Введение к работе
Актуальность исследования. Одной из успешно развивающихся новаций в организации учебного процесса является дистанционное обучение — качественно новый и прогрессивный вид получения знаний обучающимися посредством современных информационных и коммуникационных образовательных технологий на расстоянии от учебного заведения. Высокая социальная значимость дистанционного образования, связанная с профессиональной подготовкой по экономическим специальностям, определяется возросшими потребностями в высококвалифицированных специалистах экономического профиля, а также -в образовательных услугах в этой области экономико-математических знаний у широких слоев населения России.
Успешность и качество подготовки будущего специалиста в области экономики, обучающегося дистантно, зависит от эффективной методики обучения и организации этого процесса: тщательное и детальное планирование деятельности обучаемых, четкая постановка задач и целей обучения, использование учебно-информационных материалов, методов, форм и средств дистанционного обучения математике применительно к экономическим специальностям. Значительную эффективность обучения обусловливают применение компьютерных математических систем, которые существенно упрощают и автоматизируют вычисления, тем самым раскрывают большие возможности для непосредственного проведения экономического анализа, решения экономических задач, способствуя углублению профессиональных знаний и умений студентов экономических специальностей.
Таким образом, решение проблемы качественного повышения уровня математической и общей профессиональной подготовки будущих экономистов в целом зависит от успешного развития и функционирования методического компонента обучения математике студентов вуза.
Применение компьютерных математических систем наиболее оптимально в преподавании математики для студентов экономических специальностей, поскольку:
во-первых, математика является одной из фундаментальных дисциплин в вузах, готовящих специалистов в сфере экономики; многие экономические законы сформулированы на языке математики, многие математические понятия имеют экономический смысл;
во-вторых, математика наиболее адаптирована к использованию информационно-коммуникационных технологий в обучении, поскольку имеется специальное программное обеспечение — компьютерные математические системы (КМС).
Методический компонент обучения математике включает компьютерные математические системы, которые представляют собой специальные интегрированные программные продукты, обладающие средствами выполнения различных численных и аналитических математических расчетов, от простых арифметических вычислений, до
решения уравнений с частными производными, решения задач оптимизации, проверки статистических гипотез, средствами конструирования экономико-математических моделей и другими необходимыми инструментами.
Среди наиболее часто применяемых компьютерных математических систем универсального типа, используемых не только в инженерных, строительных и иных отраслях, но и в сфере экономики можно выделить следующие: Mathematica, Maple, MatLab, MathCAD. Указанные компьютерные математические системы позволяют оптимизировать процессы обучения студентов вузов и как совокупность теоретико-методических и программно-аппаратных средств, позволяют производить математические вычисления с высокой степенью точности и результативности. Одним из важнейших свойств КМС является возможность символьных вычислений без программирования, на основе использования встроенных функций, с визуализацией процессов и данных, получаемых в ходе обработки.
Среди КМС выделяются две — Mathematica и Maple, отличающиеся от прочих наличием развитого встроенного языка программирования, что многократно увеличивает возможности их применения и в научных исследованиях, и в образовании.
Мы считаем, что наиболее оптимальным выбором для обучения математике с использованием компьютерных математических систем в высших учебных заведениях по экономическим специальностям является КМС Mathematica:
во-первых, потому что данный продукт содержит все алгоритмы, изучаемые в курсе высшей математики не только экономических, но и технических специальностей в высших учебных заведениях, а, следовательно, полнота охвата дидактических единиц максимальная;
во-вторых, и это немаловажно в свете интеграции обучения и научных исследований между странами, в ЕС и США КМС Mathematica полностью включена в систему высшего образования;
в-третьих, эта система получила сегодня очень широкое распространение не только в научных, но и в прикладных исследованиях.
Разработка методического компонента обучения математике-студентов экономических специальностей с применением компьютерных математических систем по дистанционной форме обучения необходима и актуальна, поскольку из 24 выделенных нами экономических дисциплин: 12 (50%) дисциплин имеют связь с математическим анализом и дифференциальными уравнениями; 22 (91,7%) дисциплины имеют связь с экономико-математическим моделированием; 21 (87,5%) дисциплина имеют связь с теорией вероятности и математической статистикой.
Таким образом, цели обучения математике студента в вузе по экономическим специальностям заключаются в следующем:
обеспечение фундаментальной подготовки для прикладной деятельности;
формирование умений, навыков математического моделирования и анализа, необходимых в профессиональной деятельности экономиста.
Однако имеются определенные сложности в обучении математике по дистанционной форме обучения. Это связано со спецификой содержания теоретического материала, и с методикой преподавания математических дисциплин. Теоретический материал по математическим дисциплинам изобилует формулами и выкладками, сложными для самостоятельного изучения и усвоения даже при наличии качественной учебно-эмпирической базы в виде школьного курса алгебры и начал анализа, геометрии.
Практика обучения математике показала, что выявленные сложности восприятия и самостоятельного усвоения теоретического материала требуют определения научно-обоснованных методов, форм и средств дистанционного обучения. В результате на первый план выходит разработка методического компонента обучения математике студентов экономических специальностей с применением компьютерных математических систем по дистанционной форме обучения, обеспечивающего высокое качество профессиональной подготовки студентов.
В результате недостаточной теоретической разработанности методических аспектов обучения математике студентов экономических специальностей с применением компьютерных математических систем по дистанционной форме обучения сложились следующие противоречия:
между потребностями в высококвалифицированных специалистах экономического профиля, умеющих грамотно использовать современные информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности, и отсутствием теоретико-методических основ, конкрети-зирующих методы, средства и организацию их математической подготовки по дистанционной форме обучения;
между значительным дидактическим потенциалом компьютерных математических систем и дистанционных технологий, позволяющих поднять математическую подготовку на качественно новый уровень, и недостаточной разработанностью методического компонента обучения математике с использованием данных систем и технологий в вузе.
Это позволило нам сформулировать проблему исследования, которая состоит в научно-обоснованной разработке методического компонента обучения математике студентов экономических специальностей в вузе с использованием компьютерных математических систем по дистанционной форме обучения.
Объект исследования: процесс обучения математике студентов экономических специальностей в высших учебных заведениях в условиях дистанционного образования.
Предмет исследования: методический компонент обучения математике студентов экономических специальностей с применением компьютерных математических систем по дистанционной форме обучения.
Цель исследования: разработать, научно обосновать и экспериментально проверить модель методического компонента обучения математике студентов экономических специальностей в высших учебных заведениях с использованием компьютерных математических систем и дистанционных технологий, обеспечивающую значительное повышение качества математической подготовки будущих специалистов в сфере экономики.
Гипотеза исследовании опирается на предположение о том, что оптимальное функционирование методического компонента обучения математике студентов экономических специальностей с использованием компьютерных математических систем в условиях дистанционного образования обеспечит высокое качество математической подготовки будущих специалистов, если:
разработана модель методического компонента обучения математике студентов экономических специальностей с использованием компьютерных математических систем, содержащая разнообразные методы, приемы и средства дистанционного обучения;
созданы условия для положительной мотивации к обучению, познавательной активности студентов, обучающихся с применением компьютерных математических систем;
обеспечено качественное интерактивное взаимодействие между студентами и преподавателями в процессе обучения математике применительно к экономическим специальностям посредством дистанционных технологий;
организована учебная деятельность студентов с использованием электронных пособий, включающих в себя теоретический, практический, тестовый и контрольный материал, методические рекомендации для решения компьютерно-ориентированных задач.
Задачи исследования:
-
Изучить и проанализировать современное состояние дистанционного обучения в вузах и выявить теоретические основания применения в обучении математике студентов экономических специальностей компьютерных математических систем и дистанционных технологий, обеспечивающих высокое качество профессиональной подготовки студентов.
-
Теоретически обосновать и экспериментально проверить модель методического компонента обучения математике студентов экономических специальностей с использованием компьютерных математических систем в условиях применения дистанционных технологий.
-
Разработать учебно-методическое обеспечение студентов экономических специальностей дистанционной формы обучения.
-
Разработать методику решения компьютерно-ориентированных задач с использованием компьютерных математических систем (в среде Mathematica).
Методологической основой исследования служат:
исследования в области методологии дистанционного обучения (А. А. Андреев, А. А. Ахаян, А. М. Бершадский, Д. А. Богданова, А. Д. Ивашшков, В. П. Кашицин, И. Г. Кревский, М. В. Моисеева, А. Н. Тихонов, А. Ю. Уваров и др.);
достижения в развитии теории и методики преподавания математики (М. И. Башмаков, В. А. Гусев, Ю. М. Колягин, Г. Л. Луканкин, Г. И. Саранцев, И. М. Смирнова и др.);
исследования, посвященные методике преподавания математики с использованием новых информационных технологий (Н. В. Апатова,
A. П. Ершов, Е. А. Мамонтова, Е. И. Машбиц, Е. Ю. Огурцова, И. В. Роберт,
Н. Ф. Талызина и др.);
исследования, посвященные применению компьютерных математических систем (КМС) в обучении различным математическим дисциплинам (Е. А. Дахер, С. А. Дьяченко, Л. В. Жук, Т. В. Капустина и др.);
учебники и учебно-методические пособия по математическому моделированию экономических процессов (К. В. Баландин, Н. А. Брызгалов,
B. С. Шипачев, Н. Ш. Кремер, П. Е. Данко, И. В. Орлова, В. А. Половников,
В. В. Красильников и др.).
Методы исследования:
теоретические — изучение и анализ литературы по психологии, педагогике, теории и методике обучения математике, теории и методике профессионального образования; изучение Государственного образовательного стандарта по экономическим специальностям, нормативных документов, учебных планов, программ, учебно-методических комплексов по математическим дисциплинам; анализ, синтез, проведение аналогий, обобщение, моделирование;
экспериментальные — наблюдение, анкетирование, интервьюирование, тестирование, индивидуальные и групповые беседы, педагогический эксперимент;
методы математической статистики — анализ и обработка экспериментальных данных.
Основной базой исследования являлись экономические факультеты
Бугульминского филиала Института экономики, управления и права (г.
Казань) (ЧОУ ВГТО ИЭУП (г. Казань)) и Бугульминского филиала
«Казанский национальный исследовательский технологический
университет» (ФГБОУ ВПО «КНИТУ»).
Основные этапы исследования.
На первом этапе (2005-2006 гг.) осуществлялся анализ психолого-педагогической и специальной литературы по проведению дистанционного обучения, состоянию проблемы определения и развития методического компонента обучения математике студентов экономических специальностей с применением компьютерных математических систем. В результате первого этапа были разработаны исходные гипотезы, цель, стратегия и задачи, подобран дидактический материал для констатирующего эксперимента.
На втором этапе (2006-2007 гг.) разработана модель методического
компонента обучения математике студентов экономических специальностей
с применением компьютерных математических систем, проведен
сравнительный анализ использования различных компьютерных
математических систем в процессе обучения математике на
констатирующем этапе эксперимента.
На третьем этапе (2007-2008 учебный год) скорректированы отдельные составляющие модели методического компонента обучения математике студентов экономических специальностей с применением компьютерных математических систем, начат поисковый эксперимент по проверке разработанной методики обучения математике студентов с применением дистанционных технологий.
На четвертом этапе (2008-2011 учебные годы) был проведен формирующий эксперимент; написано и апробировано электронное учебное пособие «Экономико-математические методы»; разработана методика решения задач по данному пособию в среде Mathematica; проводились анализ, систематизация и обобщение полученных результатов экспериментальной работы; осуществлялось оформление исследования в виде диссертации.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обусловлена теоретической обоснованностью исходных положений, целостным подходом к решению поставленной проблемы, концептуальной непротиворечивостью методов исследования, адекватных поставленной цели, задачам и гипотезе исследования, проведением педагогического эксперимента, качественного и количественного анализа полученных данных с использованием методов математической статистики.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
-
Разработана модель методического компонента обучения математике студентов вуза экономических специальностей с применением компьютерных математических систем по дистанционной форме обучения, содержащая разнообразные методы, приемы, средства дистанционного обучения.
-
Модель методического компонента обучения .математике студентов вуза экономических специальностей с применением компьютерных математических систем по дистанционной форме обучения опирается на следующие положения:
- активизация и оптимизация процесса обучения математике
студентов экономических специальностей с использованием компьютерных
математических систем по дистанционной форме обучения, способствующая
формированию основ экономической культуры;
интеграция экономических и математических знаний и умений у студентов, решающих экономические задачи с применением компьютерных математических систем с учетом межпредметных связей математики, эконометрики, статистики, математической статистики и информатики;
- рефлексивность как специально организованная деятельность,
направленная на осознание студентами экономических специальностей содержания, способов деятельности и, главное, собственных достижений в освоении компьютерных математических систем.
3. В модели методического компонента обучения математике
студентов экономических специальностей с применением компьютерных
математических систем по дистанционной форме обучения определены
специфические принципы:
принцип осознания потребности в освоении студентами специальных интегрированных программных продуктов (в частности, Mathematica, обладающих средствами выполнения различных математических расчетов, проверки статистических гипотез, средствами конструирования экономико-математических моделей и пр.), предполагающий углубление понимания студентами экономических специальностей этой деятельности в современной математической подготовке в вузе не только как их личной, но и общественной потребности; а также - повышение внимание студентов на то, что уровень формирования профессиональной компетентности является показателем их готовности к решению профессиональных задач в области экономики.
- принципа обеспечения требований образовательных стандартов и
качества образования за счет реализации комплексных образовательных
программ, основанных на использовании передовых психолого-
педагогических, информационных, коммуникационных технологий,
компьютерных математических систем по дистанционной форме обучения,
который гарантирует успех в профессиональной деятельности выпускников
вуза;
принцип индивидуализации обучения математике студентов экономических специальностей в системе дистанционного образования на основе тесного и непрерывного взаимодействия и сотрудничества преподавателя со студентами в процессе профессиональной подготовки, направленной на наиболее полное удовлетворение потребностей студентов и их прав в области образования.
4. В модели методического компонента обучения математике
студентов экономических специальностей с применением компьютерных
математических систем по дистанционной форме обучения определены и
экспериментально проверены следующие методы обучения:
метод объективной оценки ситуаций, представленных в компьютерно-ориентированных задачах, решаемых с использованием компьютерных математических систем (в среде Mathematica), заключается в проведении логического анализа проблемы и обработке результатов ее решения;
метод изучения опыта решения компьютерно-ориентированных задач, заключается в целенаправленном анализе алгоритма, дающим высокий результат, а также методы, стимулирующие профессиональный интерес к решению экономических задач с использованием компьютерных математических систем;
-,:- ' метод инновационного подхода к эвристическому решению частных проблем, связанных с профессиональной деятельностью будущих специалистов в сфере экономики заключается в подготовке студентов к самостоятельному решению проблем, к применению инновационных методов работы, с использованием наиболее эффективных компьютерных математических систем позволяющих быстро адаптироваться к новым требованиям развивающейся экономики.
-
Обоснована методика применения компьютерной математической системы Mathematica в дистанционном обучении математике студентов экономических специальностей, которая рассматривается как учебно-информационное средство обучения и как специальный интегрированный программный продукт, обладающих возможностями выполнения различных численных и аналитических математических расчетов, решения задач оптимизации, проверки статистических гипотез, средствами конструирования экономико-математических моделей и другими необходимыми инструментами.
-
Разработаны педагогические условия реализации модели методического компонента обучения математике студентов экономических специальностей с применением компьютерных математических систем по дистанционной форме обучения, включающие:
профессионализацию знаний и умений в области математических и экономических дисциплин;
профессионально-экономическая направленность всего содержания обучения математике (математический анализ и дифференциальные уравнения; экономико-математическое моделирование; теория вероятности и математическая статистика);
освоение комплекса методических приемов решения математических компьютерно-ориентированных задач в среде Mathematica, способствующих формированию профессиональных компетенций будущих специалистов;
включение в учебный процесс компьютерных математических систем и дистанционных технологий.
Теоретическая значимость исследования определяется тем, что: внесен вклад в теорию и методику профессионального образования - решена научно-педагогическая задача - разработана модель методического компонента обучения математике студентов вуза экономических специальностей с применением компьютерных математических систем по дистанционной форме обучения, опирающаяся на основные положения; определены специфические принципы, методы обучения, педагогические условия реализации этой модели; исследована КМС Mathematica как средство и основа для создания компьютерных учебных пособий (педагогических программных продуктов), предназначенных для обучения математике с использованием дистанционных технологий студентов экономических специальностей в высших учебных заведениях; теоретически обоснована возможность и методика применения КМС Mathematica при
решении компьютерно-ориентированных задач, способствующая повышению качества обучения математике в вузах по экономическим специальностям.
Практическая значимость исследования заключается в том, что разработанная модель методического компонента обучения математике студентов вуза экономических специальностей с применением компьютерных математических систем в дистанционной форме обучения, электронное учебное пособие «Экономико-математические методы» позволяют достичь высокого качества профессиональной подготовки:
-
повысить эффективность усвоения знаний студентами и углубить их представления об экономических и математических объектах и процессах путем внедрения в учебный процесс среды Mathematica;
-
активизировать самостоятельную работу студентов с информацией иа основе применения КМС Mathematica;
-
использовать методический инструментарий для формирования знаний, умений и навыков с помощью КМС Mathematica и дистанционных технологий.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Повышение качества профессиональной подготовки студентов экономических специальностей по дистанционной форме обучения возможно при оптимальном функционировании методического компонента их обучения математике с использованием компьютерных математических систем, позволяющим эффективно осуществить интерактивное взаимодействие между студентами и преподавателями посредством дистанционных технологий; использовать электронные пособия, включающие теоретический и практический материал по решению специальных компьютерно-ориентированных задач.
-
Модель методического компонента обучения математике студентов вуза экономических специальностей с применением компьютерных математических систем по дистанционной форме обучения включает: цели обучения; концептуальные положения; содержание обучения; принципы и методы обучения, контроль и анализ знаний; педагогические условия обучения с учетом использования дистанционных технологий; взаимодействие между студентами и преподавателями в процессе обучения.
-
Разработан методический компонент обучения математике студентов вуза экономических специальностей с применением КМС Mathematica по дистанционной форме обучения позволяет сформировать готовность будущих специалистов к использованию современных информационных и коммуникационных технологий в будущей профессиональной деятельности.
Апробация и внедрение результатов диссертации. Результаты исследования обсуждались и получили одобрение на: заседаниях кафедры алгебры и геометрии Елабужского государственного педагогического университета; региональной научно-практической конференции «Бизнес и власть в условиях институциональных преобразований» (Бугульма, 2003); итоговой научно-практической конференции научно-педагогических
работников «Институциональные преобразование в обществе и повышение эффективности рыночной экономики» (Казань, 2003); всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Интересы личности общества и государства: взаимодействие и взаимообусловленность» (Казань, 2006 г.); X городской студенческой научно-практической конференции «Студенческий научный потенциал в начале XXI века» (Набережные Челны, 2007); ежегодных международных научно-практических конференциях «Инфокоммуникационные технологии глобального информационного общества» (Казань, 2007, 2008, 2009); международной научно-практической конференции «Турция - Татарстан на пути к стратегическому партнерству» (Казань, 2008); республиканском конкурсе научных работ студентов и аспирантов на соискание премии имени Н.И. Лобачевского (Казань, 2008); всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Государство, общество и политика: экономические, правовые и социально-психологические аспекты» (Казань, 2009); всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Гражданское общество, правовое государство и инновационная экономика как факторы модернизации» (Нижнекамск, 2010); всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Казанские научные чтения студентов и аспирантов» (Казань, 2010).
Результаты исследования отражены в 22 публикациях, в том числе в пяти научных статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Содержание и структура диссертации определялась целью, поставленными задачами и логикой исследования. Диссертация включает в себя введение, две главы, заключение, список литературы, приложения.
