Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Место самостоятельной работы в системе математической подготовки студентов втузов 12
1.1. Анализ требований нормативных документов к уровню математической подготовки выпускников втузов 12
1.2. Анализ педагогических противоречий образовательного процесса технического вуза 26
1.3. Определение самостоятельной контролируемой работы студентов втузов 35
Выводы по 1 главе: 42
Глава 2. Теоретическое обоснование структуры и содержания самостоятельной контролируемой работы студентов по высшей математике 44
2.1. Обоснование выбора методики разработки рациональной структуры и содержания СКРС 48
2.2. Моделирование структуры и содержания дидактической системы СКРС 63
2.3. Теоретическое обоснование организации управления СКРС 76
2.4. Проверка функционирования логико-семантической модели структуры и содержания СКРС 88
2.5. Анализ учебной информации для построения рациональной структуры индивидуальных заданий по высшей математике 101
Выводы по второй главе 113
Глава 3. Разработка методики проведения самостоятельной контролируемой работы студентов по высшей математике 116
3.1. Система индивидуальных заданий по высшей математике, как основа СКРС 120
3.2 Проектирование рациональной методики СКРС 131
3.3.Обоснование выбора способа контроля математических знаний и навыков
студентов втузов 148
3.4. Основные результаты педагогического эксперимента по оценке качества разработанной методики проведения самостоятельной контролируемой работы студентов втузов 155
3.5. Оценка качества самостоятельного обучения студентов с помощью разработанной методики и проверка результатов, полученных в ходе педагогического эксперимента 162
Выводы по третьей главе 166
Заключение 168
Список использованных источников 171
Официальные нормативные документы 171
Книги 173
Статьи 179
Диссертации и авторефераты 181
Публикации автора 184
- Анализ требований нормативных документов к уровню математической подготовки выпускников втузов
- Обоснование выбора методики разработки рациональной структуры и содержания СКРС
- Система индивидуальных заданий по высшей математике, как основа СКРС
Введение к работе
В условиях новой государственной политики РФ и проводимой в ее рамках реформы системы высшего образования, возникает необходимость совершенствования профессионального образования в технических вузах. В соответствии с новым Законодательством об образовании [1...19] подготовка квалифицированных кадров с высшим техническим образованием реализуется в системе высших технических учебных заведений (втуз), одной из составляющих частей которой являются втузы машиностроительного профиля.
Нормативные документы по подготовке специалистов с высшим образованием ориентируют всех участников образовательного процесса на повышение качества подготовки выпускников.
Вместе с тем, постоянно возрастает объем знаний, необходимых современному специалисту, при неизменном сроке обучения во втузе. Поэтому возникает необходимость интенсификации учебного процесса, формирования качеств присущих специалистам различных профессий. Так как в своей деятельности любому специалисту приходится постоянно повышать свою квалификацию, обновлять свои знания, то, будучи студентом, он должен освоить методику самообразования, научиться логически мыслить, находить новые способы решения профессиональных задач. Таким образом, втуз призван подготовить специалиста готового к постоянному самообразованию, самосовершенствованию и чем богаче будет его натура, тем ярче она проявится в профессиональной деятельности. Без научного решения вопроса о направленности, содержании и методике воспитания и обучения студентов втузов невозможно обеспечить эффективность подготовки специалистов.
Следовательно, необходимость дидактического исследования повышения качества подготовки выпускников втузов вызвана:
- качественным изменением современных требований к подготовке специалистов с высшим техническим образованием;
значительным усложнением и расширением спектра задач, решаемых выпускниками втузов в новых экономических условиях с применением полученной математической подготовки;
недостаточностью педагогических исследований образовательного процесса в современном втузе.
Таким образом, актуальность диссертационного исследования определяется педагогической значимостью решения задачи повышения качества обучения выпускников втузов по высшей математике для успешного выполнения ими всего комплекса функциональных обязанностей по исполняемой должности.
Методологическую основу исследования составили фундаментальные положения современной педагогики и психологии, посвященные: разработке дидактических принципов профессионального обучения (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько); методам проблемно-развивающего обучения (З.И. Калмыкова, Н.Я. Лернер, М.И. Махмутов); оптимизации процесса обучения (Ю.К. Бабанский); деятельностному подходу к развитию личности (А.Н. Леонтьев); проблемам высшей школы (СИ. Архангельский); проблемам организации и проведения педагогических экспериментов (СИ. Архангельский, В.И. Загвязинский, В.И. Михеев, М.Н. Скаткин); методу поэлементного анализа ответов обучаемых (Г.А. Балл, В.И. Гинецинский, А.П. Свиридов); теории и методике преподавания дисциплин естественнонаучного цикла (М.Р. Куваев, Л.Д. Кудрявцев, М.М. Мирошникова, Г.А. Фройденталь, П.М. Эрдниев).
Теоретическую основу исследования составили работы по проблемам: построения и содержания учебного материала (СИ. Архангельский, Л.П. Доб-лаев, А.Н. Леонтьев, Н.Ф, Талызина); функционирования и разработки дидактических систем (В.К. Дьяченко, Л.П. Леонтьев, В.Л. Обухов, Н.М. Скаткин); оценки уровней усвоения знаний и формирования навыков (А.П. Свиридов, Н.Ф. Талызина, О.И. Яныгина).
В опубликованных работах доказано, что улучшение качественных показателей процесса обучения в высшей школе, и в частности, в техническом ву-
зе возможно на основе системного подхода к исследованию его дидактических закономерностей. Не вызывает сомнений вывод ученых о том, что удовлетворение постоянно растущих требований к подготовке выпускников втузов может быть реализовано путем повышения качества образовательного процесса за счет внедрения научно-обоснованных методов, форм, средств и приемов обучения студентов.
Вместе с тем, несмотря на большое число и разнообразие публикаций по проблемам повышения качества образовательного процесса в высшей школе, в них в прямой постановке вопросы совершенствования самостоятельной контролируемой работы студентов (СКРС) по высшей математике пока не нашли своего отражения.
До сих пор педагоги-исследователи были склонны к изучению возможностей отдельных средств и приемов обучения, не сводя их в системное дидактическое образование. Такой подход, до настоящего времени, не позволил вооружить руководителей обучения различных уровней педагогическим инструментарием, дающим возможность рационально использовать все имеющиеся в его распоряжении средства и приемы. Реальное положение дел заставляет преподавателя высшей школы в педагогической практике действовать зачастую методом "проб и ошибок", что не соответствует возрастающей значимости задачи повышения качества образовательного процесса.
Объект исследования - образовательный процесс высшего учебного заведения профессионального образования. Предмет исследования - дидактические приемы совершенствования самостоятельной контролируемой работы студентов втузов по высшей математике.
Соотнесение объекта и предмета исследования, проведенное в ходе работы, позволило установить, что объект исследования представляет собой традиционную отрасль, а предмет исследования - новую сторону объекта исследования.
Гипотеза исследования заключается в следующем - качество математической подготовки студентов втузов повышается, если:
определена целесообразная организация СКРС в общей педагогической системе высшего учебного заведения профессионального образования;
разработана рациональная структура СКРС на базе использования системного подхода к содержанию индивидуальных самостоятельных заданий;
разработана методика выполнения СКРС на основе инновационных методов самостоятельной подготовки.
Цель исследования - разработка дидактических приемов совершенствования самостоятельной контролируемой работы студентов втузов.
Выполненный в исследовании системный анализ фундаментальных дидактических работ- современных отечественных и зарубежных авторов, а также материалов диссертаций, защищенных в 1988-1998 гг. по схожей педагогической тематике, позволил сформулировать научные задачи исследования.
Для достижения поставленной в исследовании цели планируется решить следующие научные задачи:
разработать логико-семантическую модель учебной информации;
обосновать дидактически целесообразную организацию самостоятельной контролируемой работы студентов втузов по высшей математике;
разработать рациональную структуру построения и содержания самостоятельной работы;
разработать методику выполнения элементов СКРС;
экспериментально проверить и оценить качество разработанной методики.
Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:
анализ педагогической, методической и учебной литературы;
изучение и обобщение передового опыта;
педагогическое наблюдение;
анкетирование студентов и преподавателей;
информационное моделирование;
педагогический эксперимент;
- статистическая обработка данных, характеризующих результаты обу
чения.
При этом проведенная в ходе выполненной работы оценка методического аппарата, характерного для дидактических исследований, базировалась на данных, полученных в области изучения и обобщения методики педагогического исследования [26,40,45,52,59,60,61,63,84,107]. Она позволила установить, что основным методом исследования в избранной предметной области является педагогический эксперимент, проводимый в реальных условиях учебного процесса.
Научная новизна работы заключается:
в определении понятия "самостоятельная контролируемая работа студентов";
в разработке нового способа построения структуры и содержания СКРС;
в построении логико-семантической модели структуры и содержания СКРС;
в проектировании новой методики проведения СКРС;
в определении взаимосвязи результатов обучения и применяемой системы СКРС.
Теоретическая значимость исследования состоит в дидактическом и методическом обосновании нового способа построения структуры и содержания СКРС и разработке методики проведения СКРС по высшей математике.
Практическое значение заключается в том, что разработанные в диссертации дидактические приемы могут быть использованы в учебном процессе высших учебных заведений профессионального образования. Намечены пути дальнейшей реализации научных результатов, связанные с возможностями компьютерных средств обучения.
Основные положения выносимые на защиту:
1. Дидактические приемы совершенствования СКРС;
Обоснование организации и структуры системы самостоятельной контролируемой работы студентов (СКРС) по высшей математике;
Методика выполнения СКРС.
Апробация: результаты исследования обсуждались на пяти научно-методических межвузовских конференциях и семинарах; освещены в девяти печатных работах.
Выполненная диссертационная работа содержит следующие составные части: введение, три главы, заключение, список проанализированной литературы, содержащий 147 наименований, 8 приложений.
В первой главе описаны современные требования к уровню математической подготовки выпускников втуза; проанализированы межпредметные связи курса высшей математики по 5 специальностям технологического факультета Санкт-Петербургского института машиностроения; описана структура типовой дидактической системы; сформулированы противоречия, возникающие в практике обучения и воспитания студентов и являющиеся источником развития педагогического процесса; введено определение самостоятельной контролируемой работы студентов (СКРС),
Во второй главе описаны основные дидактические приемы совершенствования СКРС; приведено обоснование выбора методики дидактического исследования;, которое базируется на обобщении основных положений теории обучения и содержит оценку применяемых способов измерения результатов обучения и факторов информационного обеспечения; указаны возможности существующих методов дидактических исследований; раскрыты теоретические основы моделирования рациональной структуры и содержания СКРС; предложены новые классификационные признаки ее декомпозиции; обоснована возможность оптимизации состава индивидуальных заданий; приведены теоретическое обоснование организации управления СКРС и результаты проверки функционирования модели, позволяющие судить о степени рациональности ее построения.
На основании выбора показателей выполнен анализ учебной информации для построения рациональной структуры СКРС. В ходе анализа по-новому учтены условия выполнения индивидуальных заданий, их структура и логические отношения между структурными элементами. В соответствии с результатами анализа сформулированы приемы, позволяющие совершенствовать организацию и структуру СКРС.
В третьей главе изложены основные компоненты спроектированной методики проведения СКРС по высшей математике, причем в ней специально выделены рекомендации преподавателям по подготовке индивидуальных заданий по высшей математике; уточнены состав факторов, варьируемых в ходе дидактического эксперимента, и способ измерения отклика дидактической системы; описаны результаты, полученные в ходе педагогического эксперимента по оценке качества разработанной методики, доказывающие правильность основной гипотезы исследования; сформулированы основные выводы в отношении проверки достоверности полученных результатов.
В заключении изложены итоги выполненной диссертационной работы; перечислены полученные научные и практические результаты; раскрыта степень их достоверности и новизны; приведены сведения о внедрении научных результатов в практику образовательного процесса втузов; отмечены научные вопросы, которые могут служить предметом дальнейших исследований.
Соискателем предложены ряд обоснованных новых подходов к решению научной задачи, выражающихся в усовершенствовании известного в дидактике научно-методического аппарата за счет его дополнения элементами совершенствования, позволяющими получить прирост качества обучения студентов втузов.
Результаты диссертационного исследования опубликованы соискателем в 9 печатных источниках.
Апробация научных результатов, выносимых на защиту, проведена автором на пяти научно-методических межвузовских конференциях и на расши-
ренном заседании кафедры высшей математики Санкт-Петербургского института машиностроения.
Анализ требований нормативных документов к уровню математической подготовки выпускников втузов
Современное состояние российской высшей школы характеризуется реформированием всей системы высшего профессионального образования, начало которого было положено в 1991 г. О значимости государственного подхода к реформам высшей школы свидетельствует тот факт, что первый Указ вновь избранного Президента Российской Федерации был посвящен именно проблемам образования [2]. В настоящее время реформа высшей школы РФ вступает во второй этап, основной задачей которого будет формирование современного специалиста XXI века. Бурное развитие научно-технического прогресса в последней четверти нашего века привело к чрезвычайно быстрому моральному устареванию знаний. В результате этого объем общенаучных, фундаментальных и специальных знаний, полученный во втузе, уже через несколько лет оказывается недостаточным. По данным некоторых исследователей [24,110] темп устаревания знаний в основных машиностроительных отраслях современного производства составляет 7... 12 лет. Далее каждый специалист сталкивается с необходимостью обновления полученных знаний, причем зачастую без отрыва от выполнения основных функциональных обязанностей. В связи с этим ему потребуются стойкие познавательные мотивы, навыки и умения быстрого ориентирования в новой информации научно-технического характера. Это обстоятельство определяет главную социальную задачу современного высшего инженерного образования [17, 18]. Она заключается в одновременном вооружении специалиста с инженерным образованием как глубокими знаниями в области будущей профессиональной деятельности, так и формированием у него комплекса качеств, позволяющих самостоятельно приобретать, расширять и углублять знания в избранной предметной области. В решении этой двуединой глобальной педагогической задачи высшей математике отводится особая роль. В техническом вузе математика призвана сформировать у выпускников дедуктивно-логический стиль мышления, иногда называемый инженерным [50]. Наряду с этим математика широко применяется, как инструментарий для обучения решению типовых и нестандартных технических задач. Выполненное диссертационное исследование позволило установить, что на технологическом факультете СПИМаш курс математики связан более чем с 69% изучаемых дисциплин, для которых он является базовым. Таким образом, можно констатировать, что обе педагогические функции математики во втузе: фундаментальная и профессиональная, сохраняют свою значимость в современных условиях реформирования высшей школы. Некоторые авторы [51,70,133] в связи с этим справедливо обосновывают необходимость непрерывной математической подготовки в течение всего периода обучения во втузе.
Математическая подготовка во втузе является составной частью общеинженерного обучения, ее проведение со студентами различных специальностей носит системный характер. По мнению ряда педагогов - исследователей [38,62,74] справедливо утверждение о том, что преподавание математики во втузе представляет собой систему учебных мероприятий, проводимых в целях формирования у студентов инженерного мышления.
В математической подготовке студентов втузов принято выделять четыре основных направления:
изучение и практическое освоение комплекса математических знаний в виде понятий, терминов, определений, объединяемых общематематическим языком;
освоение основных функциональных приложений высшей математики в виде формирования навыков и умений применения полученных знаний для решения конкретных инженерных задач;
овладение логическими формами, способами и приемами познавательной деятельности, возникающими на основе усвоения математических знаний, навыков и умений;
Обоснование выбора методики разработки рациональной структуры и содержания СКРС
Известно, что закономерности формирования знаний, выработки умений и навыков обучаемых могут быть выявлены двумя путями [32]: как следствие теории обучения; как результат экспериментальных исследований.
Поскольку методика любого исследования основывается как на теоретических, так и на экспериментальных данных, то для обоснования ее выбора необходимо определить положения обоих направлений. ,
На образовательный процесс во втузе оказывает влияние большое количество различных факторов [30,85], учесть которые, а тем более измерить представляется крайне трудным, так как эти факторы меняются при переходе от одной дисциплины к другой, от одного занятия к другому и даже в течение одного занятия в данной учебной группе. По этой причине зависимость результатов обучения студентов втузов от самостоятельной работы до сих пор рассматривалась не как четко выраженная количественная зависимость, а в виде доминирующей тенденции [80]. Однако многолетние исследования [23,36,79] позволили ученым выявить наличие связи между самостоятельной учебной деятельностью и результатами обучения.
На этом основании можно предположить, что в условиях реального многофакторного учебного процесса во втузе существует четко выраженная функциональная зависимость относительного числа обучаемых (студентов), успешно усвоивших конкретный учебный материал от применяемого метода самостоятельных занятий для подготовки к конкретному теоретическому или практическому занятию. Выявление числовых связей, характеризующих качество усвоения учебной информации одной и той же дисциплины при разных мето а диках самостоятельной работы дает возможность определить, какие параметры влияют на результат обучения в большей степени и как изменяется характер этого влияния в динамике. Анализ научных работ [44,54,59,68,69,83], посвященных проблемам функционирования и разработки дидактических систем в целом, и подсистем методов и форм обучения в частности [25,98,101,123], позволяет сделать вывод о том, что экспериментально выявленные зависимости психолого-педагогических процессов научения являются основой разработки теории обучения. Поэтому для обоснования выбора методики необходимо выделить следующие результаты базовых экспериментальных педагогических исследований:
1. Педагогическая практика и экспериментальные психолого-педагогические исследования [56Д36] позволили сделать вывод о том, что кривая научения (рис. 2.1.) носит универсальный характер.
Система индивидуальных заданий по высшей математике, как основа СКРС
Приступая к раскрытию содержания индивидуальной самостоятельной контролируемой работы студентов, целесообразно определить требования, соответствие которым можно считать необходимыми и достаточными условиями применимости системы ИЗ;
1. Комплексный характер индивидуальных заданий, обеспечивающий охват всей учебной информации, изучаемой в семестре;
2. По возможности равномерное распределение индивидуальных заданий на протяжении всего семестра;
3. Включение в каждое индивидуальное задание задач одинакового качества при разной степени их сложности;
4. Выдача индивидуальных заданий обучаемым в соответствии с начальным уровнем их подготовленности и результатами учебной работы на пре-дыдущих занятиях;
5. Представление обучаемым возможности самостоятельного повышения уровня своей подготовленности путем последовательного выполнения нескольких ИЗ различной степени сложности;
6. Разделение ИЗ на составные части, выполнение которых примерно соответствует прохождению основных этапов формирования математического навыка;
7. Поэтапное выполнение ИЗ, предусматривающее возможность оказания помощи преподавателем студентам на начальном этапе и относительно быстрый переход к самостоятельному решению задач каждым обучаемым;
8.Организационное выделение окончания выполнения каждого ИЗ в виде их защиты обучаемыми в ходе практических занятий или консультаций.
9.Наличие "обратной связи" между результатами выполнения ИЗ и их содержательной стороной, предусматривающее обработку результатов обучения и внесение соответствующих корректур в лекционный материал и решаемые математические задачи.
В соответствии с этими требованиями разработана система индивидуальных заданий по высшей математике в объеме учебной программы для втузов.
Основная функция системы ИЗ по высшей математике - способствовать целенаправленной выработке у каждого студента определенных математических навыков, необходимых ему как при последующем освоении комплекса фундаментальных и специальных дисциплин, так и в его будущей инженерной деятельности.
Количество индивидуальных заданий в семестре (NH3) в общем случае равно количеству изучаемых подразделов (циклов) высшей математики. Исходя из типовой продолжительности одного семестра (от 14 до 17 учебных недель) и среднего времени, необходимого на выполнение одного задания (2-2,5 недели), количество ИЗ в семестре не превышает семи (Ы- 7),
Структура каждого индивидуального задания содержит две неравные составные части:
- индивидуальное самостоятельное задание (ИСЗ), которое выполняется обучаемым на каждом практическом занятии. Оно содержит группу задач, выполнение которых соответствует начальному этапу формирования математического навыка. В период выполнения ИСЗ возможно оказание помощи обучаемым со стороны преподавателя. Задачи, решаемые на первом ПЗ цикла, носят тестовый характер, они проверяются сразу же по окончании занятия и служат дальнейшему распределению обучаемых по условным подгруппам отлично, хорошо и удовлетворительно успевающих. Полученный опыт позволяет сделать вывод о том, что на одном ПЗ целесообразно выполнять не более 6 задач.
