Технология формирования профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов педагогических вузов с применением экспертной системы

Антипина, Наталья Михайловна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика профессионального образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Технология формирования профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов педагогических вузов с применением экспертной системы

Автореферат

Автор научной работы: Антипина, Наталья Михайловна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2000
Специальность ВАК РФ: 13.00.08

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Технология формирования профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов педагогических вузов с применением экспертной системы"

МОСКОВСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

на правах рукописи

РГБ ОД

-з коп

АНТИПИНА НАТАЛЬЯ МИХАЙЛОВНА

ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ МЕТОДИЧЕСКИХ УМЕНИЙ В ХОДЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ВУЗОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ

Специальности: 13.00.08. - теория и методика профессионального образования 13.00.02. - теория и методика обучения и воспитания (математике)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва-2000

Работа выполнена на кафедре высшей алгебры, элементарной математики и методики преподавания математики Московског о педагогического

университета.

Научный руководитель: кандидат педагогических наук, профессор

Рассудовская Мария Михайловна

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ

доктор физико-математических наук, профессор

MairrypoB Олег Васильевич

кандидат педагогических наук, доцент

Кузнецова Татьяна Ивановна

Ведущая организация: Московский педагогический

государственный университет

Зашита состоится " 10 " октября 2000г. в ^f "f часов на заседании Диссертационного Совета Д 113.11.06 по защите докторских диссертаций по специальностям:

13.00.02. - теория и методика обучения математике,

13.00.02. - теория и методика обучения физике,

13.00.08. -теория и методика профессионального образования в Московском педагогическом университете по адресу: 107005, г. Москва, ул. Радио, 10а, ауд. 29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МПУ по адресу 107005, г. Москва, ул. Радио, 10а.

Автореферат разослан " 7 " сентября 2000г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, у

доктор педагогических наук, у^/

профессор //'х^-^/' Л.Н.Анисимова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В сложившейся современной ситуации для различных областей человеческой деятельности характерной является проблема качества подготовки специалистов. В этой связи для вуза одной из важнейших становится задача не только максимального усвоения студентами научной информации, но и формирования у них на должном уровне профессиональных умений, развития стремления и способности самостоятельно организовывать свою деятельность, продуктивно мыслить и обновлять знания. Для успешного осуществления предстоящей деятельности учителя в процессе обучения в педагогическом вузе студенты должны овладеть комплексом умений, то есть сложной системой действий, соответствующих конкретной учебной ситуации. Профессиональные педагогические умения, классификация которых приведена в работах Кузьминой Н.В., Царегородцевой H.A., Абдуллиной O.A., Усовой A.B., Спирина Л.Ф. и других педагогов, формируются на базе знаний предмета и способов осуществления деятельности, то есть в результате тесной взаимосвязи теоретической и практической подготовки с целью усвоения профессионально-педагогических знаний, умений, навыков, расширения педагогического кругозора, выработки профессионально значимых качеств личности учителя. В ходе изучения курса "Методика преподавания математики", вопросы обучения которому рассмотрены в работах Лященко Е.И., Луканкина Г.Л., Саранцева Г.И., Гусева В.А., Новик И.А., Маловой И.Е. и других методистов, у студентов должны формироваться профессиональные методические умения, выделяемые из состава педагогических умений. Конкретизация перечня формируемых в данном курсе методических умений может быть осуществлена на базе классификации умений, специфических для преподавателя математики.

Важнейшим условием успешной организации процесса формирования методических умений является индивидуальный подход к обучаемым. В этой связи перед преподавателем вуза ставится задача управления познавательной деятельностью студентов, создания для нее наиболее благоприятных условий в соответствии с различными индивидуальными особенностями обучаемых. При этом в вузе сложно (и вряд ли целесообразно) учитывать своеобразие каждого студента. Поэтому в зависимости от уровня развития качеств личности студенты могут быть распределены по малым однородным группам в соответствии с задаваемыми преподавателем критериями. Формирование таких групп необходимо выполнять по результатам диагностирования учебных возможностей студентов, выявления индивидуально-типологических особенностей их учебно-познавательной деятельности. Решение этой задачи достигается путем использования существующих или адаптированных к задачам исследования психолого-дидактических процедур. Таким образом, возможно построение модели учебного процесса, учитывающего особенности как групп учащихся, так и (при необходимости) отдельных студентов.

Ведущую роль в формировании методических умений играет активная самостоятельная работа студентов по выполнению системы методических заданий различных уровней трудности. Разработку такой системы заданий в соответствии с изложенным выше целесообразно осуществлять с учетом индивидуально-типологических особенностей групп студентов и методических умений, выделенных при построении классификации. Следует отметить, что е Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования на индивидуальную и самостоятельную работу студентов отводится от 30% до 40% недельной нагрузки. Разработка методов организации самостоятельной работы студентов педвузов является сложной междисциплинарной научной проблемой. В ее решение значительный вклад внесли исследования С.И. Архангельского, В.В.Давыдова, Л.В.Петровского, ПЯ.Гальперина, А.Н.Леонтьева, Н.Ф.Талызиной, П.И.Пидкасистого, Т.В.Габай, И.И.Ильясова, И.Я.Лернера, М.Н.Скаткина, Л.М.Фридмана, Д.В.Эльконина, В.Я.Ляудис, Т.И.Шамовой, Г.И.Щукиной, В.Графа, М.Г.Гарунова, Б.П.Есипова, Н.Н.Пейсахова и других отечественных и зарубежных ученых. Анализ работ, посвященных рассмотрению данной проблемы, позволяет заключить, что самостоятельная работа студентов может быть организована как во время аудиторных занятий, так и во внеаудиторное время. Проведенные автором исследования касаются самостоятельной работы студентов, осуществляемой ими в процессе подготовки к практическим занятиям. При организации такой работы приходится разрешать существующее противоречие, состоящее в следующем. С одной стороны, преподаватель должен организовывать самостоятельную работу студентов (особенно слабых) по выполнению методических заданий, осуществлять промежуточный контроль, понижать или повышать уровень сложности заданий. С другой стороны, преподаватель не может непосредственно участвовать в этом процессе. Организующая деятельность преподавателя в этом случае проявляется в форме методических учебных заданий, предлагаемых студентам, и описания способов выполнения этих заданий студентами с различными индивидуальными особенностями. Одним из возможных путей решения возникающей проблемы в современных условиях является применение средств автоматизации в процессе формирования методических умений в ходе самостоятельной работы студентов при подготовке к практическим занятиям.

Г.А., Берга А.И., Габай Т.В., Ительсона Л.Б., Талызиной Н.Ф., Ляудиса В.Я., Рубцова В.В, Гершунского B.C., Полат Е.С., Разумовского В.Г. и других исследователей. Компьютеризация учебного процесса (на нынешнем этапе его развития) требует от преподавателя не только определенного навыка работы с ЭВМ, но и свободного ориентирования в существующих программно-педагогических средствах. Если добавить сюда еще и необходимость выявлять и учитывать индивидуально-типологические особенности студентов, то очевидно, что в условиях научно-технической революции необычайно возросли требования к уровню квалификации преподавателя, который должен быть специалистом в нескольких предметных областях.

Использование компьютерных технологий в педагогических целях затруднено в силу "неформализуемости" методологического аспекта процесса преподавания. Автоматизацию неформализуемых и трудноформализуемых процедур можно осуществить путем применения экспертной системы (ЭС), являющейся одной из разновидностей систем искусственного интеллекта. То есть, для автоматизации исследуемых процедур требуется разработка информационной системы нового типа, которая позволила бы оказывать помощь преподавателю в организации самостоятельной работы студентов по курсу "Методика преподавания математики" на высоком профессиональном уровне. Вопросам разработки методов создания и применения экспертных систем различного назначения посвящены исследования Поспелова Г.С., Поспелова Д.А., Попова Э.А., Нейлора К., Уотермана Д., Гавриловой Т.А., Минского М., Таунсенда К. и других отечественных и зарубежных ученых. Специализированная обучающая ЭС должна в ходе самостоятельной работы студентов за компьютером выдавать индивидуальные задания различных уровней трудности, вырабатывать рекомендации по способам их выполнения, оказывать помощь в виде консультаций, осуществлять контроль знаннй и умений студентов на различных стадиях выполнения ими методических заданий и т.п. Преподаватель, получая от ЭС информацию о типах выданных студентам заданий и результатах их выполнения, будет иметь возможность строить семинарское (практическое) занятие наиболее рационально.

Актуальность данной работы следует из необходимости повышения эффективности процесса формирования методических умений в ходе самостоятельной работы студентов, удовлетворения существующих потребностей во всестороннем анализе индивидуально-типологических особенностей обучаемых и учете их при разработке и выполнении системы методических заданий.

ванных (неточных), являющихся результатом обобщения опыта работы и интуиции специалистов, представляющих собой многообразные эмпирические (эвристические) приемы и правила.

Цель данной работы: исследование проблемы формирования методических умений студентов педвузов и разработка технологии автоматизированного управления самостоятельной работой студентов с применением обучающей экспертной системы.

Объект исследования: процесс формирования методических умений студентов при изучении курса «Методика преподавания математики».

Предмет исследования: организация самостоятельной работы студентов, направленной на формирование методических умений, с применением обучающей экспертной системы.

конкретизации состава методических умений, формируемых в курсе "Методика преподавания математики";

разработки системы методических заданий на основе единых требований к уровню формирования профессиональных методических умений;

учета индивидуально-типологических особенностей студентов при конструировании методических заданий и управлении ходом их выполнения;

осуществления обратной связи с целью мониторинга хода овладения методическими умениями.

Установленные цель, объект, предмет и гипотеза исследования позволили сформулировать следующие задачи исследования:

1) изучить и проанализировать научно-методическую и психолого-педагогическую литературу с целью выявления характерных особенностей современного методического аппарата обучения студентов педагогических вузов и уточнения тенденций его развития;

2) конкретизировать понятие самостоятельной работы студентов и разработать классификацию методических умений;

3) выявить комплекс значимых индивидуально-типологических особенностей студентов, выбрать средства педагогической диагностики и критерии разбиения студентов на однородные группы;

4) определить способ разработки системы методических заданий для формирования выделенных умений;

5) разработать методику создания обучающей экспертной системы, предназначенной для автоматизации процесса управления формированием методических умений в ходе самостоятельной работы студентов;

6) разработать технологию формирования совокупности профессиональных методических умений в процессе самостоятельной работы студентов с применением обучающей экспертной системы;

7) экспериментально проверить разработанную технологию формирования профессиональных методических умений.

Методологической основой исследования явились основные положения теории познания и логики науки; психологическая трактовка понятия деятельности; личностно-ориентированный подход к обучению; концепция технологического подхода к образованию; методы математического и программного моделирования, вычислительного эксперимента.

Теоретические основы исследования: концепция учебной деятельности, теория учебных задач, теория активизации обучения, теория искусственного интеллекта, теория ситуационного управления.

Научная новизна работы заключается в том, что в пен впервые предлагается разработанная автором комплексная технология автоматизированного управления процессом формирования методических умений в ходе самостоятельной работы, которая включает методику создания обучающей экспертной системы и технологию организации самостоятельной работы студентов, построенной на основе применения этой системы и методических заданий, сконструированных с учетом индивидуально-типологических особенностей обучаемых.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработанное в диссертации методическое и технологическое обеспечение позволяет создавать обучающую экспертную систему и применять её при решении практических задач формирования профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов педагогических вузов.

На защиту выносятся:

1. Методика создания обучающей экспертной системы автоматизированного управления организацией самостоятельной работы студентов, включающая:

классификацию методических умений;

способ психолого-педагогической диагностики;

способ разработки системы индивидуальных методических заданий;

методику формирования базы правил экспертной системы;

методику построения базы данных, содержащую информационные средства психолого-педагогической диагностики и индивидуальные методические задания.

2. Технология формирования профессиональных методических умений в процессе самостоятельной работы студентов с применением обучающей экспертной системы.

гических вузов (Орск, 1995), на научно-практической конференции (Орехово-Зуево, 1995), на международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика РАО И.Я.Лернера (Тула, 1997), на Всероссийской научно-практической конференции (Смоленск, 1999).

Результаты работы, приведенные в диссертации, получены автором в итоге исследований, проводившихся с 1992г. По тематике исследований опубликовано 9 научных трудов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы и шести приложений. Работа имеет общий объем 184 листа, 2 рисунка, 6 таблиц и 6 приложений. Список литературы включает 251 наименование, из них 3 па английском языке.

Во введении обоснована актуальность данной работы; сформулированы цель, объект, предмет, гипотеза, задачи и определены методы исследования; раскрывается научная новизна, практическая и теоретическая значимость работы; изложены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава «Анализ современного методического аппарата обучения студентов педагогических вузов и определение направлений его развития» состоит из пяти параграфов.

В результате выполненного автором анализа различных видов деятельности выделяется деятельность учебная, поскольку нас интересует именно осмысленная и целенаправленная деятельность обучаемых по овладению знаниями, так как именно она, по определению А.Н.Леонтьева, является ведущей деятельностью студенческого возраста. Достижение целей учебной деятельности осуществляется через организацию активной деятельности учащихся. В свою очередь активизация процесса обучения в вузе при организации аудиторной и внеаудиторной работы студентов достигается, в частности, путем включения студентов в самостоятельную познавательную деятельность. В диссертационном исследовании самостоятельная работа рассматривается как вид индивидуальной учебной деятельности, осуществляемой без непосредственного руководства преподавателя, поскольку особенно важно, что сам студент делает в процессе усвоения и осмысления материала, как сам студент использует его для решения познавательных и практических задач.

В процессе обучения в педвузе студенты должны овладеть определенными профессиональными знаниями и умениями. Из анализа психолого-педагогической литературы, посвященной рассмотрению проблемы формирования профессиональных умений, следует, что в концепции учебной деятельности умение может рассматриваться как освоенное действие, как способность переносить и использовать свой опыт при решении профессиональных задач. При изучении курса "Методика преподавания математики" у студентов формируются специфические для учителя математики методиче-

ские умения, .имеющие определенные (предметно-ориентированные) особенности. Обобщенность методических умений позволяет использовать их при решении широкого круга профессиональных задач в меняющихся условиях деятельности. Обобщенные методические умения, направленные на решение педагогических задач, формируются в процессе учсбно-познавателыюй и самостоятельной деятельности студентов.

Разными студентами достигаются различные уровни сформированно-сти методических умений, которые выражают степень овладения определенной системой действий: первый уровень характеризуется способностью приобретать теоретические знания и применять их при выполнении заданий по образцу; второй уровень - это умение самостоятельно находить возможные пути решения возникающих проблем посредством переноса известных способов действия на конкретные педагогические ситуации, получаемый в результате способ решения является комбинацией известных способов; характерным для третьего уровня является умение осознавать цели выполнения методического задания и способы её достижения; осуществлять самостоятельный поиск, подбор и изучение литературы; находить нестандартные способы решения, разрабатывать и предлагать новые оригинальные методики обучения. При этом определяющим является уровень обязательной подготовки, достижение которого свидетельствует, как отмечает М.М.Рассудовская, «о выполнении студентом минимально необходимых требований к усвоению содержания. На его основе формируются более высокие уровни овладения материалом», что реализуется через учет, в частности, индивидуальных различий студентов. В этой связи следует отметить, что обязательным для выпускника педвуза является достижение по крайней мере второго уровня сформированности профессиональных умений, так как первый уровень не позволит осуществлять самостоятельную педагогическую деятельность.

В силу творческого характера педагогической деятельности ее, с одной стороны, невозможно рассматривать как "производственно-технологический процесс с гарантированным результатом" (Кларин М.В.), с другой стороны — педагогические технологии, рассматриваемые как синтез традиционных и инновационных форм, средств и методов обучения, предполагают строгое научное проектирование педагогических процессов, т.е. разработку программы управления процессом обучения со стороны преподавателя и способов организации учебно-познавательной деятельности студентов.

В соответствии с поставленной задачей формирования профессиональных методических умений в ходе самостоятельной подготовки студентов к практическим занятиям встает вопрос о применении различных технологий обучения, в частности, программированного обучения. Этот метод обучения может рассматриваться как особый вид самостоятельной работы. Одним из основных его достоинств является возможность осуществления принципа индивидуального подхода путем внедрения компьютерных технологий обучения. Это достоинство метода особенно важно в свете анализа

многоаспектной и многоцелевой задачи формирования профессиональных умений у студентов, который показал, что методы и способы её решения развиваются в последнее время в направлении все большей индивидуализации и дифференциации. В этой связи возникает проблема организации учебного процесса в соответствии с реальными учебными возможностями обучаемых, что порождает необходимость диагностирования этих возможностей, выявления индивидуально-типологических особенностей учебно-познавательной деятельности студентов.

Но в данном случае появляется необходимость выделения наиболее существенных факторов, влияющих на результаты обучения. Для выработки единого подхода к диагностированию автором проанализированы различные личностные признаки и существующие методы их оценки. В результате признано целесообразным в качестве наиболее значимых выделить следующие психолого-педагогические признаки, предложенные Л.С. Деркач: успешность учебной деятельности, работоспособность и уровень притязаний. В зависимости от уровня сформированное™ этих качеств личности студенты могут быть распределены по однородным малым группам, которым присущи определённые особенности. Исходя из характерных особенностей сформированных групп, можно разработать систему методических заданий, учитывающих индивидуально-типологические особенности студентов.

Новые компьютерные технологии значительно расширяют возможности средств обучения. Компьютер, проникающий в настоящее время в сферу обучения, является тем средством, которое позволит реализовать идею индивидуализации обучения, преобразовать методику обучения с целью повышения её эффективности. Но компьютерные системы обучения должны сочетать функции обучения и управления (контроль, диагностику, прогнозирование и планирование), накапливать информацию о деятельности обучаемого, о его характерных ошибках, диагностировать особенности, способности и уровень знаний обучаемого, предоставлять возможность получения заданий любого уровня сложности. Применение существующих компьютерных технологий, в том числе программированного обучения, сталкивается с серьезными трудностями ввиду сложности и неформализуемости задач данного типа. Для успешного использования средств автоматизированного обучения с целью осуществления педагогической диагностики и управления формированием методических умений в ходе самостоятельной работы студентов (в отсутствие преподавателя) необходимо привлекать принципиально новый методический аппарат. Проведенные автором исследования, а также анализ современного состояния и перспектив развития автоматизированных средств и методов обучения позволили выявить реальную возможность решения данной проблемы на основе достижений быстро развивающейся в настоящее время теории искусственного интеллекта и, в первую очередь, методов экспертных систем. Обучающие экспертные системы позволяют фиксировать и использовать индивидуальный опыт экспертов-преподавателей, накапливать и обобщать эвристические стратегии решения профессиональных задач.

Необходимым условием создания обучающей экспертной системы является разработка методического, технологического, информационного, программного и технического обеспечения. Для выполнения разработки рабочего варианта ЭС необходимо привлечение коллектива специалистов (инженера по знаниям, программистов, администратора системы и др.). В настоящем исследовании представляется целесообразным рассмотреть возможность разработки методического обеспечения создания обучающей ЭС и технологического обеспечения её применения с целью управления формированием методических умений.

Как итог исследований, проведенных в первой главе, сформулированы и обоснованы направления диссертационного исследования, которые состоят в построении классификации методических умений; определении способа создания системы методических заданий для формирования выделенных умений; выборе средств педагогической диагностики и критериев разбиения студентов на однородные группы в соответствии с выявленным комплексом значимых индивидуально-типологических особенностей; разработке методики создания обучающей экспертной системы, являющейся элементом методического обеспечения, и технологии формирования профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов с применением ЭС.

Вторая глава «Разработка технологии формирования профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов с применением обучающей экспертной системы» содержит семь параграфов.

Выполненные в первой главе диссертации исследования показали, что целью подготовки студентов педагогических вузов является формирование у них профессиональных умений учителя. Для решения задач проводимого автором исследования необходимо конкретизировать состав методических умений, формируемых при изучении курса «Методика преподавания математики». Обобщенные методические умения, позволяющие изучать содержание конкретных базовых составляющих школьного курса математики и самостоятельно разрабатывать методики обучения им, в данной работе называются практическими предметно-ориентированными умениями. В соответствии с этим автором разработана четырехуровневая классификация методических умений учителя математики. В итоге изучения курса «Методика преподавания математики» у студентов должно быть сформировано умение самостоятельно разрабатывать проект построения технологии обучения предмету (четвертый уровень). Составными частями этого умения являются умения самостоятельно создавать методики обучения математике на уроках и внеклассных занятиях (третий уровень). В свою очередь последние два умения опираются на умения второго уровня: умение выделять и анализировать релевантный учебный материал, умение формировать математические понятия у учащихся, умение обучать работе с математическими утверждениями, умение обучать составлению и использованию алгоритмов, умение обучать решению математических задач. Таким образом, выделены восемь предмет-

но-ориентированных методических умений трех уровней, которые должны формироваться у студентов в ходе изучения курса «Методика преподавания математики». Перечисленные предметно-ориентированные методические умения включают в себя базовые умения, рассмотренные в первой главе диссертации: анализировать, конструировать, проектировать, организовывать, определять цели изучения конкретного учебного материала и другие. Эти умения составляют первый уровень разработанной автором классификации. Приобретенные предметно-ориентированные методические умения самостоятельно проектировать технологии обучения предмету, будучи сформированными на конкретном материале, могут быть перенесены в новую ситуацию, что позволит грамотно работать с информацией, повышать собственный профессиональный уровень, гибко адаптироваться в изменяющихся условиях деятельности.

Повышения эффективности процесса формирования методических умений можно достичь за счет использования более совершенных технологий обучения, учитывающих индивидуальные особенности студентов. С этой целью для выполнения педагогической диагностики в качестве исходных параметров задаются состав индивидуально-типологических особенностей и анализируемых оценочных характеристик, а также критерии разбиения студентов на однородные группы. Задача построения учебного процесса на основе детальной модели обучаемого, варианты которой разработаны в психологии, к настоящему времени практически не решена. В связи с этим на основе выполненного в первой главе анализа опыта предшествующих разработок в качестве значимых индивидуально-типологических особенностей выбраны: успешность учебной деятельности, уровень притязаний и работоспособность. Существующие методики позволяют оценивать перечисленные особенности при помощи количественных оценочных характеристик, с использованием которых по заданным критериям определяется степень развития каждой особенности у конкретного студента. Различные сочетания уровней оценочных характеристик в соответствии с выявленными в ходе проведенных автором исследований критериями разбиения студентов на группы дают возможность выделить 12 групп студентов по их участию в учебной деятельности.

Для полученных однородных групп рассмотрены и обобщены присущие им особенности учебно-познавательной деятельности и вытекающие из них требования к методическим заданиям. В соответствии с этими требованиями каждое методическое задание для самостоятельной работы студентов по курсу «Методика преподавания математики» должно быть направлено на формирование одного из восьми предметно-ориентированных методических умений. На основе анализа методических заданий, используемых в традиционной технологии обучения, автором составлены перечни обязательных вопросов, которые требуется проработать при формировании каждого из перечисленных восьми умений. Полученные в итоге выполненных разработок перечни вопросов позволили проиллюстрировать способ создания системы

обобщенных методических заданий для формирования требуемых умений и предложить варианты конкретизации заданий с учетом уровня сложности, соответствующего индивидуально-типологическим особенностям каждого

Г ТГГ*Т7'ГГ|

У *

Автоматизированная технология формирования предметно-ориентированных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов строится на базе гипотезы, заключающейся в том, что применение обучающей экспертной системы позволит повысить эффективность данного процесса. В состав методического обеспечения, используемого в данной технологии, входят методика создания обучающей ЭС и методики формирования отдельных методических умений и их совокупности с применением обучающей ЭС.

Составными частями методики создания обучающей ЭС являются: разработанные автором способ моделирования автоматизируемого процесса; способ определения структуры обучающей экспертной системы и функций ее компонентов; методики формирования базы правил и построения базы данных ЭС.

Способ моделирования процесса формирования методических умений в ходе самостоятельной работы студентов включает содержательное описание задачи и разработанную на её основе формализованную графо-лингвистическую модель процесса, при построении которой применены средства теории графов и языка ситуационного управлешм.

Способ определения структуры экспертной системы и функций ее компонентов содержит требования к системе и концепцию ее построения. Требования к системе базируются на общих отличительных признаках систем данного вида, особенностях решения задач области экспертизы и представлениях об условиях конкретной реализации системы. Концепция проектируемой системы, в которой должны быть реализованы предъявляемые требования, представлена на двух уровнях - логическом и физическом. На логическом уровне - это совокупность взаимосвязанных функционально различающихся компонентов, на физическом — это комплекс технических средств, программной оболочки и знаний, а также взаимодействующий с ним пользователь. В результате выполненного в работе анализа предъявляемых к системе требований выбраны компоненты логического уровня обучающей ЭС, которые позволят реализовать минимально необходимые фут<-ции автоматизированного управления процессом формирования методических умений в ходе самостоятельной работы студентов. Такими компонентами являются управляющий компонент, база знаний (база данных и база правил), компонент взаимодействия системы с пользователем.

Выбор стратегии поиска решения в управляющем компоненте ЭС должен базироваться на представлении о последовательности состояний системы. В этой связи в работе выполнен анализ содержательного описания моделируемого процесса, в ходе которого установлено, что исследуемый процесс в общем случае состоит из этапов, приведенных в таблице 1:

Таблица 1

№ этапа Содержание этапа

0 Выбран очередной студент из потока

1 Определена классификационная группировка для студента

2 Сформирован набор описаний особенностей студента

3 Выбраны исходные данные.

4 Выбрана очередная особенность и оценочная характеристика

5 Выбран очередной критерий оценки

6 Получен результат тестирования

. 7 Определено значение оценочной характеристики

8 Не все (все) требуемые особенности студента оценены

9 Определена классификационная группировка для студента

10 Задана изучаемая тема

11 Результат контроля знаний положителен (отрицателен)

12 Выдан список учебно-методической литературы

13 Определено выполняемое задание

14 Студенту (не) требуется список литературы

15 Студенту (не) требуются консультации

16 Алгоритм выполнения задания предложен студенту

17 Результат контроля умений положителен (отрицателен)

18 ■ Обратная связь (осуществляется преподавателем)

Методика формирования базы правил ЭС содержит способы представления предметных операционных знаний по двум разделам: знания о методах педагогической диагностики индивидуально-типологических особенностей студентов и знания об управлении процессом самостоятельной работы студентов с целью формирования предметно-ориентированных методических умений. Для каждого из этих разделов определенны источники знаний и способ их представления в базе правил ЭС. Выполненный автором анализ показал, что предметные операционные знания целесообразно представлять в виде продукционных правил. При создании обучающей ЭС такие знания должны формироваться, накапливаться и заноситься в базу правил ЭС в процессе работы инженера по златым с различными источниками (специальной литературой и преподавателем-экспертом).

В результате выполненного автором анализа состава фактографических знаний, необходимых для организации самостоятельной работы студентов и получаемых в ходе ее выполнения, установлено, что в базе данных (БД) ЭС должны содержаться: исходные данные, индивидуальные модели студентов, методические задания и результаты их выполнения. В состав исходных данных входят тесты, опросные листы и другие материалы, необходимые для проведения педагогической диагностики студентов. Каждая из индивидуальных моделей студентов содержит результаты педагогической диагностики в виде индекса однородной группы, к которой отнесен студент, и словесную характеристику индивидуальных качеств. Перечень формируемых предметно-ориентированных методических умений, система методических заданий и сопутствующих каждому заданию вспомогательных данных (контрольные

вопросы, алгоритмы выполнения заданий, списки учебно-методической литературы и др.) должны составить отдельный раздел БД. Перечисленные данные должны помещаться в БД ЭС и использоваться при автоматизированной организации самостоятельной работы студентов. Структурное построение БД ЭС автором предложено выполнять в виде связанных баз моделей, резидентно находящихся под управлением одной программной системы, вызываемых и обрабатываемых при помощи стандартного языка запросов с использованием фрейм-представления. Так, например, методическое задание и сопутствующие вспомогательные данные выбираются из БД ЭС в соответствии с фреймами:

Гг; = {< тема >[< тема 1, задание 1><названне темы 1>...< тема к, задания к><название темы к>]}. -

= {< задание >[< задание 1, атрибут задания 1>< текст задания 1>...< задание к, атрибут задания кх текст задания к>]}

й^г = {<атрибут задания 1>[<группа Н-Н>< понятие 1>...< группа В-В, понятие 6>]}

Методика формирования отдельных предметно-ориентированных методических умений содержит способ выполнения педагогической диагностики и разбиения студентов на однородные группы и способ организации самостоятельной работы студентов с применением обучающей экспертной системы, который проиллюстрирован на примере формирования двух умений разных уровней: умения второго уровня - формировать математические понятия у учащихся; умения третьего уровня - организовывать проведение отдельных уроков и их серий. Эти умения формируются при подготовке к практическим занятиям по темам "Методика введения математических понятий в школьном курсе математики", "Уравнения и неравенства в школьном курсе математики. Методика формирования понятий", соответственно. Для каждой из двух выбранных тем в соответствии с особенностями однородных групп разработаны обобщенные методические задания, предназначенные для формирования соответствующих предметно-ориентированных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов. Разработаны также сопутствующие вспомогательные данные, включающие: контрольные вопросы для предварительного, промежуточного и итогового контроля знаний и умений; алгоритмы выполнения заданий для оказания кнеультативной помощи студентам. Совокупность разработанных данных, представленная в виде фреймовых структур, подготовлена для помещения в БД ЭС и может использоваться при автоматизированном управлении самостоятельной работой студентов с применением обучающей ЭС.

Технология формирования совокупности требуемых методических умений в ходе самостоятельной работы студентов строится с учетом двух основных аспектов: индивидуализации обучения и общей поступательной направленности процесса. Индивидуализация, осуществляемая посредством ЭС на основе имеющихся в БД индексов однородных групп студентов, позволит каждому студенту получать для выполнения посильные задания. По-

ступательная направленность процесса обучения в данном случае заключается в том, что в целом этот процесс должен привести к переходу в более высокую по уровню успешности учебной деятельности (более сильную) группу, а в итоге - к формированию методических умений на требуемом уровне, что является конечной целью курса «Методика преподавания математики». С целью реализации этого аспекта в диалоговый компонент ЭС должны заноситься поощрительные (похвальные) сообщения, которые выдаются студенту при каждом успешном ответе. Подобная реакция системы позволит создать положительный эмоциональный фон и благотворно влиять на желание студента больше работать над выполнением заданий. На основе положительных оценок выполненных студентом заданий система сможет повысить трудоемкость выдаваемых заданий, регулярное успешное выполнение которых позволит перевести студента в более сильную группу. При этом студенты самой сильной группы получают возможность выполнять нестандартные задания, требующие творческого подхода. Накопление в БД ЭС результатов самостоятельной работы студентов дает возможность преподавателю при подготовке к проведению аудиторных занятий использовать обучающую ЭС в качестве вспомогательного инструмента.

Экспериментальные исследования по поставленной теме имели целью доказать необходимость существенных изменений в организации самостоятельной работы студентов при изучении курса «Методика преподавания математики» и целесообразности новой автоматизированной технологии управления формированием профессиональных методических умений будущих учителей. Педагогический эксперимент проводился с 1992г. по 1999г. в МПУ и состоял из трех этапов.

Первый этап (1992-1993гг.) - констатирующий. На этом этапе в результате тестирования и анкетирования студентов, опросов руководителей педагогических практик и молодых учителей, а также собственных наблюдений автора выявлен недостаточный уровень сформированности профессиональных методических умений у многих выпускников педвузов. Невысокая эффективность проведения практических занятий обусловлена в частности низкой подготовленностью студентов к этим занятиям, что в свою очередь является следствием слабой сформированности умения готовиться к занятиям в ходе самостоятельной работы. Констатация различия в уровнях сформированности вышеперечисленных умений позволила сформулировать рабочую гипотезу исследования: выделение перечня профессиональных методических умений учителя математики, конструирование системы методических заданий, адекватных индивидуальным особенностям студентов, и разработка способов эффективной организации самостоятельной работы позволят повысить уровень сформированности профессиональных методических умений.

Второй этап (1994-1996гг.) - поисковый. Целью данного этапа является получение экспериментального обоснования основных элементов технологии формирования предметно-ориентированных методических умений на

основе реализации предлагаемых путей и разработанных способов организации самостоятельной работы студентов. В ходе исследования различных способов организации самостоятельной работы выявлено, что её эффективность повышается при условии осуществления промежуточного контроля, который в отсутствие преподавателя может выполняться компьютерными средствами. В результате проведенного автором исследования уточнена рабочая гипотеза: автоматизированная технология, построенная на основе применения обучающей экспертной системы, позволит повысить эффективность формирования методических умений студентов в ходе их самостоятельной работы. С целью разработки способа выполнения этапа автоматизированной педагогической диагностики определен перечень анализируемых индивидуально-типологических особенностей студентов, выбраны и апробированы средства и критерии разбиения студентов на однородные группы. Для конкретизации перечня формируемых методических умений учителя математики построена их классификация, в которой выделены предметно-ориентированные методические умения. Разработан способ конструирования системы методических заданий для формирования выделенных умений. Выбран и проверен способ представления предметных знаний в базе правил обучающей ЭС. В итоге разработки и апробации способов выполнения отдельных этапов построена технология формирования совокупности предметно-ориентированных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов с применением ЭС.

Третий этап (1997-1999гг.) - обучающий. Целью данного этапа является проверка эффективности применения разработанной автоматизированной технологии. Экспериментальные исследования проводились на базе опытного внедрения и коррекции основных результатов, полученных в ходе второго этапа исследования. Проведен анализ качественной и количественной оценки уровня сформированности у студентов профессиональных методических умений.

Общие результаты проведенного эксперимента приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Показатели (пределы изменения) Значения показателей

для традиционной технологии для разработанной технологии

Средний балл по двум итоговым контрольным работам (2 - 8) 5 6,04

Коэффициент эффективности занятий - среднее значение по двум занятиям (0-1) 0,63 0,82

Уровень сформированности умений самостоятельно работать (1 — 5) 3,3 3,9

Уровень сформированности методических умений (0 - 60) 38 47

Таким образом, подтверждена выдвинутая гипотеза: организация самостоятельной работы студентов с применением обучающей экспертной сис-

темы позволит повысить эффективность процесса формирования профессиональных методических умений.

В заключении подведены итоги выполненных теоретических и экспериментальных исследований, проанализированы полученные результаты и определены перспективные направления их применения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе анализа опыта методической подготовки будущих учителей математики обнаружено наличие противоречия между потребностью общества в подготовке высококвалифицированных учителей и недостаточно высоким уровнем сформированное™ профессиональных методических умений у выпускников педвуза. В этой связи обоснована необходимость повышения эффективности формирования методических умений и выявлена роль самостоятельной работы студентов в этом процессе.

2. Отсутствие единого перечня методических умений, которыми должны овладеть студенты в ходе изучения курса «Методика преподавания математики», позволило констатировать незавершенность существующих классификаций профессиональных педагогических и методических умений, необходимость учета в них фактора предметной ориентации умений. Автором разработана классификация, в которой выделено восемь предметно-ориентированные методических умений.

3. Анализ психолого-педагогической и учебно-методической литературы, изучение опыта работы преподавателей педвузов позволили заметить противоречие между идеей личностно-ориенгированного обучения и реальными возможностями преподавателя вуза по индивидуализации и дифференциации обучения, выявлена важность учета индивидуальных особенностей при организации самостоятельной работы студентов и необходимость проведения психолого-педагогической диагностики. Определен перечень значимых индивидуально-типологических особенностей студентов, выбраны и экспериментально проверены соответствующие средства педагогической диагностики и критерии разбиения студентов на однородные группы, задан алфавит групп.

4. Целенаправленное поступательное формирование предметно-ориентированных методических умений в ходе самостоятельной работы при подготовке к практическим занятиям предполагает выполнение студентами системы методических заданий, разработанных с учетом индивидуально-типологических особенностей студентов. На основе данного положения сформулированы требования к системе методических заданий. Предложен способ создания такой системы, проиллюстрированный на примерах заданий, разработанных на основе требований и позволяющих формировать определенные предметно-ориентированные методические умения.

5. Изучение содержательного описания процесса формирования профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов дало возможность выделить последовательность этапов выполнения и разработать способ формализованного описания этого процесса. В результате построена графо-лингвистическая модель процесса, инструментом формализованного описания в которой служит оригинальный модельный язык, базирующийся на языке ситуационного управления. На основе аначиза имеющегося опыта применения в обучении компьютерных средств установлено, что использование подобных средств с целью автоматизации управления изучаемым процессом затруднено «неформализуемостью» задач данного типа. В связи с этим обстоятельством обоснована необходимость разработки специализированной обучающей экспертной системы. Предложена методика создания такой системы, включающая концепцию ЭС и методики построения базы правил и формирования базы данных.

6. С учетом специфики организации самостоятельной работы студентов при подготовке к практическим занятиям в проектируемой технологии автоматизированного управления выделены три функциональных блока: блок управления формированием отдельных предметно-ориентированных методических умений, блок управления формированием совокупности умений и блок организации обратной связи. Выделение перечисленных блоков и установление их взаимосвязи позволили определить особенности применения обучающей ЭС в проектируемой технологии. Разработаны методики, позволяющие реализовать как применение обучающей ЭС с целью автоматизации управления формированием методических умений в ходе самостоятельной работы студентов, так и применение этой системы в ходе подготовки преподавателя к проведению аудиторных занятий.

7. Разработанная автоматизированная технология формирования совокупности профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов с применением обучающей ЭС и входящие в неё методики, способы, алгоритмы и правила позволили провести экспериментальные исследования, подтвердившие в целом выдвинутую гипотезу и эффективность применения указанной технологии.

Основные результаты диссертации приведены в работах

1. Формирование профессиональных умений посредством самостоятельной работы студентов педвузов. // Тез. докл. на метод, конф. - Тула, 1993.-с.12.

2. Самостоятельная работа в педвузе при формировании методических умений. // Актуальные проблемы обучения математике в школе и пединституте. Тез. докл. на науч. межрегиональной конф. - Саранск, 1993. — с.101. (в соавторстве)

3. О содержании курса ИВТ в педвузах. // Тез. дот. на науч. - метод, конф., посвященной 100-летию со дня рождения тдагога-математика И.К.Андронова — М., МПУ: 1994. -с.15.

4. Системы методических заданий для студентов по методике преподавания математике. // Подготовка преподавателей математики и информатики для высшей и средней школы. Тез. докл. на международной конференции -М., МПГУ: 1994.-c.36.

5. К вопросу о методике автоматизированного формирования малых групп при организации самостоятельной работы студентов. // Проблемы стандарта подготовки учителей математики в педагогических вузах. Тез. докл. на XIV Всероссийском семинаре преподавателей математики педагогических вузов. - Орск, 1995. с.37.

6. К вопросу о развивающем обучении в условиях уровневой дифференциации в школе и педвузе. // Тез. докл. на науч.-практ. конф - Орехово-Зуево, 1995. (в соавторстве)

7. Самостоятельная работа студентов при многоуровневой системе образования. // Теория и практика современного образования. Тез. докл. на ме-ждунар. науч.-практ. конф., посвященпой памяти академика РАО И.Я.Лернера. - Тула, 1997. С.20-21. (в соавторстве).

8. Современные подходы к обучению в школе и педагогическом вузе. // Вестник МПУ. Сер. "Математика", "Физика". - М.: 1998. № 3-4, с.72 (в соавторстве).

9. Методика преподавания математики. Программа курса. Задания для практических, лабораторных и контрольных работ: Учебно-методическое пособие. - М.: 1998. 40с. (в соавторстве).

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Антипина, Наталья Михайловна, 2000 год

Введение

Глава 1 Анализ современного методического аппарата обучения студентов педагогических вузов и определение направлений его развития.

1.1 Общая характеристика учебной деятельности и ме- 14 тодов её мотивации. Самостоятельная работа и её роль в учебном процессе

1.2 Профессиональные умения. Методические умения 27 как вид профессиональных умений и их формирование в курсе "Методика преподавания математики"

1.3 Анализ опыта использования компьютерных техно- 36 логий обучения. Индивидуализация обучения

1.4 Определение направлений применения обучающих 45 экспертных систем в управлении формированием методических умений

1.5 Обоснование основных направлений диссертацион- 56 ного исследования

Выводы по главе

Глава 2 Разработка технологии Формирования профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов с применением обучающей экспертной системы

2.1 Способ моделирования процесса выполнения методичееких заданий при самостоятельной работе студентов

2.1.1 Содержательное шикание задачи организации са- 63 мостоятельной работы студентов

2.1.2 Формализованная модель процесса организации 70 самостоятельной работы студентов

2.1.3 Классификация методических умений учителя ма- 77 тематики

2.2 Способ определения структуры экспертной систе- 80 мы и функций ее компонентов

2.2.1 Требования к обучающей экспертной системе

2.2.2 Концепция построения специализированной обу- 84 чающей экспертной системы

2.3 Методика формирования базы правил обучающей 88 экспертной системы

2.3.1 Способ формализованного анализа индивидуально- 90 типологических особенностей студентов и разбиения их на однородные группы

2.3.2 Способ формализованного управления выполнени- 95 ем методических заданий в ходе самостоятельной работы студентов

2.4 Методика построения базы данных обучающей экс- 96 пертной системы

2.4.1 Состав и структура базы данных обучающей экс- 96 пертной системы

2.4.2 Способ создания раздела "Методические задания" 98 базы данных обучающей экспертной системы

2.4.3 Способ структурной организации данных в базе 106 данных ЭС

2.5 Методика формирования отдельных методических 110 умений с применением обучающей экспертной системы

2.5.1 Способ выполнения педагогической диагностики и 110 разбиения студентов на однородные группы с применением обучающей экспертной системы

2.5.2 Способ организации самостоятельной работы сту- 115 дентов с применением обучающей экспертной системы

2.6 Методика применения обучающей экспертной сис- 135 темы для управления формированием совокупности методических умений

2.7 Экспериментальная проверка разработанной техно- 140 логии. Оценка её эффективности

Выводы по главе

Введение диссертации по педагогике, на тему "Технология формирования профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов педагогических вузов с применением экспертной системы"

В сложившейся современной ситуации для различных областей человеческой деятельности характерной является проблема качества подготовки специалистов. В этой связи для вуза одной из важнейших становится задача не только максимального усвоения студентами научной информации, но и формирования у них на должном уровне профессиональных умений, развития стремления и способности самостоятельно организовывать свою деятельность, продуктивно мыслить и обновлять знания. Для успешного осуществления предстоящей деятельности учителя в процессе обучения в педагогическом вузе студенты должны овладеть комплексом умений, то есть сложной системой действий, соответствующих конкретной учебной ситуации. Профессиональные педагогические умения, классификация которых приведена в работах Кузьминой Н.В., Царегородцевой Н.А., Абдуллиной О.А., Усовой А.В., Спирина Л.Ф. и других педагогов, формируются на базе знаний предмета и способов осуществления деятельности, то есть в результате тесной взаимосвязи теоретической и практической подготовки с целью усвоения профессионально-педагогических знаний, умений, навыков, расширения педагогического кругозора, выработки профессионально значимых качеств личности учителя. В ходе изучения курса "Методика преподавания математики", вопросы обучения которому рассмотрены в работах Лященко Е.И., Луканкина Г.Л., Саранцева Г.И., Гусева В.А., Новик И.А., Маловой И.Е. и других методистов, у студентов должны формироваться профессиональные методические умения, выделяемые из состава педагогических умений. Конкретизация перечня формируемых в данном курсе методических умений может быть осуществлена на базе классификации умений, специфических для преподавателя математики.

Л.М.Фридмана, Д.В.Эльконина, В.Я.Ляудис, Т.И.Шамовой, Г.И.Щукиной, В.Графа, М.Г.Гарунова, Б.П.Есипова, Н.Н.Пейсахова и других отечественных и зарубежных ученых. Анализ работ, посвященных рассмотрению данной проблемы, позволяет заключить, что самостоятельная работа студентов может быть организована как во время аудиторных занятий, так и во внеаудиторное время. Проведенные автором исследования касаются самостоятельной работы студентов, осуществляемой ими в процессе подготовки к практическим занятиям. При организации такой работы приходится разрешать существующее противоречие, состоящее в следующем. С одной стороны, преподаватель должен организовывать самостоятельную работу студентов (особенно слабых) по выполнению методических заданий, осуществлять промежуточный контроль, понижать или повышать уровень сложности заданий. С другой стороны, преподаватель не может непосредственно участвовать в этом процессе. Организующая деятельность преподавателя в этом случае проявляется в форме методических учебных заданий, предлагаемых студентам, и описания способов выполнения этих заданий студентами с различными индивидуальными особенностями. Одним из возможных путей решения возникающей проблемы в современных условиях является применение средств автоматизации в процессе формирования методических умений в ходе самостоятельной работы студентов при подготовке к практическим занятиям.

В настоящее время в педагогике и методиках обучения отдельным дисциплинам накоплены знания о закономерностях процесса обучения, его этапах, последовательности и приемах их реализации. Достигнутый уровень знаний в данной области позволяет рассмотреть возможность технологиза-ции процесса обучения. Разработка и внедрение в педагогическую практику компьютерных методов позволяют перейти к новому этапу — проектированию автоматизированных технологий управления формированием методических умений, реализующих системный подход к автоматизации в данной предметной области. Проблеме использования компьютеров в обучении посвящены работы Гальперина П.Я., Глушкова В.М., Машбица Е.И., Балла Г.А., Берга А.И., Габай Т.В., Ительсона Л.Б., Талызиной Н.Ф., Ляудиса В.Я., Рубцова В.В, Гершунского B.C., Полат Е.С., Разумовского В.Г. и других исследователей. Компьютеризация учебного процесса (на нынешнем этапе его развития) требует от преподавателя не только определенного навыка работы с ЭВМ, но и свободного ориентирования в существующих программно-педагогических средствах. Если добавить сюда еще и необходимость выявлять и учитывать индивидуально-типологические особенности студентов, то очевидно, что в условиях научно-технической революции необычайно возросли требования к уровню квалификации преподавателя, который должен быть специалистом в нескольких предметных областях.

Использование компьютерных технологий в педагогических целях затруднено в силу "неформализуемости" методологического аспекта процесса преподавания. Автоматизацию неформализуемых и трудноформализуемых процедур можно осуществить путем применения экспертной системы (ЭС), являющейся одной из разновидностей систем искусственного интеллекта. То есть, для автоматизации исследуемых процедур требуется разработка информационной системы нового типа, которая позволила бы оказывать помощь преподавателю в организации самостоятельной работы студентов по курсу "Методика преподавания математики" на высоком профессиональном уровне. Вопросам разработки методов создания и применения экспертных систем различного назначения посвящены исследования Поспелова Г.С., Поспелова Д.А., Попова Э.А., Нейлора К., Уотермана Д., Гаврило-вой Т.А., Минского М., ТаунсендаК. и других отечественных и зарубежных ученых. Специализированная обучающая ЭС должна в ходе самостоятельной работы студентов за компьютером выдавать индивидуальные задания различных уровней трудности, вырабатывать рекомендации по способам их выполнения, оказывать помощь в виде консультаций, осуществлять контроль знаний и умений студентов на различных стадиях выполнения ими методических заданий и т.п. Преподаватель, получая от ЭС информацию о типах выданных студентам заданий и результатах их выполнения, будет иметь возможность строить семинарское (практическое) занятие наиболее рационально.

Автоматизация процесса организации самостоятельной работы студентов призвана решить некоторые из существующих в данной области проблем, но в то же время очевидно, что автоматические процедуры, основанные на алгоритмических подходах, не могут и не должны целиком заменить традиционные методы. В процессе автоматизированной реализации указанных процедур потребуется использование как формализованных (точных) знаний (законов, формул, моделей, алгоритмов и т.п.), так и неформализованных (неточных), являющихся результатом обобщения опыта работы и интуиции специалистов, представляющих собой многообразные эмпирические (эвристические) приемы и правила. ческих умений студентов педвузов и разработка технологии автоматизированного управления самостоятельной работой студентов с применением обучающей экспертной системы.

Объект исследования: процесс формирования методических умений студентов при изучении курса «Методика преподавания математики». работы: исследование проблемы формирования методи

В ходе исследований была выдвинута гипотеза, что организация самостоятельной работы студентов с применением обучающей экспертной системы позволит повысить эффективность процесса формирования методических умений при условии: конкретизации состава методических умений, формируемых в курсе "Методика преподавания математики"; разработки системы методических заданий на основе единых требований к уровню формирования профессиональных методических умений; учета индивидуально-типологических особенностей студентов при конструировании методических заданий и управлении ходом их выполнения; осуществления обратной связи с целью мониторинга хода овладения методическими умениями.

4) определить способ разработки системы методических заданий для формирования выделенных умений;

7) экспериментально проверить разработанную технологию формирования профессиональных методических умений.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые предлагается разработанная автором комплексная технология автоматизированного управления процессом формирования методических умений в ходе самостоятельной работы, которая включает методику создания обучающей экспертной системы и технологию организации самостоятельной работы студентов, построенной на основе применения этой системы и методических заданий, сконструированных с учетом индивидуально-типологических особенностей обучаемых.

На защиту выносятся:

1. Методика создания обучающей экспертной системы автоматизированного управления организацией самостоятельной работы студентов, включающая: классификацию методических умений; способ психолого-педагогической диагностики; способ разработки системы индивидуальных методических заданий; методику формирования базы правил экспертной системы; методику построения базы данных, содержащую информационные средства психолого-педагогической диагностики и индивидуальные методические задания.

Апробация результатов исследования проводилась в виде докладов и выступлений на научно-методических семинарах кафедры высшей алгебры, элементарной математики и методики преподавания математики МПУ (1992 -2000гг), на методической конференции (Тула, 1993), на научной межрегиональной конференции (Саранск, 1993), на научно-методической конференции (Москва, МПУ, 1994), на международной конференции (Москва, Ml И У, 1994), на XIV Всероссийском семинаре преподавателей математики педагогических вузов (Орск, 1995), на научно-практической конференции (Орехово-Зуево, 1995), на международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика РАО И.Я.Лернера (Тула, 1997), на Всероссийской научно-практической конференции (Смоленск, 1999).

Структура и объем диссертационной работы.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика профессионального образования"

Выводы по главе

1. Активизация учебной деятельности, интенсификация развития творческих способностей личности достигается в значительной степени благодаря организации самостоятельной работы студентов, которая является многоаспектной и многоцелевой задачей. Методы решения этой задачи традиционными способами разработаны в психологии и педагогике. Самостоятельная работа студентов при правильной и адекватной её организации позволяет решать широкий спектр задач обучения и может служить резервом повышения эффективности обучения в вузе. Педагогическое управление учебной деятельностью студентов осуществляется через подбор системы заданий, изменение их сложности трудоемкости и последовательности выполнения, через выбор форм и средств обучения. В диссертационном исследовании самостоятельная работа рассматривается как вид индивидуальной учебной деятельности, осуществляемой без непосредственного руководства преподавателя.

2. В процессе изучения курса «Методика преподавания математики» студент овладевает профессиональными методическими умениями учителя математики. Система методических заданий должна обеспечивать возможность самостоятельной работы студентам с различными учебными возможностями, с различными индивидуально-типологическими особенностями учебно-познавательной деятельности. В психологии разработаны методы оценки и формирования индивидуального портрета личности обучаемого по большому числу характеристик. Но учет столь подробной характеристики личности требует высочайшего профессионализма преподавателя и разработчиков учебных материалов. Поэтому при проведении реальных обследований с целью индивидуализации обучения обычно предлагается ограниченный перечень индивидуально-типологических особенностей, оцениваемых и используемых при формировании модели обучаемого. Методические задания для текущей самостоятельной работы студентов должны разрабатываться с учетом выявленных типов деятельности, то есть особенностей малых однородных групп студентов.

3. В существующих способах организации самостоятельной работы студентов применяются различные средства автоматизации. В целом к настоящему времени сложилась единая концепция создания и применения средств «программированного обучения», позволяющая строить технологию организации самостоятельной работы с высоким уровнем автоматизации выполнения отдельных видов заданий. Но автоматизация управления процессом формирования у студентов профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы сталкивается с серьезными трудностями ввиду сложности и неформализуемости методов решения задач данного типа.

4. Средства обучения могут быть существенно расширены за счет использования новых компьютерных технологий. В качестве основного направления в компьютерном обучении выделяются интеллектуальные обучающие системы. Выполненный анализ показал, что автоматизация неформализуемых процедур организации самостоятельной работы студентов возможна путем создания и применения специализированной обучающей экспертной системы, являющейся одной из разновидностей систем искусственного интеллекта. Применение ЭС в учебном процессе призвано решить некоторые из существующих проблем в основном в двух предметных областях: в педагогической диагностике индивидуально-типологических особенностей студентов и в управлении выполнением методических заданий в процессе самостоятельной работы. Экспертные системы, максимально используя возможности компьютера, в наибольшей мере приближают обучение к осуществляемому преподавателем.

5. В результате проведенного анализа сформулированы задачи диссертационного исследования: разработать методику создания обучающей экспертной системы автоматизированного управления организацией самостоятельной работы студентов, включающую классификацию методических умений, способ определения общей структуры ЭС и функций ее компонентов, методики формирования базы правил ЭС и построения базы данных (средств психолого-педагогической диагностики и системы индивидуальных методических заданий); разработать технологию формирования профессиональных методических умений в процессе самостоятельной работы студентов с применением обучающей ЭС.

Глава 2. Разработка технологии формирования профессиональных методических умений в ходе самостоятельной работы студентов с применением обучающей экспертной системы

2.1 Способ моделирования процесса выполнения методических заданий при самостоятельной работе студентов

2.1.1 Содержательное описание задачи организации самостоятельной работы студентов

Современные тенденции повышения эффективности образования, в том числе и высшего, обусловливают поиск путей активизации деятельности обучаемых, развитие их самостоятельности и инициативы. Все большее значение приобретает ориентация на максимально возможное развитие личности обучаемого, что в вузе достигается в значительной степени благодаря организации самостоятельной работы студентов.

Поскольку личности обучаемого всегда уделялось значительное внимание, то одна из задач преподавателя - установление некоторого соответствия возможностям студентов уровня сложности заданий, степени помощи со стороны преподавателя и способа подачи учебного материала. При этом индивидуализация отнюдь не означает, что должны учитываться особенности именно каждого студента. Обычно выделяются малые группы учащихся на основании некоторых общих особенностей. Принцип индивидуализации в педагогическом процессе реализуется через (в частности) учет возрастных и индивидуально-типологических особенностей личности обучаемого (студента).

В первой главе диссертации проведен анализ работ, посвященных рассмотрению данной проблемы и сделан вывод о необходимости перехода к более совершенным технологиям обучения, учитывающим индивидуальные особенности обучаемых При новой парадигме образования преподаватель выступает не в традиционной роли распространителя информации, а в роли советчика, консультанта. Следовательно, главной задачей преподавателя становится квалифицированная помощь обучаемому в организации самостоятельной активной познавательной деятельности. Студент не только самостоятельно приобретает знания, но и учится применять их при решении различных проблем окружающей действительности. Индивидуализации учебной деятельности способствуют: знания реальных учебных возможностей и индивидуальных особенностей студента, соразмерность сложности учебных задач и реальных его возможностей. Подобная ориентация высшего образования приводит к необходимости решения преподавателем следующих задач /208/: осуществление педагогической диагностики (определение индивидуально-типологических характерологических особенностей студентов); определение целей педагогического воздействия (на основе имеющейся информации); планирование и прогнозирование предстоящей работы (оказание конкретной помощи в затруднительных ситуациях, учет зоны ближайшего развития и реальных возможностей обучаемых); практическое осуществление намеченного плана (демонстрация приемов и способов деятельности, стимулирование работы); анализ результатов выполненной работы (определение степени достижения ставившихся целей, определение новых целей на следующий период).

В этой связи при построении модели процесса обучения приходится исходить из того, что преподаватель должен выполнять следующие конкретные действия: подбирать для каждого студента задания, соответствующие его индивидуально-типологическим особенностям; адаптировать методы работы в соответствии с различными индивидуально-типологическими особенностями студентов; направлять поиск выполнения задания студентом, основываясь на собственных представлениях об алгоритме работы; оказывать помощь слабым студентам, предлагая план или приемы выполнения задания; обеспечивать обратную связь и создавать положительную мотивацию путем оценки успехов студентов при выполнении задания; анализировать результаты, оценивая способы решения, предлагаемые студентами (наиболее эффективные из которых использует в дальнейшей работе), и определять степень достижения ставившихся целей; при необходимости напоминать теоретические сведения или указывать содержащие их разделы учебников; показывать более эффективный (по сравнению с предложенным студентом) способ выполнения задания.

Обобщая результаты проведенного в первой главе диссертации анализа содержания существующих технологий организации самостоятельной работы студентов при подготовке к практическим занятиям и приведенный перечень действий преподавателя можно заключить, что преподаватель должен выполнять две основные функции: анализ индивидуально-типологических особенностей студентов и разбиение их на однородные (по определенным критериям) группы; разработка системы методических заданий, выдача заданий, соответствующих по назначению и сложности индивидуально-типологическим особенностям студентов, организация выполнения заданий.

Разбиение студентов на группы выполняется путем психолого-педагогического тестирования и отнесения их в соответствии с полученными результатами к однородным по определенному критерию (совокупности критериев) группам. Понятие "однородность" предполагает существование некоторых групп в чем-то отличных, но обладающих некоторыми общими свойствами студентов. Сходство студентов по этим свойствам позволяет отнести их к одному классу и служит основанием для их объединения в однородную группу. От цели разбиения зависят перечень оцениваемых свойств и критерии разбиения на группы.

В общем случае выполнение первой из рассматриваемых функций состоит из ряда функциональных операций, которые можно разделить на два этапа. На первом этапе для анализируемых индивидуально-типологических свойств студентов устанавливается набор оценочных параметров, характеризующих эти свойства, и критерии деления на группы (классы) в зависимости от значений параметров; отбираются тесты, которые при необходимости адаптируются и преобразуются в форму, пригодную для дальнейшего использования. Определяются значения оценочных параметров для каждого студента курса (потока). Каждый студент при дальнейшем исследовании является элементарным источником информации, который подлежит наблюдению и контрольному тестированию. В итоге проведенной работы накапливаются индивидуальные данные об особенностях каждого студента. При сборе и обработке данных в качестве основного допущения принимается то, что для каждого студента измеряемые характеристики находятся в течении некоторого периода времени в одном и том же состоянии, но постепенно они могут изменяться, в том числе и в результате целенаправленной деятельности преподавателя.

Оценка особенностей производится при помощи набора качественных и количественных характеристик (параметров, признаков), выбор которых и задание критериев производится преподавателем в зависимости от цели обследования. Сбор информации для каждого студента производится по конечному числу таких признаков, принимающих либо конечное число состояний, либо значения в фиксированном интервале. При этом значения качественных признаков определяются как наличие анализируемого свойства или степень его развития по определенной шкале. Значения количественных признаков получаются либо методом экспресс-оценки по упрощенным формулам с использованием минимально необходимой исходной информации, получаемой обычно из данных о текущей успеваемости или по результатам тестирования, либо путем вычислений по более сложным алгоритмам с применением исходной модели студента и длительного времени наблюдения. Цель обследования и разбиения определяет ту информацию, которая может быть использована для последующей обработки, а характер исходных данных и приемы их фиксации непосредственно влияют на способы обработки материала. Следовательно, на этом этапе прежде всего важны следующие факторы: цель разбиения на группы, существующие знания о студенте, о технике выявления индивидуальных особенностей и о технологиях личностно-ориентированного обучения.

Необходимо отметить, что выявление и использование данных об индивидуально-типологических особенностях студента (формирование его модели) целесообразно и эффективно только при постоянном наблюдении за ним, накоплении и корректировке (по мере необходимости) этих данных (модели студента) на протяжении всего периода обучения.

На втором этапе анализа индивидуально-типологических особенностей студентов осуществляется выявление однородных групп путем переработки собранной информации. Исходный материал - набор элементарных описаний студентов. Производится сравнение элементарных описаний с заданными критериями и объединение студентов в однородные группы. При этом студенты могут быть «типичными» представителями выделенных групп, либо «нетипичными», «пограничными». В первом случае у студентов набор элементарных описаний соответствует одной классификационной категории, а во втором - у студентов встречаются сочетания пограничных описаний, то есть отдельные характеристики имеют значения, равные граничным для двух соседних классов или близкие к ним. С такими студентами необходимо проводить дополнительную работу - наблюдение, тестирование, - в ходе которой уточняются их индивидуальные характеристики.

Разбиение на группы по совокупности признаков может выполняться путем одновременного учета всех признаков или последовательного введения (чередования) признаков, при котором на каждой ступени разбиение проводится только по одному признаку. Каждый из подходов реализуется при помощи определенных методов в разной степени поддающихся формализации. Для одновременного учета всех признаков используются метод ведущего фактора или метод сопряженного анализа. Второй подход реализуется с помощью метода многоступенной классификации или метода наложения серии наблюдений. Следует однако отметить, что при использовании любого из перечисленных методов часть операций выполняется на интуитивно-профессиональном уровне.

Итак, составными частями процедуры разбиения студентов на однородные группы являются: разработка системы классификации индивидуально-типологических свойств (разработка алфавита классов студентов), определяющих содержание разбиения (таксономической системы); отбор исходных данных; задание совокупности оценочных параметров; определение значений параметров для каждого студента; выявление однородных групп по заданному критерию (критериям), а также описание их особенностей с необходимыми рекомендациями по организации обучения; систематизация и накопление полученных материалов для дальнейшего использования.

Выполнение преподавателем второй функции также состоит из нескольких этапов (функциональных операций). В общем случае на первом этапе проводится проверка готовности студента к выполнению заданий путем экспресс-опроса или тестирования. Задача этого этапа - выявление и ликвидация пробелов в знаниях основных определений, понятий, классификаций и т.п., необходимых для выполнения методического задания. При положительном результате данного этапа студент допускается к выполнению задания, при отрицательном - ему указывается научно-методическая литература, с которой ему необходимо ознакомиться.

Второй этап - выдача студенту методического задания, соответствующего изучаемой теме и классификационной группировке, к которой относится студент по своим индивидуально-типологическим характеристикам. При этом предполагается, что уже имеется разработанная система методических заданий, удовлетворяющих определенным требованиям.

Третий этап - построение студентом алгоритма выполнения задания и последовательная самостоятельная его реализация. При этом студент (в случае необходимости) обращается за консультациями к преподавателю, а последний осуществляет промежуточный контроль в некоторых узловых точках и (если требуется) корректировку алгоритма. По итогам выполнения этого этапа анализируется готовность студента к аудиторным занятиям по изучаемой теме. В результате анализа могут быть скорректированы данные об индивидуально-типологических характеристиках студента (модель студента).

В итоге анализа содержательного описания процесса организации самостоятельной работы студента при подготовке его к практическим занятиям можно заключить, что основными задачами преподавателя являются: построение модели ситуации обучения, предусматривающей построение модели учебной деятельности; построение и уточнение модели студента, уточнение цели обучения применительно к данному студенту; анализ результатов промежуточного контроля и оценка ситуации, корректировка стратегии обучения; выдача обучающих воздействий.

Конечной целью выполнения всех заданий в процессе самостоятельной работы по курсу «Методика преподавания математики» является формирование у каждого студента предметно-ориентированных методических умений.

Новые педагогические технологии, о которых говорилось в первой главе, предполагают широкое применение новых информационных и, в частности, компьютерных средств в образовании. Это предусматривает и внедрение в процесс обучения электронных учебников, и использование в качестве источника информации глобальных телекоммуникационных сетей Интернет, и разработку концепции дистанционного образования. В то же время в первой главе сделан вывод, что для автоматизации решения нефор-мализуемых задач процесса обучения целесообразно применение методов теории искусственного интеллекта, в частности - экспертных систем.

В этой связи приведенное выше неформальное описание задачи разработано с целью её детализации, выделения подзадач и уточнения хода их решения, конкретизации ключевых понятий и отношений, источников знаний и данных, что необходимо для выработки требований к ЭС, определения структуры и функций ее компонентов. Схематично вербальное описание задачи представлена на рис.2.1.

2.1.2 Формализованная модель процесса организации самостоятельной работы студентов

Задача организации самостоятельной работы в формализованном виде может быть сформулирована с применением методов теории графов.

Рис.2 I. Блок-схема процесса организации самостоятельной работы студентов

Пусть задана тройка (SH, F, SK), где SH - множество начальных состояний, F - множество операторов, выполняющих переход из одних состояний в другие, SK - множество конечных состояний.

В этой постановке решить задачу - значит найти необходимую последовательность операторов, которая позволит преобразовать заданное начальное состояние через ряд промежуточных состояний разного уровня в конечное, то есть в состояние удовлетворения требований по сформированное™ у студентов профессиональных методических умений.

Пространство состояний и процесс преобразования в нем нагляднее представить в виде ориентированного графа G. На графе состояния отождествляются с вершинами, а операторы - с ребрами. Состояния и операторы делятся на группы (уровни), что соответствует последовательности функциональных операций и этапов, приведенной в содержательном описании задачи. Очевидно, что решение задачи методом поиска в пространстве состояний отождествляется с задачей построения пути L на графе G.

Построение пространства состояний осуществляется при помощи последовательного описания каждого состояния с начальных {S„j, SH2, .} до конечных {SKj, SK2, .} и всех возможных операторов, которые могут быть к нему применены. Для формализованного описания состояний процесса и выполняемых преобразований введем модельный язык (МЯ), за основу конструирования которого возьмем язык ситуационного управления, описанный в /166,169,170,171/. Определим классы основных лексических единиц.

Класс группировок понятий X = AuBuCuDuEuY, где A={ai,a2,,.} - множество предметно-ориентированных методических умений;

В={ЬЬЬ2,.} - множество уровней сформированности умений;

С={сьс2,.} - множество видов индивидуально-типологических особенностей студентов;

D={di,d2,.} - множество типов однородных групп студентов;

E={ei,e2,.} - множество видов исходных данных для анализа индивидуально-типологических особенностей (тесты, опросные листы, журналы текущей успеваемости и др.);

Y={yby2,.} - множество типов методических заданий.

Класс характеристик индивидуально-типологических особенностей студентов H={hi,h2,.}. Для каждого элемента q из CczX в этот класс входят все характеристики, оцениваемые при разбиении на группы. Для каждой характеристики в качестве атрибутов дается описание ее смыслового значения, формула вычисления или метод получения, единица измерения, шкала или диапазон возможных значений.

Класс исходных данных T={ti,t2,.}. Для каждого элемента е4 из EczX в этот класс входят все данные, используемые для выявления индивидуально-типологических особенностей студентов.

Класс методических заданий Z={zbz2,.}. Для каждого элемента у< из YclX в этот класс входят все задания, используемые для формирования профессиональных методических умений в процессе самостоятельной работы.

Класс сопутствующих вспомогательных данных Q={qbq2,.}. Для каждого элемента Zi из Z в этот класс входят: словарь основных терминов; контрольные вопросы, используемые для выявления пробелов в знаниях, промежуточного контроля и оценки уровня сформированности умений, соответствующих назначению задания zx\ алгоритм выполнения задания zv\ список учебно-методической литературы, содержащей необходимые теоретические сведения, примеры и задачи.

Класс моделей M={mi,m2,.}. В этот класс входят личностные модели всех студентов.

Класс отношений R={ri,r2v.}. Элементами этого класса являются все возможные отношения между лексическими единицами (группами лексических единиц) МЯ (например, быть элементом класса, иметь свойство, иметь характеристику и т.д.).

Класс имен 1={1]Д2,--}- В него входят любые слова и словосочетания, позволяющие конкретизировать описания элементов других классов и их атрибутов.

Класс элементарных операторов О={0),02,.}. К таким операторам относятся операторы присвоения, безусловного перехода, выполнения вычислений по формулам и т.п.

Таким образом задается алфавит W=XuHuTuZuQuMuRuIuO лексических единиц МЯ. Определим синтаксис языка как множество всех возможных (синтаксически правильных) высказываний. b1rjii),(hirxx,),(q,rmmi),(qirJqj),(qlr1i1),(qiroO|),(t)rmmi),(k1rJk,) (iir0Oi),(OirjOi),(Oiriii)}.

Построенные по таким образцам высказывания считаются синтаксически правильными. Кроме того синтаксически правильными считаются высказывания вида llkljUi), (Ukr00)), (Ukriil), (UfcVUi), (UkAUj), где uicujell; v - символ операции дизъюнкции; д - символ операции конъюнкции.

Построим формализованную модель исследуемого процесса. На основе содержательного описания возможные состояния разобьем на уровни, которые приведены в таблице 2.

Состояния уровней 0 и 1 относятся к начальным (студент выполняет задание в первый раз или нет), уровней 17, 18 - к конечным, а остальные к промежуточным.

В третьей графе приведены оценки порядка значений, а не сами значения количества вариантов состояний.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Антипина, Наталья Михайловна, Москва

1. Д а н н ы I е о студенте и|задании

2. Система управления реляционной базой данных1. База моделей студентов

3. База психологи ческих тестов

4. База методичее ких заданий алгоритмов1. База контрольных вопросов1. База списков литературы

5. Рис,2,2 Архитектура внешнего контура построения и использования базы данных ЭС

6. На внутреннем контуре представления данных должна быть обеспечена возможность задания связок типа: модель <->• модель; модель атрибут <-» значение.

7. Данное требование реализуется фрейм-представлением, в котором протофрейм имеет видfr = {<имя фрейма><имя слота 1><значение слота 1>.<имя слота к> <значение слота к>.}.

8. При конкретизации фрейма ему и слотам присваиваются имена и происходит заполнение слотов, то есть формируется фрейм-пример. В нем <имя фрейма> := <имя iel вида модели ееЕ>.имя слота> := <имя iel модели теМ>л<элементарный оператор о g 0>v<cвязкa>.

9. Методика формирования отдельных методических умений с применением обучающей экспертной системы

10. Ошибочность при выполнении i-ro задания Tj= 500-Mj/nj, где 500-Mi количество ошибок на каждые 500 знаков. Ошибочность выполнения варьируется в основном в пределах от 0 до 4 и от 4 и выше для небольшого количества испытуемых.

11. Для каждого студента определяется коэффициент общей работоспособности1. R^p/CK.p+Tep),где Vcp=(V,+V2)/2, Кср=(К,+К2)/2, Тср=(Т,+Т2)/2. R может изменяться в пределах от 0 до 2.

12. Данный способ иллюстрируется здесь на примере формирования двух умений разных уровней:умения второго уровня формировать математические понятия у учащихся;умения третьего уровня организовывать проведение отдельных уроков и их серий.

13. Охарактеризуемкаждую из перечисленных групп студентов.

14. Критерии формирования групп являются исходными положениями для разработки конкретных требований к сериям заданий и методике организации их выполнения для каждой группы студентов.

15. Реализация перечисленных требований будет продемонстрирована на конкретных примерах разработки заданий для указанных выше двух методических умений.25.2.2 Тема "Методика введения математических понятий в школьном курсе математики".

16. Если студент не отвечает на какой-либо вопрос, ему рекомендуется изучить литературу из предложенного списка для ликвидации пробелов в знаниях и повторно пройти тестовый контроль.

17. Лабораторные и практические работы по методике преподавания математики /Е.И. Лященко, К.В. Зобкова, Т.Ф. Кириченко и др.; Под ред. Е.И. Лященко. М.: Просвещение, 1988. (стр.37^47)

18. Новик И.А. Практикум по методике преподавания математики: Для физ.-мат. фак-тов пед. ин-тов. Минск.: Выш. шк., 1984. -175с. (стр.36-40)

19. Саранцев Г.И. Упражнения в обучении математике: Современные проблемы методики преподавания математики. М.: Просвещение, 1985. (стр.40-56)

20. Таким образом, изложенная последовательность действий является содержанием алгоритма выполнения выданного методического задания. Для выяснения необходимости консультативной помощи по алгоритму система задает вопрос работающему с ней студенту:

21. Алгоритм выполнения задания Вам ясен?

22. При положительном ответе студент продолжает самостоятельно выполнять задание. При отрицательном студенту в качестве консультации выдается общий алгоритм выполнения данного задания:

23. Выявить способ определения понятия.

24. Выявить существенные свойства понятия.

25. Установить логическую структуру определения понятия.

26. Привести примеры объектов, принадлежащих и не принадлежащих определяемому понятию.

27. Составить родословную понятия.

28. Выявить объем понятия и осуществить классификацию выявленных объектов.

29. Выявить способ введения понятия в школьном учебнике.

30. Подобрать упражнения на введение понятия выявленным способом (для каждого этапа). Указать возможные типичные ошибки учащихся.

31. Подобрать упражнения на закрепление понятия и применение его в конкретных ситуациях.

32. S. Подобрать упражнении на введение понятия выбраннымспособом (для каждого этапа). Указать возможные типичные ошибки учащихся.

33. Фреймы, аналогичные fri+4 fri+5 имеются в БД ЭС для каждого понятия, fri+6 = {< способ введения понятая >< абстракшо-дедуктивный способ х этапы способа>,< конкретно-индуктивный способ >< этапы способа >.}

34. Значения слотов в фрейме fri+6 заносятся в виде списков в соответствии с таблицей 3.fri+7 = {< этапы формирования понятая >< этап1, способ введения понятиях введение понягия>,< этап2 х применение понятия >,< этапЗ > < систематизация понятия >.}

35. Этапы конкретно-индуктивного способа введения понятия Этапы абстрактно-дедуктивного способа введения понятия

36. Закрепление и применение понятия в конкретных ситуациях осуществляется в ходе работы с упражнениями, направленными на переход от понятия к его существенным свойствам и обратно.

37. Систематизация материала происходит в ходе установления связей между отдельными понятиями при выполнении упражнений на составление родословной понятая.

38. Для контроля сформированности рассматриваемого в данном пункте умения предлагается контрольная работа, включающая следующие задания.

39. Выделите этапы формирования понятия «Корень уравнения» и для каждого из них укажите номера упражнений (по указанному учебнику), с помощью которых он может быть реализован.