Введение к работе
Актуальность исследования. С проблемами повышения эффективности обучения тесно связано использование новых информационных технологии (ПИТ). Методическая сущность НИТ состоит в создании и внедрении современных педагогических технологий использования компьютеров в учебном процессе. Вопрос о том, какие формы НИТ обучения считаются наиболее удачными в методическом плане, привлекает внимание многих исследователей.
Большое значение для решения этих вопросов представляют работы психологов и дидактов. в которых теоретически обосновывается технология создания обучающих программ и определяется стратегия использования компьютеров в учебном процессе (Вильяме Р., Кадтелинин Б-Н., Маклин К.. Маргулис Е.Л., Машбиц Е.И.. Пейдерт С.. Рубцов В.В., Талызина Н.Ф. и др.).
Применение методов информатики в процессе обучения другим предметам требует концептуального подхода к созданию и внедрению современных педагогических технологий использования компьютера в уч'ббном'процессе как инструмента учебной деятельности и как средства обучения. В работах Вильямса Р., Ершова А.П., Кузнецова Э.И., Монахова В.М. и других подчеркиваются необходимость и важность создания новой дидактики, основанной на использовании новых информационных технологий в обучении.
Одним из важных направлений исследования проблемы применения компьютеров в учебном процессе является использование автоматизированной обучающей системы (АОС). Рассмотрению аспектов использования АОС в обучении посвящены работы Балыдак Н.Б., Буняева М.М., Матросова В.Л. и др. В этих работах обобщается и конкретизируется опыт использования таких АОС как "Радуга", "Наставник" и указываются пути совершенствования методики их использования.
Существует немало диссертационных работ, в которых исследуются проблемы применения ЭВМ в обучении математике. Определению эффективных путей использования педагогических программных средств (ППС) посвящены работы Журавлевой О.И., Мироновой І.П., йсобсон и других. Проблемы, связанные с разработкой компьютерной методики, способствующей повышению общематемати-
ческой подготовки шлильпшшв и с лаивлеииом и формированием необходимых навыков к использовании ЗБМ и обучении математике, исследуются в иабитах Враниьского Ю.С., Иипиъа Г.Н., Милли А.А., Шерлаева Н.В. я других.
Во всех вышека'зваииыд. работал рассматриваются отдельные аспекты использования вычислительной техники а обучении *ид-е-матике, способствующие созданию компьютерных обучамшх сиыд. В них предложены конкретные методики исиодьзошпия персональных компьютеров в обучении математике в шкоде и иедвузе.
В отличие от этих уабот в предлагаемой диссертации исследуются алгоритмические аспекты линейной алгебры и методика их изучения с использованием ПЭВМ, делается попытка определить единый подход к формировании умений и навыков студентов к использованию ЭВМ в обучении лилейной алгебре.
Линейная алгебра имеет богатые возможности приложений. Один из путей применения ЭВМ в обучения линейной алгебре связан с инсрументалышми возможностями компьютера. G одной стороны, вычислительные методы и алгоритмические аспекты линейной алгебры дают плодотворную почву для применения ЭВМ как инструмента при решении задач, а с другой стороны, ЭВМ способствует применению численных методов линейной алгебры.
Все вышеизложенное говорит о необходимости разработке методики использования ЭВМ при обучении линейной алгебра.
Существенный разрыв между методической подготовкой учите* лей математики в связи с применением компьютеров в учебном процессе и практикой компьютеризации школьного образования, недостаточная разработанность вопросов, связанных с использованием ЭВМ в обучении алгебре в педвузе, отсутствие эффективных программных средетв и разработки методик их использования - все это указывает на АКТУАЛЬНОСТЬ предпринятого нами исследования.
ЦЕЛЬ исследования состоит в изучении дидактических возможностей использования персональных ЭВМ при обучении линейной алгебре и разработке соответствующей методики, предусматривающей использование педагогических и инструментальных программных средств для повышения эффективности обучения данному предмету. ПРОБЛЙЛА исследования заключается в выявлении и реализации путей использования персональных ЭВМ при обучении ли-
еейной алгебре в педагогичнсних институтах дли совеишешпяит яия методической системы подготовки учителя.
Для достижения поставленной цели был выделен ОБъЕКТ исши-дования - процесс обучения лилейной алгебре с использовании» вычислительной техники в педагогических вузах.
ПРЕДМЕТОМ исследования- являются алгоритмические аспекты линейной алгебры и методика их изучении с использованием персональных ЭВМ.
В основу исследовании положена ГИПОТЕЗА, сущность которой состоит в том. что предлагаемая методика использования персональных ЭВМ при проведении занятий по выделенным алгоиитмичес-ким аспектам, ядром которых являются правила замещения действительно будет способствовать повышению эффективности обучения и развитию интереса студентов к предмету и откроет новые возможности и направления преподавания линейной алгебры в педвузах.
В соответствии с проблемой и гипотезой исследования решались следующие ЧАСТНЫЕ ЗАДАЧИ:
конкретизировать алгоритмические аспекты линейной алгебры;
исследовать возможность единого рассмотрения элементов ли нейной алгебры и'линейного программирования путем применения вычислительной процедуры, основанной на правилах замещения,
разработать единый методический подход к формированию умений и навыков студентов к использованию ЭВМ в обучении линейной алгебре;
исследовать и реализовать дидактические возможности использования автоматизированной обучающей системи "Радуга" при обучении линейной алгебре;
экспериментально проверить эффективность использования ра? работанной методики формирования фундаментальных понятий ли нейной алгебры с применением ЭВМ.
МЕТОДОЛОГИЧЕСКУЮ ОСНОВУ исследования составляют труды отечественных и зарубежных психологов.педагогов, математиков, методистов, нормативные документы по развитию народного образования, общие принципы и закономерности руководства познавательной деятельностью и развитием обучаемых.
В процессе работы над диссертацией использовались различные МЕТОДЫ исследования:
- *
анализ деихолого-педагогичвский. научно-методической и учебной литературы;
анализ и сравнение програми, учебников и учеипыл пособий по алгебре и численным метолам.
изучение и обобщение опыта применения компьютеров в обучении алгебр» и педагогических вузах,
сравнение компьтеоных программ, написанных на различных языках программирования.
наблюдении за деятельностью учащихся и учителей иа занятиях по алгебие о использованием ПЭВМ и анализ учебных оиту-аиий;
анализ ответов учащихся, зарегистрированных компьютером в диалоговой системе "учашйси-ломпыитер".
зкспериментальнов обучение.
качественная и статистическая обработка полученных экспериментальных данных.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА исследования состоит в том. что:
разработан новый подход к преподаванию линейной алгебры л линейного программирования с использованием персональных ЭВМ органически соединяющий зги два раздала путем использования правил замещения;
разработана методика применения пввсонаД&аых ЭВМ При изучении линейной алгебры. предуемаг'рйтШМ единый подход к формированию умений и навыков использования ЗШ в обучении этому предмету.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ исследования сОЄЇОЙІ в 1Ш, что обоснована целесообразность применения правил Замещения ЯрЙ решении задач линейного программирования. При разработке Подхода к формированию умений и навыков использования ЭВМ в Обучении математике введены и обоснованы такие понятия как fcaXUO а микро блок-схемы, разработана обшеметодическая схема Применения ЭВМ при обучении алгебре.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ исследования состоит в том. что
- предложенный дидактический подход к преподаванию линей
ной алгебры на основе применения ПЭВМ вместе с разработанной
системой задач и программных средств могут быть использованы в
ПрЗКТяКо Оиу'ЧапйЯ В ПЗДаГОГНЧвОКпї мКС"йТуТ5Х Я В RjISCCSuC С
углубленным изучением математики в средней школе МНР;
- ь
- разработанная обдеы&тодическая схема формирования навыков использования педагогических программные средств может стать основой создания методических разработок с использованием ЭВМ в обучении другим математическим дисциплинам.
НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ: теоретические положения о возможности и целесообразности введения единого учебного курса линейной алгебры и линейного программирования с .использованием персональных ЭВМ и соответствующая методика, обеспечивакшая эффективность использования разработанных педагогических и инструментальных программных средств.
АПРОБАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ результатов исследования осуществлялись в процессе экспврдаелтально# работы в педагогическом институте города Кобла (ШР) й в десятом классе физико-математи-«аск.ой шкоды дай Монгольском Государственном Университете города Улан-а?.ола;# выступлениях на научно-практических конференциях jo даогзм НИР в Кобдоском государственном педагогическом институте- / 1986, 1987 гг /; на научно-методическом семи-даре аспирантов и преяедайатвдай кафедры методики преподавания иат.едатикя МПГУ им. В.М. Ленина /1990 г/;на заседании кафедры вычислительное деїтематикда и программирования Монгольского Государственного Университета / 1990 г /; на научно-методической конференции до проблеме создания технологии обучения, организованной цри Монгольском Техническом Универсистете /1992
г/.
Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Обшив объем диссертации составляет 204 с. Из них 171 с - основной текст, 12 с - список литературы из 85 наименований. 33 с - приложения.