Проектирование учебного процесса по алгебре на базе технологического учебника и электронной энциклопедии

Цеханский-Сергеев, Григорий Леонидович

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: Проектирование учебного процесса по алгебре на базе технологического учебника и электронной энциклопедии

Автореферат

Автор научной работы: Цеханский-Сергеев, Григорий Леонидович
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2004
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Проектирование учебного процесса по алгебре на базе технологического учебника и электронной энциклопедии"

На правах рукописи

ЦЕХАНСКИЙ - СЕРГЕЕВ Григорий Леонидович

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО АЛГЕБРЕ НА БАЗЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УЧЕБНИКА И ЭЛЕКТРОННОЙ ЭНЦИКЛОПЕДИИ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (математика)

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук.

Москва 2003

Работа выполнена на кафедре методики преподавания и педагогических технологий факультета информатики и математики МГОПУ им. М.А.Шолохова.

Научный руководитель - действительный член Академии естественных наук РК,

Ведущая организация - Волгоградский государственный педагогический университет Защита состоится 23 декабря 2003 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д212.136.02 в Московском государственном открытом педагогическом университете им. М.А. Шолохова по адресу: 109004, г. Москва, ул. Верхняя Радищевская, д. 16-18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГОПУ им. М.А. Шолохова

Автореферат разослан 21 ноября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

действительный член Академии профессионального образования, член-корр. РАО, доктор педагогических наук, профессор В.М. Монахов.

Официальные оппоненты:

- член-корр. Академии профессионального образования, доктор педагогических наук, профессор В.Ф. Любичева

- Кандидат педагогических наук, доцент C.B. Васекин

профессор

А.Х. Ин.

S6 osa

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования в концепции модернизации образования до 2010 года, принятой Правительством РФ, говорится, что «модернизация страны опирается на модернизацию образования, на его содержательное и структурное обновление. Естественно, что необходимо сделать все возможное для ресурсной обеспеченности образовательной сферы. Однако ресурсы должны направляться не на консервацию функционирования системы, а на ее эффективное обновление. Консервировать даже то, что когда-то было лучшим в мире, — значит заведомо гарантировать отставание. Российская система образования должна перейти из режима выживания в устойчивый режим развития». В качестве приоритетных задач в концепции названы: качество образования; общедоступность образования; эффективность образования.

Представления о математике как о части человеческой культуры, необходимой для полноценного интеллектуального развития детей, для успешной реализации человеком своих возможностей в профессиональной деятельности, ориентируют методическую науку на поиск путей модернизации математического образования школьников. Проблеме совершенствования математического образования школьников уделялось и уделяется большое внимание со стороны ученых (А.Д. Александров, Н.М. Бескин, В.А. Гусев, В.А. Далингер, Г.В. Дорофеев, А.Ж. Жафярова, Н.Б. Истомина, А.Н. Колмогоров, Ю.М. Колягин, Г.Л. Луканкин, В.Ф. Любичева, В.М. Монахов, А.И. Нижников, Д.Пойа, З.А. Скопец, И.М. Смирнова, С.М Никольский, Д.К. Фадеев, P.C. Черкасов, М.И. Шабунин, И.Ф. Шарыгин и др.).

Основное направление исследований возможностей модернизации связано с поиском качественно новых и эффективных путей целенаправленного конструирования целостного учебно-воспитательного процесса по алгебре с целью формирования нового качества образования, его общедоступности и эффективности, нового информационного инструментария в функционировании методической системы обучения алгебре.

Для решения нового класса задач, встающих перед педагогической практикой, с нашей точки зрения необходим практико-ориентированный инструментарий педагогических технологий, дающий в руки учителю средства и методы рефлексии, анализа и самоанализа, оценки и самооценки педагогических явлений и событий, поиска и выбора методических, моделей и вариантов собственной методической деятельности, своего рода собственную методическую систему учителя.

»»ОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С Петербург Ш&РК

Модернизация методической системы обучения не может вестись экстенсивным путем, когда к существующему содержанию образования просто прибавляются новые элементы. Требования модернизации образования и индивидуализации учебного процесса объективно обусловливают необходимость реальной разгрузки обязательного (инвариантного) общеобразовательного ядра;

изменение методического инструментария и педагогических технологий, повышения веса тех из них, которые формируют практические навыки анализа информации, самообучения, стимулируют научно-исследовательскую и проектировочную деятельность школьника.

Таким образом, актуальность темы «Проектирование учебного процесса по алгебре на базе технологического учебника и электронной энциклопедии» определяется необходимостью модернизации методической системы обучения алгебре и возможностями новых инструментальных средств, предоставляемыми информационными технологиями.

Проведенный нами анализ позволяет сделать вывод о том, что только соблюдение всех процедур, описанных выше, обеспечивает научно-обоснованное проектирование инновационного процесса модернизации образовательной системы. Реализация методологических процедур в практике выступает в качестве условий, обеспечивающих процесс модернизации МСО, переход от состояния функционирования в качественно иное — саморазвития.

Цель исследования состоит в создании научно - обоснованной теоретической модели проектирования учебного процесса по курсу «Алгебра -8» на базе технологического учебника и электронной энциклопедии.

Объектом исследования является учебно - методическое обеспечение учебного процесса по школьной математике в условиях модернизации российского образования.

Предметом исследования является проектировочная деятельность по модернизации учебного процесса (на примере курса «Алгебра - 8») на базе педагогических и информационных технологий, позволяющих продуктивно использовать дидактические возможности электронной энциклопедии.

Гипотеза исследования:

В современных условиях модернизации образовательного процесса повышение эффективности и качества обучения может быть достигнуто, если:

проектирование учебного процесса будет опираться на параметрическую модель учебного процесса;

в методическую систему обучения алгебре будут включены новые инструментальные средства в виде технологического учебника с четкой системой микроцелей в соответствии с ГОСом и электронной энциклопедии;

будет разработана теоретическая модель проектирования учебного процесса, методически обогащенная новыми инструментальными средствами.

Достижение цели исследования и проверка сформулированной гипотезы требует решения следующих задач:

Первая - уточнить и конкретизировать содержание понятий «педагогические технологии», «педагогическое проектирование», «электронная энциклопедия», «технологический учебник» и определить их методические возможности и перспективность;

Вторая - с учетом результатов теоретического анализа и систематизации эмпирического опыта разработать теоретическую модель проектирования учебного процесса на базе технологического учебника и электронной энциклопедии;

Третья - разработать специальную систему технологических процедур по проектированию учебного процесса как новую технологию, ориентированную на продуктивное использование методических возможностей электронной энциклопедии;

Четвертая - экспериментально проверить новую технологию проектирования учебного процесса по «Алгебре - 8» и сравнить параметры проекта учебного процесса с параметрами реального учебного процесса.

Пятая - провести модернизацию традиционной методической системы обучения алгебре путем её обогащения новыми инструментальными средствами.

Методологические основы исследования составили:

- современные теории построения системы школьного образования, подготовки современного учителя (В.П. Беспалько, Б.С. Гершунский, В.В. Давыдов, В.И. Данильчук, В.В. Краевский, Н.В. Кузьмина, А.А Кузнецов, В.Ф. Любичева, В.М. Монахов, А.И. Нижников, Т.К. Смыковская, Ю.Т, Татур, А.П. Тряпицина, B.C. Ямпольский и др.);

- методические подходы к разработке проблем стандартизации (B.C. Леднев, В.Г. Разумовский, М.В. Рыжаков, В.М. Соколов, В.С, Ямпольский и др.), технологизации образования (М.Ж. Арстанов, В.П. Беспалько, М.В. Кларин, В.М. Монахов, Ф.Ш. Терегулов, В.Э. Штейнберг и др.),

педагогического проектирования (О.С. Анисимов, JI.C. Заир - Бек, В.М. Монахов, Е.А. Крюкова, В.Е. Радионов, В.В. Сериков Т.К. Смыковская и др.);

- математические исследования НИВЦ МГУ под руководством академика В.В. Воеводина, результатом которых явилось создание концепции электронной энциклопедии по линейной алгебре и компьютерная программа, получившая название «ЛИНЕАЛ»;

- исследования, выявляющие общие закономерности педагогического процесса в школе и эффективность технологий обучения (C.B. Васекин, A.A. Вербицкий, В.А. Далингер, В.Я. Ляудис, В.И. Данильчук, Л.М. Нуриева, Н.К. Сергеев, Е.В. Бондаревская, В.В. Сериков и др.);

- концепция личностно-ориентированного образования и личности, как высшей ценности (H.A. Алексеев, Е.В. Бондаревская, В.В. Зайцев, Е.А. Крюкова, В.В. Сериков, E.H. Шиянов и др.);

- концепция информатизации образования, созданная в МГОПУ им. М.А. Шолохова под руководством Я.А. Ваграменко, а так же труды Академии информатизации образования (Б.И. Зобов, Н.Х. Розов, С.П. Плеханов, С.О. Крамаров, В.А. Бубнов, В.И. Яшкичев, Г.Л. Луканкин, А.Г. Луканкин, В.И. Кузнецов);

- Дня теоретического обоснования отдельных положений в работе взяты результаты исследований, использующих технологию В.М. Монахова при проектировании учебного процесса и оптимизации его логической структуры (C.B. Васекин, Д.А. Власов, Г.К. Безрукова, Т.М. Сафронова, Т.Н. Шабанов, А.И. Нижников, Е.Б. Майнагашева, Г.А. Монахова, Л.М. Нуриева, Н.В. Сидорова, A.B. Коледа, Т.Б. Руденко, O.E. Ломакина, С.А. Муханов, Л. Ф Савинова, И.В. Столярова);

Научная новизна исследования и его теоретическое значение:

- выявлены новые теоретические аспекты модернизации методической системы обучения алгебре: продуктивное использование электронной энциклопедии; необходимость создания тезауруса, как исходной предпосылки проектирования электронной энциклопедии; дидактически и технологически целесообразное использование оперативной взаимосвязи в учебном процессе электронной энциклопедии (концепция академика В.В. Воеводина) и технологического учебника; выявление новых объективных критериев для обоснования логической структуры учебного процесса;

- построена технология проектирования учебного процесса по курсу «Алгебра - 8» на базе электронной энциклопедии и педагогических технологий В.М. Монахова;

- с учетом результатов модернизации методической системы обучения,

разработаны методические предпосылки и новые технологические процедуры проектирования электронного учебника по алгебре.

Практическая значимость исследования состоит в том, что предложенный методический подход к использованию электронной энциклопедии при проектировании учебного процесса по алгебре и при его реализации на практике может найти более широкое применение как в других курсах школьной математики, так и в методиках преподавания других учебных предметов. Исследованный подход открывает методические перспективы в профессиональной подготовке учителя в плане модернизации курсов методики преподавания математики в педвузах включением разделов, раскрывающих методические возможности электронной энциклопедии как современного инновационного компонента профессиональной компетентности учителя математики.

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов подтверждается анализом современных психолого-педагогических, дидактико-методических, методологических и математических исследований (труды академика РАН В.В. Воеводина по созданию электронной энциклопедии «Линеал»), технологической возможностью проектирования целостного учебного процесса по алгебре, высокой частотой положительных статически значимых результатов диагностики на уровне образовательного стандарта и достаточным уровнем корреляции аналогичных результатов, полученных группой учителей, работающих по этому проекту.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Теоретическая модель проектирования учебного процесса по алгебре на базе технологического учебника и электронной энциклопедии.

2. Технология проектирования целостного учебного процесса по алгебре, ориентированная на продуктивное использование методических возможностей электронной энциклопедии и дополненная новыми процедурами создания тезауруса и использования новых инструментальных средств при функционировании и обогащении методической системы обучения.

3. Технологический учебник «Алгебра-8» в виде системы технологических карт по всем учебным темам, математическая корректность логических структур которых экспертно подтверждена электронной энциклопедией В.В. Воеводина.

4. Теоретическая и практическая составляющие подготовки и переподготовки учителей математики по проектированию учебного процесса по алгебре с опорой на электронную энциклопедию, педагогические технологии и оптимизацию понятийного аппарата курса.

Апробация результатов диссертационного исследования осуществлялась в процессе педагогического эксперимента в школе №37 г. Волжский Волгоградской области (директор Н.С. Мозговая), в Тольяттинском колледже бизнеса и управления (директор О.В. Елина), в школе бизнеса и менеджмента г. Набережные Челны (директор Н.М. Ермолаева),

Результаты докладывались на конференциях в МЭСИ (г. Москва), в Ярославском государственном педагогическом университете, на Международной конференции в Тольяттинском государственном университете, на Международном симпозиуме Академии информатизации образования. По материалам диссертации имеется 8 публикаций.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии. Основное содержание изложено на 132 страницах машинного текста. Библиография включает 146 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В первой главе «Теоретические аспекты проблемы проектирования учебного процесса по математике» рассмотрены основные направления модернизации образования РФ. Особое внимание обращено на модернизацию учебного процесса как основного компонента методической системы обучения по курсу «Алгебра - 8».

Модернизация, прежде всего, касается проектировочной деятельности по созданию проекта учебного процесса, который должен учитывать и методически вбирать в себя все самое современное, продуктивное, рациональное. Особо подчеркивается, что учебный процесс наравне с компонентом «целеполагание» являются системообразующими компонентами методической системы обучения алгебре. Естественно, что модернизация предполагает выбор технологии проектирования учебного процесса. Именно поэтому для данного исследования сделан выбор технологии проектирования учебного процесса и технологии проектирования методической системы обучения алгебре В.М. Монахов, ибо они допускают смещение центра тяжести при модернизации технологических процедур в этих технологиях в направление модернизации целеобразования.

В диссертационном исследовании неслучайно аспект модернизации формирования содержания курса алгебры рассматривается в контексте проблемы разгрузки. Это объясняется, во-первых, жесткой логикой системы микроцелей (по технологии В.М. Монахова); во-вторых, использовании результатов экспертной оценкой логики учебного процесса в соответствии с особенностями формирования маршрута понятий в электронной энциклопедии В.В. Воеводина «ЛИНЕАЛ».

Обобщая результаты теоретического исследования по модернизации образования, нами поставлена новая проблема конструирования школьного учебника и найдено ее решение: в современных условиях школьный учебник можно и методически необходимо представлять как синтез трех составляющих:

1. проект учебного процесса по курсу «Алгебра» ( по технологии В.М. Монахова)

2. технологический учебник «Алгебра» (атлас технологических карт)

3. электронная энциклопедия «Алгебра» (идея В.В. Воеводина).

В §1.2 «Методические особенности проектирования учебного процесса по алгебре в соответствии с ГОСом», детально раскрыто понятие

«параметрическая модель учебного процесса», которая рассматривается как конечный результат следующей последовательности этапов моделирующей деятельности:

1) факторизация учебного процесса;

2) выявление объективных факторов, их упорядочение, систематизация и ранжирование,

3) определение параметров учебного процесса;

4) определение взаимосвязей между параметрами;

5) исследование сущности количественных и качественных значении параметров;

6) установление граничных, краевых значений параметров;

1)"сборка" и документальное представление параметрической модели

учебного процесса в виде технологической карты.

В §1.3 «Поисково-информационный потенциал электронной энциклопедии «ЛИНЕАЛ», созданный по концепции академика В.В. Воеводина» раскрывается идейная и функциональная стороны системы «ЛИНЕАЛ» и проводится ее методический анализ. Особое внимание уделено созданию методического комментария «Как работать с электронной энциклопедией», что позволило в дальнейшем исследовании рассмотреть ряд дидактических возможностей ее использования в школьной практике.

Мы пришли к выводу, что методическая перспективность и продуктивные возможности открытия В.В. Воеводина существенно могут помочь любому преподавателю в проектировании учебного процесса, в реализации проекта и в дальнейшей модернизации технологического подхода к организации занятий по алгебре. Нами установлены большие дидактические перспективы в использовании концепции В.В. Воеводина для модернизации методической системы обучения школьному предмету. Данный компьютерный продукт может использоваться учителем для подготовки как всего курса математики, так и отдельных его разделов. За счет предоставляемой в распоряжение пользователя логической связи между утверждениями и теоремами, «ЛИНЕАЛ» позволяет строить курс нужной глубины, т.е. глубины, определяемой той учебной темой, до которой доведен курс, и сложности, т.е. уровнем, задаваемым использованными доказательствами, сложностью примеров и задач. Естественно, что в созданном таким образом курсе, каждое новое утверждение или теорема автоматически базируется на уже ранее освоенных, поэтому потери логической связи никогда не происходит.

Проведенный нами анализ возможных методических приложений концепции электронной энциклопедии В.В. Воеводина позволил выделить следующие основные принципы проектирования любой электронной энциклопедии, представляющие безусловный интерес для создателей школьных предметов:

- ограничение в любой предметной области только понятиями]

- первоначальное выделение исходных основных понятий предметной области (их должно быть немного);

- из исходных понятий графы (стрелки) только выходят;

- недопущение в структуре электронной энциклопедии циклов;

- понятия, которые образуются совокупностью графов, исходящих из исходных, образуют понятия первого порядка;

- понятия, которые образуются из графов исходных понятий и графов из понятий первого порядка, образуют группу понятий второго порядка и т.д.;

- понятия, которые образуются из графов первого и второго порядка (и исходных понятий) образуют группу третьего порядка и т.д.;

- последовательность графов, формирующих то или иное понятие, образуют маршрут данного понятия;

- количественная оценка любого маршрута вычисляется как сумма длин составляющих его графов (методическая идея В.М. Монахова о проецировании любого маршрута на последовательность уроков, позволяющая ввести систему отсчета: длина графа - это число уроков, отделяющих понятие, из которого выходит граф, от понятия, которое этот граф формирует);

- возможность существования не единственного маршрута приобретает новый методический смысл как реальный подход к оптимизации понятийной структуры учебного процесса, а, следовательно, и учебника.

Вторая глава «Проектирование учебного процесса по курсу «Алгебра-8» на базе технологического учебника и электронной энциклопедии» начинается с проектирования микроцелей курса «Алгебра-8». В диссертации представлена методическая разработка совокупности микроцелей по всем 9 учебным темам курса «Алгебра-8», апробированная и на уровне методической экспертизы, и на уровне внедрения в учебный процесс учителями школы №37

г. Волжского Волгоградской области. В качестве примера приведены первые четыре микроцели по первой учебной теме (из их общего числа 36).

В1: Уметь находить допустимые значения переменной, числовое значение рационального выражения.

В2: Уметь применять при преобразовании выражений правило деления многочлена на одночлен; многочлена на многочлен.. ВЗ: Уметь применять основное свойство дроби. В4: Уметь складывать и вычитать рациональные дроби.

В диссертации в соответствии с технологическими процедурами сформирован механизм, устанавливающий факт достижения учеником данной темы или факт недостижения, т.е. речь идет о разработке диагностирующих заданий по каждой микроцели от В1 ,В2.....и до В35,В36.

Таким образом, получается содержание двух главных параметров модели учебного процесса: целеобразование ^ ^ диагностика, т.е.

взаимосвязанную цепочку двух параметров учебного процесса:

В1 «— —► Д1

В2 -4— —► ДО

ВЗ —► ДЗ

В диссертации приведено конкретное содержание всех диагностик Д1, Д2.ДЗ.....Д36

Так, например диагностика для микроцели ВЗ представлена в виде ОЗ: ДЗ: 30а2<?

1) Сократить дробь-——

48а с

2) Сократить дробь и найти значение выражения при _ _ I

2' 4

6а2 -3аЪ

%аЬ - 4Ь2 а + 3

3) Приведите дробь- к знаменателю 2(а -9)

6 2а

2х-6у

4) Зная, что х + Зу = 8 найдите значение дроби —---

0,25х -2,25у^

Спроектированная по технологическим процедурам система микроцелей и соответствующих диагностик, становится исходной базой для конструирования технологических карт по учебным темам курса «Алгебра-8».

В § 2.2. «Оптимизация логической структуры микроцелей учебного процесса и ее экспертная оценка с помощью электронной энциклопедии»

рассматриваются технологические процедуры оптимизации логической структуры учебного процесса, представленной на языке микроцелей в виде их последовательности. Оптимизация может проводиться или в границах учебной темы, или в границах учебного года, или в границах всей предметной области «Алгебра», как это сделано в электронной энциклопедии.

В качестве примера рассмотрим учебную тему «Квадратные корни». Существенно отметить, что оптимизация логической структуры проходит не на уровне микроцелей данной темы, а на уровне алгебраических понятий, формируемых в границах данной темы.

В компоненте технологической карты «Логическая структура» над каждым уроком выписываются те алгебраические понятия А1, А2, ... А10, которые формируются именно на этом уроке. Стрелки - графы указывают траекторию формирования понятий в подготовленном данном проекте (рис. 1).

развития 1 развития 2 развития 3

Рис. I

Используются стандартные таблицы понятий, связей, элементов, введенных в технологию проектирования в 90-е годы C.B. Васекиным. Идею В.В. Воеводина, подробно рассмотренную в главе I, серьёзно дополняет выдвинутая в 70-е годы прошлого столетия идея и технология В.М. Монахова о представлении структуры понятийного аппарата учебного процесса по алгебре в виде системы графов, представленных в масштабе уроков (рис.2). Например длина графа A3-A2=3-l=2, а длина графа А10А6=11-6=5. Длина графа А6 - А3=6-3=3. При оптимизации структуры понятийного аппарата из него убираются длинные графы, система переструктурируется, что дает улучшение структуры на 15%.

Используя электронную энциклопедию В.В. Воеводина, находим аналогичный фрагмент, где представлены задействованные в технологической карте алгебраические понятия связанные соответствующими графами (рис. 2).

Г" Chapters ^^jFílevélout' F leyelsi П Selectlve motín Г Shwteri

- - -

Рис.2

Анализируя эти две схемы, во первых, сравниваем варианты улучшения логической структуры проекта технологической карты и возможные логические маршруты формирования понятий в электронной энциклопедии; во-вторых, улучшенный вариант логической структуры технологической карты экспертно оцениваем с наилучшим с методической точки зрения логическим маршрутом электронной энциклопедии.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.

1. В диссертационном исследовании была выдвинута методическая идея, технологизацни проектирования учебного процесса и

технологического учебника «Алгебра - 8» на базе электронной энциклопедии. Суть ее заключается в следующем:

ограничение элементов состава электронной энциклопедии, предназначенной для проектирования учебного процесса по школьным предметам, только понятиями;

- в необходимости создания тезауруса «АЛГЕБРА» перед созданием электронной энциклопедии;

- в возможности использования хорошо обозримой и математически корректной логической структуры электронной энциклопедии как объективного критерия оценки логики проекта учебного процесса и технологического учебника, получаемых по педагогической технологии В.М. Монахова и фиксируемых технологическими картами;

- в упрощении процедур оптимизации понятийного аппарата, уже задействованного в созданном таким образом проекте учебного процесса.

2. Дидактическая наглядность логической структуры взаимосвязи основных понятий электронной энциклопедии, постоянное использование в учебном процессе логической структуры формирования основных понятий, утверждений, теорем предметной области в электронной энциклопедии «Алгебра» на экране монитора приводит к различным методическим решениям. В частности, реальность и доступность передвижения курсора по маршруту формирования того или иного понятия принципиально меняет процесс восприятия, применения и понимания алгебраических понятий. Это серьезный аспект методического обогащения методической системы обучения алгебре.

3. Выявленные методические возможности исследования особенностей логических маршрутов формирования алгебраических понятий по графам: сравнение маршрутов, выбор оптимального в зависимости от целевой функции: или минимальное число промежуточных понятий, или минимизация числа уроков между понятиями, или отбор более простых и доступных понятий из имеющихся, серьезно меняют процедуры технологии проектирования учебного процесса по алгебре на базе электронной энциклопедии.

4. Получены объективные критерии оценки логической структуры учебного процесса по алгебре при испочъзовании электронной энциклопедии, как математического эксперта.

5. Электронная энциклопедия инициировала новую методическую идею о двух этапах оптимизации и учебного процесса, и самого школьного учебника:

a) Оптимизация маршрута формирования понятия (частная оптимизация)

b) Оптимизация понятийного аппарата учебного процесса (общая оптимизация), что важно при конструировании школьного учебника и проектировании будущего учебного процесса по алгебре (общая оптимизация как минимизация суммы графов и недопущение длинных графов).

первое - при проектировании методической системы обучения алгебре, особо это касается проектирования компонента «Цели» и компонента «Учебный процесс». В микроцели необходимо и желательно включить знания и умения, связанные с логикой формирования наиболее значимых и трудных для усвоения алгебраических понятий, что сделает восприятие учебного материала по алгебре более осознанным, понимаемым и устойчивым.

второе - при функционировании методической системы обучения алгебре, когда появляются новые методические приемы в арсенале учителя, новая система упражнений по алгебре связанная с логической взаимосвязью между алгебраическими понятиями, систематическое обращение к электронной энциклопедии на уроках при решении алгебраических задач как новый ракурс использования информационных технологий.

7. Результаты анализа основных процедур проектирования учебного процесса по технологии В.М. Монахова с учетом дидактических возможностей электронной энциклопедии позволили изменить, дополнить, упростить технологические процедуры, проектирующие такие параметры модели учебного процесса, как

- Целеобразование (появление микроцелей логического характера);

- Диагностика (появление заданий с обращением к компьютеру для поиска курсорного решения алгебраической задачи);

- Коррекция (увеличение трудностей и типичных ошибок, связанных с использованием электронной энциклопедии);

- Дозирование (в силу упрощений, гарантирующих успешную диагностику, появляются задачи, использующиеэлектронную энциклопедию);

- Логическая структура (существенное упрощение технологического поиска структурной модели проектируемого учебного процесса по той или иной теме).

Основное содержание диссертации опубликовано в:

1 .Цеханский - Сергеев Г.Л., Грачев О.Б., Монахов В.М. «Проектирование системы упражнений, обеспечивающей формирование основных понятий на уровне ГОСа», «Труды школы-семинара по профессиональному фундированию в процессе подготовки учителя» (К 100-летию академика А.Н. Колмогорова), Ярославль, 2003 г., 9 с.

2.Монахов В.М., Смыковская Т. К., Цеханский - Сергеев Г.Л. и др. «Паспорт образовательного процесса по Алгебре (7-9 класс)». Учебно-методическое пособие. Бланк, Волгоград 2002 г. 71 с.

3.Монахов В.М., Цеханский - Сергеев Г.Л., Грачев О.Б. «Электронная энциклопедия как новый методический инструментарий в проектировании учебного процесса. (На примере курсов «Алгебра - 8» и «Информатика - 10 -11»). Дидактический практикум для студентов факультетов информатики и математики, «Альфа», 2003 г., 52 с.

4.Власов Д.А., Бахусова Е.В., Цеханский - Сергеев Г.Л. и др. «Алгебра и теория чисел», учебная программа для специальности 35.15.00, «Алгебра и геометрия» учебная программа для специальности 35.14.00 44 с.

5.Власов Д.А., Бахусова Е.В., Цеханский - Сергеев Г.Л. «Альтернативные подходы к построению и исследованию теоретико-игровых моделей на базе аппарата современной алгебры». Труды международной конференции «Проблемы математического образования и культуры», г. Тольятти 2003. 6 с.

6.Власов Д.А., Бахусова Е.В., Цеханский - Сергеев Г.Л. «Методическая система обучения алгебре в системе высшего профессионального образования» Труды международной конференции «Проблемы математического образования и культуры», г. Тольятти, 2003 г., 7 с.

7.Монахов В.М., Цеханский - Сергеев Г.Л., Коледа A.B. «Проблема адекватности принципов педагогической технологии принципам проектирования электронных учебников», Сборник материалов

международной конференции «Образовательные технологии для новой экономики», МЭСИ, Москва, 2002 г. 7 с.

8.Цеханский - Сергеев Г.Л., Монахов В.М. «К вопросу конструирования школьного учебника «Информатика»», Труды Всероссийского научно-методического симпозиума, Москва, 2003 г. 4 с.

Формат 60x90/16. объем 1,0 п л Печать офсетная. Бумага офсетная Тираж-(00 экз. Заказ № 145

РНБ Русский фонд

2006-4 26052

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Цеханский-Сергеев, Григорий Леонидович, 2004 год

Введение

Глава. I Теоретические аспекты проблемы проектирования учебного процесса по математике.

§1.1 Вопросы модернизации учебного процесса как основного компонента методической системы обучения

§ 1.2 Методические особенности проектирования учебного процесса по алгебре в соответствии с ГОСом.

I.? Поиоглго - пьформгииоиный потеппиал электронной энциклопедии «ЛИНЕАЛ», созданный по кнцепции академика В.В. Воеводина.

§ 1.4 Дидактический анализ прикладных возможностей электронной энциклопедии «ЛИНЕАЛ» с точки зрения модернизации системы обучения алгебре.

Глава. II Проектирование учебного процесса по курсу «Алгебра — 8» на базе технологического учебника и электронной энциклопедии.

§2.1 Проектирование микроцелей курса "Алгебра 8"

§ 2.2 Оптимизация логической структуры микроцелей учебного процесса и ее экспертная оценка с помощью электронной энциклопедии.

§ 2.3 Конструирование технологических карт по основным учебным темам курса "Алгебра-8" как проект учебного процесса (технологический учебник)

§ 2.4 Реализация проекта учебного процесса по курсу "Алгебра-8" и сравнительный анализ его основных параметров.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Проектирование учебного процесса по алгебре на базе технологического учебника и электронной энциклопедии"

Математика как учебный предмет в школе в значительной мере способствует умственному развитию учащихся. Однако на пороге нового тысячелетия при реализации идей демократизации, гуманизации, гуманитаризации образования наблюдается тенденция в сокращении количества часов на изучение предметов естественно-математического цикла. Разработка новых стандартов, появление альтернативных программ и учебников, переход на нетрадиционное и разноуровневое обучение требуют, чтобы каждый молодой человек не только успешно овладел математикой, но и в полной мере смог развить свои потенциальные возможности. Для того, чтобы природные задатки учащихся нашли свое адекватное проявление при изучении математики, а учитель смог заранее предусмотреть, в каких учебных ситуациях и условиях их психофизиологические особенности окажутся благоприятными в усвоении учебного материала, а в чем могут препятствовать, педагог должен не только в совершенстве знать свой предмет, но и быть специалистом в проектировании учебного процесса, знать и уметь применять в своей профессиональной деятельности педагогические и информационные технологии.

В настоящее время возрастает число учащихся, которые не реализуют свои потенциальные возможности в приобретении полных и глубоких знаний при изучении математики. Это подтверждают результаты международных исследований на постсоветской территории: «Если по данным второго международного исследования знаний учащихся по математике и естественным наукам, проведенного в 1990-1991 гг., наши школьники по качеству знаний занимали 4-5-е места, то по результатам третьего международного исследования мы оказались уже на 16-м месте, потеряв преимущество, которым законно гордились в прежние годы» (Дик Ю.И., Рыжаков М.В., ж «Педагогика» №8 1999г.).

В концепции модернизации образования, принятой Правительством РФ, указано, что«модернизация страны опирается на модернизацию образования, на его содержательное и структурное обновление. Естественно, что необходимо сделать все возможное для ресурсной обеспеченности образовательной сферы. Однако ресурсы должны направляться не на консервацию функционирования системы, а на ее эффективное обновление. Консервировать даже то, что когда-то было лучшим в мире, — значит заведомо гарантировать отставание. Российская система образования должна перейти из режима выживания в устойчивого режим развития». В качестве приоритетных задач названы: качество образования; общедоступность образования; эффективность образования.

Утверждение представлений о математике как о части человеческой культуры, необходимой для полноценного интеллектуального развития детей, для успешной реализации человеком своих возможностей в профессиональной деятельности, ориентирует методическую науку на поиск путей модернизации математического образования школьников. Особое значение имеет математика для формирования логической культуры, без которой невозможно полноценное развитие мышления учащихся. Школьная математика обладает большими возможностями для успешного формирования умений анализировать различные ситуации, выводить следствия из известных фактов посредством рассуждений, отличать доказанное от недоказанного, выдвигать гипотезы, опровергать их или доказывать. Проблеме совершенствования математического образования школьников уделялось и уделяется большое внимание со стороны ученых (А.Д. Александров, Н.М. Бескин, В.А. Гусев, В.А. Далингер, Г.В. Дорофеев, А.Ж. Жафяров А.Н. Колмогоров, Ю.М. Колягин, Г.Л. Луканкин, В.Ф. Любичева, В.М. Монахов, Д.Поиа, З.А. Скопец, И.М. Смирнова, P.C. Черкасов, М.И. Шабунин, И.Ф. Шарыгин и др.).

Инновационные процессы выступают той движущей силой, которая позволяет по-разному строить педагогические процессы и педагогическую деятельность, что именно под их влиянием происходит сущностная модернизация в образовании. Однако механизм модернизации требует нового типа педагогического мышления, новых способов преобразования действительности. Это новый класс задач, встающих перед педагогической практикой. Для их решения с нашей точки зрения необходим практико-ориентированный инструментарий педагогических технологий, дающий в руки учителю средства и методы рефлексии, анализа и самоанализа, оценки и самооценки педагогических явлений и событий, поиска и выбора методических, моделей и вариантов собственной методической деятельности, своего рода собственную методическую систему учителя (термин Т.К. Смыковской).

Модернизация МСО с нашей точки зрения не может вестись экстенсивным путем, когда к существующему содержанию образования просто прибавляются новые элементы. Требования модернизации образования и индивидуализации учебного процесса объективно обусловливают необходимость реальной разгрузки обязательного (инвариантного) общеобразовательного ядра, освобождения его от ряда имеющихся на сегодня элементов.

Как подчеркивается в Стратегии модернизации образования (и это подтверждает мировой опыт), важнейшим условием достижения указанных целей является усиление прикладной направленности образования: необходимо обеспечить активность школьника в образовательном процессе, а для этого — создать рабочее поле развития его общеобразовательной компетентности.

Основным направлением исследований возможностей модернизации является поиском качественно новых и эффективных путей целенаправленного конструирования целостного учебно-воспитательного процесса по алгебре, с целью формирования нового качества образования, его общедоступности и эффективности, нового информационного инструментария в функционировании методической системы обучения алгебре.

Таким образом, актуальность темы «Проектирование учебного прогресса л о алгебре на базе технологического учебника и электронной энциклопедии» определяется необходимостью модернизации методической системы обучения алгебре и возможностями новых инструментальных средств, предоставляемыми информационными технологиями.

Необходимость изменения методического инструментария и технологий обучения, повышения веса тех из них, которые формируют практические навыки анализа информации, самообучения, стимулируют научно-исследовательскую и проектировочную деятельность учителя, развивают опыт ответственного выбора и ответственной деятельности, опыт самоорганизации и становления структур ценностных ориентации.

Все больше внимания в исследованиях уделяется обеспечению научно-обоснованного проектирования инновационного процесса модернизации образовательной системы. Реализация методологических процедур в практике выступает в качестве условий, обеспечивающих процесс модернизации МСО, переход от состояния функционирования в качественно иное — саморазвития.

Цель исследования состоит в создании научно - обоснованной теоретической модели проектирования учебного процесса по курсу «Алгебра — 8» на базе технологического учебника и электронной энциклопедии.

Гипотеза исследования:

В современных условиях модернизации образовательного процесса повышение эффективности и качества обучения может быть достигнуто, если: проектирование учебного процесса будет опираться на параметрическую модель учебного процесса; в методическую систему обучения алгебре будут включены новые инструментальные средства в виде электронной энциклопедии и технологического учебника с четкой системой микроцелей в соответствии с ГОСом: будет разработана теоретическая модель проектирования учебного процесса, методически обогащенная новыми инструментальными средствами.

Достижения цели исследования и проверка сформулированной гипотезы требует решения следующих задач

Вторая - с учетом теоретического анализа и систематизации эмпирического опыта разработать теоретическую модель проектирования учебного процесса на базе технологического учебника и электронной энциклопедии;

Пятая — провести модернизацию традиционной методической системы обучения алгебре путем её дидактического обогащения новыми инструментальными средствами.

Методологические основы исследования составили: -современные теории построения системы школьного образования, подготовки современного учителя (В.П. Беспалько, Б.С. Гершунский, В.В. Давыдов, В.И. Данильчук, В.В. Краевский, Н.В. Кузьмина, А.А Кузнецов, В.М. Монахов, А.И. Нижников, Т.К. Смыковская, Ю.Т, Татур, А.П. Тряпицина, B.C. Ямпольсккй и др.);

-методические подходы к разработке проблем стандартизации (B.C. Леднев, В.Г. Разумовский, М.В. Рыжаков, В.М. Соколов, B.C. Ямпольский и др.), технологизации образования (М.Ж. Арстанов, В.П. Беспалько, М.В. Кларин, В.М. Монахов, Ф.Ш. Терегулов, В.Э. Штейнберг и др.), педагогического проектирования (О.С. Анисимов, JI.C. Заир - Бек, В.М. Монахов, Е.А. Крюкова, В.Е. Радионов, В.В. Сериков Т.К. Смыковская и др-);

- исследования, выявляющие общие закономерности педагогического процесса в школе и эффективных технологий обучения (C.B. Васекин, A.A. Вербицкий, В.А. Далингер, В.Я. Ляудис, В.И. Данильчук, Л.М. Нуриева, Н.К. Сергеев, Е.В. Бондаревская, В.В. Сериков и др.); концепция личностно-ориентированного образования и личности, как высшей ценности (H.A. Алексеев, Е.В. Бондаревская, В.В. Зайцев, Е.А. Крюкова, В.В. Сериков, E.H. Шиянов и др.); концепция информатизации образования, созданная в МГОПУ им. М.А. Шолохова под руководством Я.А. Ваграменко, а так же труды Академии информатизации образования (Б.И. Зобов, Н.Х. Розов, С.П.

Плеханов, С.О. Крамаров, В.А. Бубнов, В.И. Яшкичев, Г.Л. Луканкин, А.Г. Луканкин, В.И. Кузнецов);

Для теоретического обоснования отдельных положений в работе взяты результаты исследований, использующих технологию В.М. Монахова при проектировании учебного процесса и оптимизации его логической структуры (C.B. Васекин, Д.А. Власов, Г.К. Безрукова, Т.М. Сафронова, Т.Н. Шабанов, А.И. Нижников, Е.Б. Майнагашева, Л.М. Нуриева, Н.В. Сидорова, A.B. Коледа, Т.Б. Руденко, O.E. Ломакина, С.А. Муханов, Л. Ф Савинова, И.В. Столярова);

Научная новизна исследования и его теоретическое значение: выявлены новые теоретические аспекты модернизации методической системы обучения алгебре: продуктивное использование электронной энциклопедии; необходимость создания тезауруса, как исходной предпосылки проектирования электронной энциклопедии; дидактически и технологически целесообразное использование оперативной взаимосвязи в учебном процессе электронной энциклопедии (концепция академика В.В. Воеводина) и технологического учебника; выявление новых объективных критериев для обоснования логической структуры учебного процесса; построена технология проектирования учебного процесса по курсу «Алгебра - 8» на базе электронной энциклопедии и педагогических технологий В.М. Монахова; с учетом результатов модернизации методической системы обучения, заложены методические предпосылки и новые технологические процедуры проектирования электронного учебника по алгебре.

Практическая значимость исследования состоит в том, что предложенный методический подход к использованию электронной энциклопедии при проектировании учебного процесса по алгебре и при его реализации на практике может найти более широкое применение как в других курсах школьной математики, так и в методиках преподавания других учебных предметов. Исследованный подход открывает методические перспективы в профессиональной подготовке учителя в плане модернизации курсов методики преподавания математики в педвузах включением разделов, раскрывающих методические возможности электронной энциклопедии как современного компонента профессиональной компетентности учителя математики.

На защиту выносятся следующие положения:

2. Технология проектирования целостного учебного процесса по алгебре, ориентированная на продуктивное использование методических возможностей электронной энциклопедии и дополненная новыми процедурами создания тезауруса и использования новых инструментальных средств при функционировании методической системы обучения.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы.

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

Заключение

1. В диссертационном исследовании была выдвинута методическая идея, технологизацни проектирования учебного процесса и технологического учебника «Алгебра — 8» на базе электронной энциклопедии. Суть ее заключается в следующем: ограничение элементов состава электронной энциклопедии, предназначенной для проектирования учебного процесса по школьным предметам, только понятиями;

- в необходимости создания тезауруса «АЛГЕБРА» перед созданием электронной энциклопедии;

4. Получены объективные критерии оценки логической структуры учебного процесса по алгебре при использовании электронной энциклопедии, }■':■:■■'" м :гг (. м л т и' гес юс! го з I" с и <1 [л' л.

5. Электронная энциклопедия инициировала новую методическую идею о двух этапах оптимизации и учебного процесса, и самого школьного учебника: a) Оптимизация маршрута формирования понятия (частная оптимизация) b) Оптимизация понятийного аппарата учебного процесса (общая оптимизация), что важно при конструировании школьного учебника и проектировании будущего учебного процесса по алгебре (общая оптимизация как минимизация суммы графов и недопущение длинных графов).

6. Подтверждена гипотеза о возможности инструментального обогащения традиционной методической системы обучения алгебре новыми инструментальными средствами, которые может предоставить электронная энциклопедия. Направления инструментального методического обогащения классифицированы следующим образом: первое - при проектировании методической системы обучения алгебре, особо это касается проектирования компонента «Цели» и компонента «Учебный процесс». В микроцели необходимо и желательно включить знания и умения, связанные с логикой формирования наиболее значимых и трудных для усвоения алгебраических понятий, что сделает восприятие учебного материала по алгебре более осознанным, понимаемым и устойчивым. второе - при функционировании методической системы обучения алгебре, когда появляются новые методические приемы в арсенале учителя, новая система упражнений по алгебре связанная с логической взаимосвязью между алгебраическими понятиями, систематическое обращение к электронной энциклопедии на уроках при решении алгебраических задач как новый ракурс использования информационных технологий.

- Целеобразование (появление микроцелей логического характера);

- Коррекция (увеличение трудностей и типичных ошибок, связанных с использованием электронной энциклопедии);

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Цеханский-Сергеев, Григорий Леонидович, Москва

1. Алимов Ш.А., Колягин Ю.М., Сидоров Ю.В., Федорова Н.Е., Шабунин М.И. Алгебра: Учебник для 7 класса ср. шк. М.: «Просвещение», 1991. - 191с.

2. Алхазашили Д. Компьютерный учебник или медиатека // Компьютер в Школе. 2000.-№ 4.-С. 17-19.

3. Апатова Н.В. Информационные технологии в школьном образовании. -М: НОШ РАО, 1994.-228 с.

4. Бабаева Ю.Д., Войскунский А.Е., Коблев В.В., Тихомиров O.K. Диалог с ЭВМ: психологические аспекты // Вопросы психологии. 1983. - №2. - С.25-34.

5. Бабанский Ю.К. Методы обучения в современной общеобразовательной школе. М, Просвещение, 1985. - 208 с.

6. Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения: Общедидактический аспект. М.: Педагогика, 1977. - 254 с.

7. Башмаков А.И., Башмаков И.А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 2002. - 616с.

8. Башмаков М.И., Поздняков С.Н., Резник H.A. Информационная среда обучения. Спб.: СВЕТ, 1997.-400 с.

9. Бейлинсон В.Е., Зуев Д.Д. О функциональном подходе к оценке школьных учебников // В книге "Проблемы школьного учебника". М., 1977. - Вып.5. - С.42-54.

10. Беседин Б.Б. Изучение функций в курсе алгебры 7-9 классов с использованием компьютера: Дис. . канд. пед. наук М., 1992. - 111 с.

11. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М., 1989. -190 с.

12. Беспалько В.П. Элементы теории управления процессом обучения. Л., 1983.-152с.

13. Битинас Б.П., Катаева Л.И. Педагогическая диагностика: сущность, функии, перспективы //Педагогика, 1993, №2.

14. Богословский В.И. Информационное сопровождение образовательного процесса в педагогическом университете // Информационные технологии в образовании. Сборник трудов участников конференции. Часть IV.— М., 2001.—С. 125-127.

15. Богословский В.И., Васильев А.А., Извозчиков В.А. и др. Информационные системы: Словарь / Под ред. В.И.Богословского. -Спб., Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 1998. 112 с.

16. Болтянский В.Г., Рубцов В.В. Проблемы компьютерного обучения // Математика в школе. 1986. - №1. - С. 69-72.

17. Бордовский Г.А., Извозчиков В.А., Слуцкий A.M., Тумалева Е.А. Электронно коммуникативные средства, системы и технологии обучения. - СПб.:

18. Брановский Ю. С. Совершенствование методической системы обучения математике в средней школе на основе использования персональных компьютеров: Дис. . канд. пед. наук. М., 1990. - 223 с.

19. Брусенцов Н.П., Маслов С.П., Рамиль Альварес X. Микрокомпьютерная система обучения "Наставник". М., Наука, 1990 - 224 с.

20. Валицкая А.П. Модели образовательных систем и подходы к стандартизации // Образовательные стандарты: Материалы международного семинара/С.-П.:Образование, 1995.

21. Власов Д.А., Бахусова Е.В., Цеханский Сергеев Г.Л. «Методическая система обучения алгебре в системе высшего профессионального образования» Труды международной конференции «Проблемы математического образования и культуры», г. Тольятти, 2003 г., 7 с.

22. Власов Д.А., Бахусова Е.В., Цеханский Сергеев Г.Л. и др. «Алгебра и теория чисел», учебная программа для специальности 35.15.00, «Алгебра и геометрия» учебная программа для специальности 35.14.00 44 с.

23. Водолад С. Н. Изучение методов представления информации в курсе информатики (на примере гипертекстового представления учебного материала по тригонометрии): Дис. канд. пед. наук М., 2000 - 152 с.26