Загвязинский, П.И. Пидкасистый и др.); теория качества обучения (И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин, Т.И. Шамова и др.); теории и методики обучения в вузе (С.И. Архангельский, А.А. Вербицкий, В.А. Далингер, B.C. Леднев, Г.Л. Луканкин, А.Г. Мордкович, Д.В. Чернилевский, и др.); теории учебных задач (Б.П. Беспалько, Ю.М. Колягин, И.Я. Лернер, Д.Б. Эльконин и др.).

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что

Практическая значимость исследования состоит в том, что

Положения, выносимые на защиту:

Всероссийской научно-практической конференции «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (2003 г., Красноярск), на международной научно-методической конференции «Развитие системы образования в России XXI века» (2003 г., Красноярск), на Всероссийской научно-методической конференции «Совершенствование систем управления качеством подготовки специалистов» (2004 г., Красноярск), на межрегиональной конференции «Математическое образование в регионах России» (2004, Барнаул).

В процессе исследования проводился педагогический эксперимент на автотранспортном факультете ЮТУ. Результаты исследования внедрены в учебный процесс этого факультета.

Основные этапы исследования. Исследование проводилось с 1997 по 2003 гг. и включало в себя следующие этапы:

1999 - 2001 гг. - научное обоснование проблемы и проведение поискового эксперимента, нахождение методических путей для реализации основных теоретических положений, разработка материалов для обучающего эксперимента;

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Выводы по главе 2:

1. На основе анализа различных подходов к отбору содержания учебного материала, уровня использования математического аппарата в учебных специальных дисциплинах и научных исследованиях студентов, а также анализа учебной математической литературы разработана система критериев отбора профессионально направленных задач.

2. На основе классификации методов обучения исследована типология профессионально направленных задач: введено понятие методического кода, описывающего уровень сложности, назначение и место в учебном процессе профессионально направленных задач, изучены особенности структуры множества формул, описывающих методический код задач.

3. В соответствии с разработанными критериями отбора разработан комплекс профессионально направленных задач, предназначенных для решения в единстве с традиционными задачами в процессе обучения курсу математики.

4. Разработана методика использования профессионально направленных задач в процессе всего курса обучения математики студентов транспортных специальностей, включающая общую схему применения профессионально направленных задач на практических занятиях наряду с традиционными задачами. Таким образом, разработан комплекс профессионально направленных математических задач и методика его использования.

5. Проведен педагогический эксперимент и выполнена математико-статистическая обработка результатов его обучающего этапа. Полученные результаты подтверждают справедливость гипотезы о том, что применение комплекса профессионально направленных задач способствует повышению качества математической подготовки студентов транспортных специальностей.

130

Заключение

В ходе проведенного теоретического и экспериментального исследования, в соответствии с его целью и задачами, получены следующие результаты и выводы:

3. Разработана методика эффективного применения комплекса профессионально направленных математических задач в процессе обучения курсу математики студентов транспортных специальностей, основанная на системном использовании этих задач на лекциях, практических занятиях и в самостоятельной работе студентов.

Таким образом, все поставленные задачи решены, гипотеза исследования нашла свое подтверждение.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Шершнева, Виктория Анатольевна, Красноярск

1. Айнштейн B.C. Мотивирующие факторы в подготовке инженеров // Высш. образование в России. 1993, №2 - С. 96-98.

2. Архангельский С.И. Лекции по теории обучения в высшей школе. М.: Высшая школа, 1984. - 384 с.

3. Архангельский С.И. Лекции по научной организации учебного процесса в высшей школе. М.: Высшая школа, 1986. - 200 с.

4. Архангельский С., Мизинцев В. Качественно-количественные критерии оценки научно-познавательного процесса // Новые методы и средства обучения. № 3 (7). М ., 1989.

5. Бабанский Ю.К. Избранные педагогические труды. М ., 1989.

6. Бабанский Ю. К. Общедидактические аспекты. М., 1982.

7. Батьканова Н.И. Профессионально-педагогическая направленность обучения элементарной геометрии студентов педагогических вузов: Дисс. . канд. пед. наук. Саранск, 1995. - 168 с.

8. Бермант А.Ф. Основные задачи улучшения математической подготовки инженеров // Проблемы преподавания высшей математики. М.: Высшая школа, 1961.-С. 104-134.

9. Блехман И.И. Прикладная математика: предмет, логика, особенности подходов. Киев : «Наукова думка», 1976. - 270 с.

10. Бокарева Г.А. Дидактические основы совершенствования профессиональной подготовки студентов в процессе обучения общенаучным дисциплинам: Автореферат дисс. докт. пед. наук. 1988. -38 с.

11. П.Бородина М.В. Профессионально-педагогическая направленность организации обучения функциональной линии в курсе математического анализа педагогического института: Автореф. дисс. . канд. пед. наук. -М., 1993.-16 с.

12. Блохина Р.А. Профессиональная направленность курса высшей математики как одно из условий интенсификации процесса обучения // Совершенствование содержания математического образования в школе и в вузе. Саранск, 1988. С. 63 - 67.

13. Буров А.Н. Проблемы оптимизации курса математики в техническом университете (для специальностей с непрофилирующей математикой): Дисс. канд. . пед. наук. Новосибирск, 1998. - 16 с.

14. Василевская Е.А. Профессиональная направленность обучения высшей математике студентов технических вузов: Дисс. . канд. пед. наук. М ., 2000.

15. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. М.: Высшая школа, 1991. - 204 с.

16. Виленкин Н.Я., Мордкович А.Г. Подготовку учителя математики на уровень современных требований (предложения, мнения, опыт, поиск) // Математика в школе, 1986, № 6.

17. Гальперин П.Я. Основные результаты исследований по проблеме «формирования умственных действий и понятий»: Дисс. . докт. пед. наук в форме научного доклада. М., 1965.

18. Гальперин П.Я., Талызина Н.Ф. Формирование знаний и умений на основе поэтапного усвоения умственных действий. М.: МГУ, 1968. -150 с.

19. Гальперин П.Я. Теоретические основы инноваций в педагогике. М.: Педагогика, 1991.-326 с.

20. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1998. - 479 с.

21. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. М.: Высшая школа, 1999. - 400 с.

22. Гнеденко Б.В. Математическое образование в вузах. М.: Высшая школа, 1981.-173 с.

23. Головенко А.Г. Обучение решению творческих задач в профессиональной подготовке инженера: Дисс. . канд. пед. наук. М., 1993.

24. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования (направления подготовки дипломированных специалистов 653200, 653300, 653400). М.: Министерство образования РФ, 2000.

25. Гусев В.А. Методические основы дифференцированного обучения математике в средней школе: Дисс. . доктора пед. наук. Саранск, 1995. -364 с.

26. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения. М.: Педагогика, 1986.

27. Далингер В.А. Математическое моделирование как системообразующий фактор интеграции курсов математики и спецдисциплин финансово-экономических специальностей // Математическое образование в вузах Сибири. Красноярск: КГТУ, 2002. - С . 15 - 19.

28. Данилов М.А. Урок в восьмилетней школе. М.: Просвещение, 1966.

29. Денисова М.И. Применение математики к решению прикладных задач // Математика в школе, 1981, № 2. С.28 29.

30. Дорофеев Г.В. О принципах отбора содержания школьного математического образования // Математика в школе, 1990, № 6. -С.2-5.

31. Загвязинский В.И. О современной трактовке дидактических принципов // Советская педагогика, № 10,1978.34.3агвязинский В.И. Теория обучения. Современная интерпретация. М., 2001.-188 с.

32. Зиновьев С.И. Учебный процесс в советской высшей школе. М.: Высшая школа, 1975. - 316 с.

33. Исаева Р.П. Система лабораторных работ как средство усиления матем. подготовки студентов'технических специальностей вуза: Дисс. . канд. пед. наук в форме научн. докл. Саранск, 1994. - 37 с.

34. Исаков Р.А. Усиление профессиональной направленности преподавания математики в вузах сельскохозяйственного профиля: Автореферат дисс. . канд. пед. наук. Ташкент, 1991.-17 с.

35. Каганов А.Б. Формирование профессиональной направленности студентов на младших курсах: Дисс. . канд. пед. наук. М., 1981.

36. Калукова О.М. Система профессионально-ориентированной подготовки студентов технических вузов (на материале изучения высшей математики): Дисс. канд. пед. наук. Саратов, 2003.

37. Колягин Ю.М. Задачи в обучении математике. Ч. 2. М.: Просвещение , 1977. -142 с.

38. Колягин Ю.М. Задачи в обучении математике. Ч. 1. М. Просвещение, 1977.-110 с.

39. Костенко И. Аудиторная самостоятельная работа студентов с учебным текстом //Высшее образование в России, 1995, № 1. С. 101 -105.

40. Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Юнити, 2003. - 543 с.

41. Крылов А.Н. Мои воспоминания. М.: Изд-во Академии наук, 1963. -380 с.

42. Кудрявцев А.Я. О принципе профессиональной направленности // Сов. педагогика, № 8,1981.

43. Кудрявцев, JI. Д. Современная математика и ее преподавание. М., Наука, 1980.-144 с.

44. Кудрявцев JI.Д. О современных тенденциях математического образования в высших учебных заведениях // Проблемы преподавания математики в вузах. Вып. 10. -М.: Высшая школа, 1983. С . 181-186.

45. Кудрявцев Т.В. Вопросы психологии и дидактики проблемного обучения // О проблемном обучении. Вып. 1. М.: Педагогика, 1961.

46. Кудрявцев Т.В. Психология технического мышления. М.: Педагогика, 1975.-303 с.

47. Кузьмина Н.В., Тихомиров С.А. Методические проблемы вузовской педагогики // Проблемы педагогики высшей школы. JL: 1972. -С. 6-43.

48. Ларина И.Б. Профессиональная направленность курса стохастики в педвузе: Дисс. канд. пед. наук. М., 1997.

49. Леднев B.C. Некоторые актуальные вопросы предметной структуры содержания общего среднего образования // Советская педагогика, 1973, №3.

50. Леднев B.C. Содержание образования: сущность, структура, перспективы. -М., 1991.

51. Леднев B.C., Совя А.Я., Кузнецов А.А. Структура и содержание общетехнических знаний при изучении основ производства. М.: 1977.

52. Лернер И.Я., Скаткин М.Н. О методах обучения // Советская педагогика, 1965, № 6 (приложение).

53. Лернер И .Я. Качества знаний учащихся. Какими они должны быть? -М., 1978.

54. Лернер И.Я. Процесс обучения и его закономерности. М.: Знание, 1980. -96 с.

55. Лернер, И. Я. Дидактические основы методов обучения. М .: Педагогика, 1981 - 184 с.

56. Лернер И.Я. Теория современного процесса обучения, ее значение для практики // Советская педагогика, 1989, №1.-С. 10-17.

57. Луканкин Г.Л. Научно-методические основы профессиональной подготовки учителя математики в пединституте: Дисс. . докт. пед. наук в форме научного доклада. Л., 1989. - 59 с.

58. Майер Р.А., Колмакова Н.Р. Статистические методы в психолого-педагогических и социологических исследованиях. Часть I. Красноярск, КГПУ, 1997. - 157 с.

59. Малыгина О.А. Формирование деятельности математического моделирования как компонент подготовки современного специалиста (на материалах электротехники и высшей математики): Автореф. дисс. . канд. пед. наук. М., 1991. - 19 с.

60. Мартынюк О.И. Профессиональная направленность обучения элементарной математике при подготовке учителей к работе в классах с малой наполняемостью: Дисс. . канд. пед. наук. — М., 1998.

61. Математическая энциклопедия: Гл. ред. И. М. Виноградов. Т. 3. М.: Советская энциклопедия, 1982. - С. 574 - 576.

62. Махмутов М.И. Принципы обучения в современной педагогической теории и практике. Челябинск: ЧПУ, 1985.

63. Меняев А.Ф. Учебная работа в техническом вузе. М.: МЭИ, 1992. -142 с.

64. Михайленко В.М., Антонюк Р.А. Сборник прикладных задач по высшей математике. Киев : Вища школа, 1990. - 167 с.

65. Михайлова И.Г. Задачи по теме «Дифференциальные уравнения» в математической подготовке инженеров разных специальностей // Проблемы современного математического образования в педагогических вузах и школах России. Киров : ВШУ, 1998. - С. 57 - 58.

66. Молостов В.А. Принципы вузовской дидактики. -Киев: Вища школа, 1982.

67. Монахов В.М. Некоторые вопросы профессиональной ориентации // Проблемы профориентации и профконсультации в школе. М.: Просвещение, 1969.

68. Монахов В.М. Профориентационные аспекты в обучении математике // Математика в школе, 1971, № 3. С . 17-21.

69. Мордкович А.Г. Профессионально-педагогическая направленность специальной подготовки учителя математики в педагогическом вузе: Дисс. . докт. пед. наук. М., 1984. - 34 с.

70. Мухин А.Е. Профессионально-педагогическая направленность курса математического анализа в педагогическом институте и ее реализация путем формирования системы упражнений: Дисс. . канд. пед. наук. М . 1986.

71. Наумова JI.M. Теоретические основы отбора варьируемого компонента содержания математического образования в профессиональных училищах: Дисс. . канд. пед. наук. Саранск, 1995.

72. Национальная доктрина образования в Российской Федерации // Ситаров В .А. Дидактика. М.: Академия, 2002. - С . 359 - 363.

73. Низамов Р.А. Дидактические основы оптимизации учебной деятельности студентов. Казань, 1975.

74. Никитина Г.В., Романенко В.Н. О понятии сложности учебного задания // Высшее образование в России, № 2,1993. С. 114-123.

75. Ноздрин И.Н., Степаненко И.М., Костюк JI.K. Прикладные задачи по высшей математике. Киев : Вища школа, 1976. - 176 с.

76. Оганесян В.А. Принципы отбора основного содержания обучения математике в средней школе. Ереван , 1984.

77. Орловский В.Г. Методы совершенствования самостоятельной работы учащихся: Автореферат дисс. канд. пед. наук. М., 1996. - 18 с.

78. Педагогика высшей школы: Под ред. Ю.К. Бабанского. Ростов-на-Дону, 1989.

79. Плотникова С.В. Профессиональная направленность обучения математическим дисциплинам студентов технических вузов: Дисс. . канд. пед. наук. М.: 2000.

80. Пономарева Т.Х. Методические особенности обучения математике в старших курсах технического направления: Дисс. . канд. пед. наук. -1992.-166 с.

81. Попков В.А., Коржуев А.В. Дидактика высшей школы. М.: Академия, 2001.-132 с.

82. Похолков Ю. Проблемы и основные направления совершенствования инженерного образования // Вестник высшей школы, 2003, № 10. -С. 3-8.

83. Пьяных А.Г. Прикладные задачи по курсу высшей математики. -Новосибирск: Сибирская государственная академия путей сообщения, 1995.-105 с.

84. Реан А.А., Бордовская Н.В., Розум С.И. Психология и педагогика. М.: Питер, 2002.-431 с.

85. Решетова З.А., Баляева С.А. Один из подходов к построению учебной дисциплины //Вестник высшей школы, 1985, № 1.

86. Романов П.П., Крепак В.Н., Мирошниченко В.П. Руководство к решению прикладных задач по высшей математике: Учеб. Пособие. М.: Изд. ВЗПИ, 1990.-280 с.

87. Сборник задач для втузов. Специальные курсы: Под ред. А.В. Ефимова. -М.: Наука, 1984.-607 с.

88. Сластенин В.А. Комплексная программа «Учитель советской школы» // Советская педагогика, 1986, № 12. С . 12.

89. Скаткин М.Н., Краевский В.В. Содержание общего среднего образования. М., 1981.

90. Смирнова Е.Э. Пути формирования модели специалиста с высшим образованием. Л.: ЛГУ, 1977. - 186 с.

91. Смирнов Н.В., Дудин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М ., 1969. -300 с.

92. Смирнов С.Д. Педагогика и психология высшего образования: от деятельности к личности. М., 1995.

93. Сухорукова Е.В. Прикладные задачи как средство формирования математического мышления учащихся: Дисс. канд. . пед. наук. М., 1997.

94. Талызина Н.Ф. Деятельность, подход к построению модели специалиста // Вестник высшей школы, 1986, № 3. С . 10-14.

95. Талызина, Н. Ф. Теоретические основы разработки модели специалиста. М.: Знание, 1986. - 232 с.

96. Федорова С.И. Профессионально-прикладная направленность обучения математическому анализу студентов технических вузов связи (на примере темы «Ряды Фурье. Интеграл Фурье»): Дисс. . канд. пед. наук. М., 1994.

97. Фильчаков П.Ф. Справочник по высшей математике. Киев: Наукова думка, 1974.-744 с.

98. Фирсов В.В. О прикладной ориентации курса математики // Углубленное изучение алгебры и анализа. М.: Просвещение, 1977. - С . 216 - 239.

99. Челышкова М.Б. Теория и практика конструирования педагогических тестов. М.: Логос, 2002. - 431 с.

100. Чернилевский Д.В. Дидактические технологии в высшей школе. М.: Юнити, 2002.-437 с.

101. Чернова Ю.К. Мотивационное обеспечение качества фундаментальной подготовки студентов: Дисс. канд. пед. наук. JI.f 1988.

102. Чирков Г. Познавательная активность студента // Высшее образование в России, 1995, № 1. С. 117 -119.

103. Чхаидзе Н.В. Использование межпредметных связей курса математики во втузе для построения оптимальной системы задач и упражнений: Дисс. канд. пед. наук. Тбилиси, 1985. - 160 с.

104. Шершнева В.А. Некоторые вопросы непрерывного математического образования в технических университетах // Вестник КГТУ. Вып. 16.-Красноярск, 2000. С. 145 - 147 .

105. Шершнева В.А. О специфике математического образования инженеров транспорта // Транспортные средства Сибири: Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 7. Красноярск: КГТУ, 2001. - С. 36 - 39 (в соавторстве с М.В. Носковым).

106. Шершнева В.А. О проблеме повышения эффективности обучения математике инженеров транспорта II Достижения науки и техники развития сибирских регионов: Материалы всероссийской научно-практической конференции. Красноярск, 2003. - С. 99.

107. Шершнева В. А. Профессиональная направленность обучения математике в технических вузах как средство повышения качества математической подготовки // Развитие системы образования в России

108. XXI века: Материалы международной научно-методической конференции. Красноярск, 2003. - С. 297 - 300.

109. Шершнева В.А. Сборник профессионально направленных задач по математике: Учебное пособие. Красноярск: КГТУ, 2003. - 44 с.

110. Шершнева В.А. Применение профессионально направленных задач по математике на аудиторных занятиях: Учебно-методическое пособие. -Красноярск: КГТУ, 2004. 40 с.

111. Шершнева В.А. О комплексе профессионально направленных математических задач для студентов транспортных специальностей // Математическое образование в регионах России: Тезисы межрегиональной конференции. Барнаул: БГПУ, 2004. - С. 63 - 64.

112. Шкерина JI.В. Теоретические основы технологий учебно-познавательной деятельности будущего учителя математики в процессе математической подготовки в педвузе. Красноярск, 1999. - 355 с.

113. Щепкина Е. Опыт историко-социологического анализа мотивации студентов / Е. Щепкина // Высшее образование в России, 1997, № 2.

114. Щербаков А.И. Некоторые вопросы совершенствования педагогики учителя И Советская педагогика. 1971, № 9. - С. 32 - 39.

115. Щукина Г.И. Активизация познавательной деятельности учащихся в учебном процессе. М.: Просвещение, 1989. - 160 с.