Введение к работе
Актуальность исследования.
Ускорение научно-технического прогресса и связанное о ним бурное развитие вычислительной техники ставят перед системой народного образования задачу скорейшего внедрения в процесс обучения персональных компьютеров и отработки методик преподавания предметов с их использованием.
С другой стороны, совершенствование всей системы школьного образования требует от методик преподавания предалетов /и, в частности, методики преподавания математики/ решения ряда важных проблем, направленных на организацию учебной деятельнооти, обеспечивающую усвоение определенной системы знаний, умений, навыков и их использование в практической деятельности.
Все это свидетельствует о необходимости проведения качественного анализа содержания школьного курса математики, определения педагогических возможностей и места эффективного использования персональных электронно-вычислительных машин /ПЭВМ/ в процессе его преподавания.
Современные советские и зарубежные метс^исты-математшш определяют умение решать математические задачи в качестве основного программного требования курса математики 5-6 классов. Вопросы совершенствования методики обучения решению математических задач раскрываются в работах М.И.Бурды, Е.С.дубинчук, Ю.М.Кодя-гина, И.Я.Яернера, Дж.Пойа, З.И.Слепкань, А.А.Столяра, Н.Ф.Тес-» ленко, Л.М.Фридмана, П.М.Эрдниева и др. Особое внимание данной проблеме уделялось на международных конгрессах по проблемам совершенствования математического образования.
Вопросам изучения механизма ранения задач был посвящен целый ряд психологических исследований-Л.Л.Гуровой, А.М.Матюшкина, Я.А.Пономарева, Н.Ф.Талызиной, Г.А.Эсаулова, Т.Гергзя, Е.И.Мая-бица, М.В.Гамезо, В.С.Герасимовой и многих других исследователей.
Большинство ученых признает, что новые формы информационной технологии обучения, проникая на урок, изменяют психологию учителя, иетодиста и, фактически, способствуют созданию новой педагогики /работы В.Д.Долины, М.И.Жаддака, А.А.Кузнецова, В.М.Монахова, Ю.А.Первина; Р.Вилъямса, Г.М.Клеймана, И.Кооневскн, К.Мак-лина,Джильберта Р.Остина/. В исследованиях Г.А.Звенигородского, А.Дуванова, Я.Зейдельмана, М.Гольцмана, Е.Барановой, И.Едизаро-вой были реализованы конкретные попытки постановки задач школь-hofo курса математики, на ПЭВМ.
Проблема использования в учебном процессе перспективных технологий многоаспектна и включает в себя изучение не разработанных в современной методике вопросов, связанных с обучением учащихся решению математических задач с использованием ПЭВМ. В частности, не исследованы основные критерии отбора школьных математических задач, для построения педагогических программных срадвтв /ППС/, не определены основные принципы организации управления решением задачи со стороны компьютера, не установлены методические возможности использования ПЭВМ в процессе обучения учеников 5-6 классов решению математических задач. Требует своего решения проблема обеспечения преемственности в компьютерной пропедевтике между младшими, средними и старшими звеньями средней школы.
Широкое и разнообразное применение информационных технологий практически во всех аспектах человеческой деятельности, социальная актуальность и психолого-педагогическая целесообразность использования персональных компьютеров в качестве средства обучения математике, в том числе, вспомогательного средства формирования умений решать математические задачи, а также отсутствие методических исследований по выдвинутой проблема определяют ее шхмьшік'
В методике преподавания математики /5-6 классы/ недостаточ-
но изучены возможности использования ПЭВМ при обучении учащихся решению текстовых задач, описывающих ситуации измерения, при постановке и решении нестандартных задач на уроке, не раэработани критерии их отбора. Как следствие, не исследгваны принципы создания соответствующих педагогических программных средств, основные закономерности их структуры. Именно это и определило выбор проблемы, нашего исследования, которую можно сформулировать следующим образом: "Каковы методические возможности формирования у учащихся 5-6 классов умений решать математические задачи с использованием ПЭВМ?"
Объектом исследования является совместная деятельность учителя и учащихся, направленная на формирование у учеников 5-6 классов умений решать математичекие задачи.
Предмет исследования - процесс обучения решению задач по математике с использованием ПЭВМ.
Цель исследования - разработка научно обоснованной и педагогически целесообразной методической системы, обеспечивающей еффективное формирование у учащихся 5-6 классов умений решать математические задачи с использованием ПЭВМ.
В исследовании мы исходили из общей гипотезы: формирование умений решать математические задачи с использованием ПЭВМ становится эффективным и результативным, если оно реализуется в процессе моделирования эадачнои ситуации на персональном компьютере 'и изучения структурных взаимосвязей между элементами предметной области задачи при оперировании различными видами ее моделей.
В соответствии с целью и гипотезой были выдвинуты следув-щие задачи;'
- выявить уровень сформ'ированности у учащихся 5-6 классов умений решать математические задачи ;.
4 . '
отобрать для построения Ш1С задачный материал, который наиболее полно представляет систему задач курса математики 5-6 классов;
определить основные особенности создания ШІС, используемых при обучении решению математических задач в 5-6 классах;
разработать методику обучения решению задач по математике с использованием ПЭВМ;
ексь^риментально проверить эффективность разработанной методики применительно к различным условиям обучения.
Методологической ронорой, исследования является положение марксистско-лени/гокой теории.о диалектическом пути познания объективной реальности /вопроси взаимодействия чувственного и логического в познании/, о творческой и деятельностной природе личности.
Наше исследование опирается на работы советских философов, математиков, педагогов, психологов, кибернетиков. Труди П.Я.Галь-перина, В.В.Давыдовя, Е.С.Дубинчук, М.И.Калдака, Ю.М.Колягина, А.Н.Лвоктьева, Б.Ф.Ломова, А.М.Матюшкина, В.М.Монахова, С.М.Пер-вина, Я.А.Пономарева, З.И.Слепкань, А.А,Столяра, И.Ф.Тесленко, Н.Ф.Талызиной, Л.М.Фридмана, П.М.Эрдниева и других послужили психолого-педагогической основой при разработке методики исследования.
В ходе исследования применялись теоретические и эмпирические методы; анализ и синтез, анализ психолого-педагогической литературы, изучение, анализ и обобщение передового педагогического опыта, наблюдение, анкетирование, тестирование, беседы, изучение школьной документации, а также педагогический эксперимент - констатирующий и обучающий.'Полученные данные обрабатывались методами математической статистики.
Констатирующий эксперимент проводился в 1986-1987 г.г. Для
определения уровня сформированное у учащихся 5-6 классов умений решать математические задачи посещено и проанализировано 200 уроков математики, изучены результаты выполнения 1200 контрольных рибот учеников 5-6 классов г.Кировограда, прсзедено анкетирование 170 учителей г.Киева. При формулировании общих выводов учитывался личный шестилетний опыт преподавания математики в этих классах.
Обучающий эксперимент был проведен в течение 1980-1990 г.г. в СШ Н 5, б, 24, 32 г.Кировограда.
Научная новизна диссертации состоит в обосновании разработки методики формирования у учащихся 5-6 классов умений решать математические задачи с применением персональных компьютеров, предусматривающей использование знаковых моделей различного уровня абстракции, а также разработки основных принципов построения ППС для обучения решению задач по математике.
Теоретическое значение работы состоит в разработке основных алгоритмов построения ППС для обучения'учащихся 5-6 классов решению математических задач.
Практическая значимость работы заключается в разработке и внедрении в практику конкретных методических рекомендаций по формированию у учащихся 5-6 классов умений решать задачи по математике с использованием персональных компьютеров. Разработанные принципы построения ППС могут быть учтены при определении теоретических и практических основ комплексного использования информационных технологий обучения в курсе математики 5-6 классов.
Обоснованность и достоверность полученных данных обеспечены комплексной методикой исследования ; репрезентативностью выборки, качественной и количественной, обработкой результатов.
На защиту выносятся:
- методика формирования у учащихся 5-6 классов умений решать задачи по математике с использованием ПЭВМ; '
- основные алгоритмы построения ШС для обучения учащихся 5-6 классов решать задачи по математике.
Апробация работы. Основные положения диссертация докладывались на конференциях молодых ученых "Поихолого-педагогические проблемы учебно-воспитательного процесса" /Киев, 1988, 1989/, на научно-практических конференциях Кировоградского' пединститута /Кировоград, 1988-1990/, на конференции кафедр Глуховского пединститута /Глухов, 1989/, на занятиях семинара по проблемам внедрения в учебный процесс информационных технологий при Киевском- пединституте /Киев, 1989/, на заседании методического объединения учителей математики Ленинского района т.Кировограда /Кировоград, 1990/,
Структура диссертации обусловлена логикой исследования и состоит из введения, трехглав, заключения, списка использованной литературы и приложений.