Содержание к диссертации
Введение
Глава I. МЕЖПРЕДМЕТБЫЕ СВЯЗИ В ПРОЦЕССЕ ПРЕПОДАВАНИЯ МАТЕЖГИКИ СРЕДНИХ ПТУ И ЗАДАЧИ С МЕЖПРБЩМЕТНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ 14
1. Значение математического образования для профессиональной подготовки учащихся средних ПТУ 14
2. Связи курса математики- с курсом электротехники в средних ПТУ электроадиотехничеекого профиля .... 34
3. Задачи с "межпредметшм'содержанием", способы их составления и основные требования к ним 56
4. "Профессиональная направленность" преподавания математики в средних ПТУ 77
Глава II. ЗАДАЧИ С МЕЖПРЕДМЕТНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ КАК СРЩСТВО ОСМЕСТВЛЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ МАТЕМАТИКИ СРЕДНИХ ПТУ 86
1. Принципы построения системы задач с межпредметным содержанием 86
2. Обучение решению задач с межпредметным содержанием на уроках математики средних ПТУ 114
2.1. Методика обучения решению межпредметных задач 114
2.2. Оформление решения межпредметных задач по темам математики I курса средних ПТУ 122
2.3. Оформление решения межпредметных задач по темам математики П-Ш курсов средних ПТУ 156
3. Организация экспериментальной проверки и ее результаты 182
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 197
БИБЛИОГРАФИЯ 200
ПРИЛОЖЕНИЯ 214
- Значение математического образования для профессиональной подготовки учащихся средних ПТУ
- Связи курса математики- с курсом электротехники в средних ПТУ электроадиотехничеекого профиля
- Принципы построения системы задач с межпредметным содержанием
Введение к работе
Актуальность исследования. Эпоха научно-технической революции, знаменующая качественный скачок в развитии науки и техники, открывает невиданные ранее перспективы преобразования человеком природы и общества.
Существенной чертой НТР является превращение науки в непосредственную производительную силу общества. Небывалый рост технической оснащенности производства вызывает резкое усложнение труда человека. Ведущей силой НТР является рабочий класс. Без него невозможен современный технический прогресс, не может быть внедрено в производство ни одно научное достижение. При социализме человек рассматривается как высшая ценность общества, его труд освобождается от выполнения трудоемких операций, которые передаются машине. Машина, какой бы сложной она ни была, является лишь орудием труда, которое использует рабочий. Умственное и физическое развитие рабочего класса становится важнейшим резервом дальнейшего увеличения производительности труда.
Данные научно-исследовательского института труда показывают, что влияние НТР на профессионально-квалификационный состав рабочих протекает в направлениях: ликвидации профессий тяжелого малоквалифицированного труда; отмирания старых узкоспециализированных профессий; возникновения новых профессий широкого профиля; изменения содержания и характера труда некоторых старых -4 -профессий и повышения их квалификационного уровня.
В настоящее время формируется такой тип рабочего, который совмещает функции рабочего и инженерно-технического работника.
Чтобы успешно выполнять такие функции, рабочему нужны: высокая культура технического мышления; умение разбираться в сложных физико-химических и других процессах, кинематических и электротехнических схемах; быстро выполнять математические вычисления.
Таким образом, современный рабочий должен иметь весьма высокую квалификацию.
Задача подготовки рабочих высокой квалификации возложена на средние профессионально-технические училища. Средние ПТУ -новый тип учебного заведения, рожденный эпохой развитого социализма. Введение закона о всеобщем среднем образовании, научно-технический прогресс, интенсификация технологии производства стали объективными предпосылками возникновения средних ПТУ. В них подростки одновременно получают профессию и среднее образование. "По прогнозу ВЕШЙ ПТО к 1990 году удельный вес высококвалифицированных рабочих составит 90%" (5, с.129). Предварительные расчеты показывают, что"в XI пятилетке в системе ПТО будет подготовлено почти 00% молодых рабочих кадров (до 13 млн. чел., из них 12,3 млн. - в системе Госпрообра СССР). К 1985 году должны открыться еще 660 училищ" (120, с.63).
Партия и правительство неустанно проявляют заботу о развитии профессионально-технического образования. Ярким свидетельством постоянного внимания к проблемам формирования массовой рабочей смены явилось Постановление Пленума ЦК КПСС от 10 апреля 1984 г. "Об основных направлениях реформы общеобразовательной и профессиональной школы". В нем указывается: "Всем молодым людям до начала трудовой деятельности предоставляется возможность овладения профессией. В перспективе это приведет к сближению и объединению общеобразовательной и профессиональной школы..." (8, с.43). Одной из основных задач реформы названо усиление политехнической, практической направленности преподавания.' В ходе реформы предполагается существенно повысить качество общеобразовательной, трудовой и профессиональной подготовок; значительно расширить подготовку высококвалифицированных рабочих.
Реализация поставленной задачи в обучении математике требует решения комплекса проблем, к которым, в частности, относится осуществление профессиональной нправленности преподавания математики в средних ПТУ в целях более качественной подготовки специалистов.
Математика в эпоху современной научно-технической революции прониісла в самые различные области науки, техники и производства, поэтому вопросы совершенствования математического образования во всех типах учебных заведений, в том числе и в средних ПТУ, должны найти свое отражение как в содержании курса математики, так и в методике его преподавания.
Вопросам методики преподавания математики в средних ПТУ посвящено сравнительно мало исследований. В связи с этим в последние годы в нашей стране ведутся работы, цель которых заключается в определении путей повышения эффективности преподавания математики в средних ПТУ, готовящих кадры для различных отраслей промышленности. Проблеме преподавания математики в условиях одновременного получения общего среднего и профессионального образования посвящены диссертационные работы Т.М.Алиевой (II), Б.А. Абдуллаева (9), В.Ф.Башарина (19), В.Ф.Боярчука (25)," М.Ш.Вольд-мана (28), М.Ю.Зайчика (56), П.Н.Новикова (93).'
В диссертации Алиевой Т.М. (1982 г.) раскрывается профессиональная направленность курса математики средних ПТУ нефтяной промышленности через задачи с производственным содержанием. Новиков П.Н. (1978 г.) в своей работе исследует особенности межпредметных связей в средних ПТУ, дает понятие задачи с межпредметным содержанием. В исследовании Зайчика М.Ю. (1963 г.) раскрыты дидактические основы применения задач при изучении электротехники в школе и техникуме. .,. Большинство исследований посвящено проблемам преподавания математики в средних ПТУ, подготавливающих специалистов для металлургической, машиностроительной, нефтеперерабатывающей, строительной и других промышленностей. Лишь в диссертации Вольдмана М.Ш. (1977 г.) раскрываются особенности подготовки специалистов для радиотехнической промышленности. В своей работе Вольдман М.Ш. рассматривает взаимосвязь специальной и математической подготовок учащихся средних ПТУ через систему специальных и лабо-раторно-практических работ по математике, через содержание внеклассной работы (кружки, факультативы).
Учитывая большую загруженность учащихся средних ПТУ (кроме общеобразовательных предметов изучаются предметы профессионально-технического профиля), повышение качества математической подготовки целесообразнее осуществлять в рамках учебного времени. Для этого нужно так построить преподавание математики в средних ПТУ, чтобы в учебное время иметь возможность раскрыть прикладное значение математики для будущей профессии учащихся. Этой важной проблеме посвящается данное исследование.
Выбор профиля ПТУ (электрорадиотехнический) в исследовании обусловлен следующим. Согласно перечню профессий, по которым осуществляется подготовка квалифицированных рабочих в системе
ПТО, существует свыше 100 профессий, для которых профилирующими общетехническими дисциплинами являются электротехника (или электротехника с радиотехнішой) и электроматериаловедение (или электрорадиоматериаловедение). Все эти профессии могло объединить в группу, относящуюся к электрорадиотехническому профилю. Сюда относятся некоторые профессии железнодорожного транспорта, связи, речного и морского флота; профессии по ремонту оборудования электростанций и электрических сетей; профессии, относящиеся к сфере обслуживания населения (по ремонту радиоприемников, телевизоров, бытовой электрической техники) и многие другие.' Предмет "Электротехника", основываясь на естественно-математических предметах, в частности на математике, в свою очередь является основой для специальных дисциплин и производственного обучения в средних ПТУ различного профиля. Таким образом, при раскрытии связей математики и электротехники появляется возможность устанавливать также связи математики через электротехнику со специальными предметами, с профессией учащихся средних ПТУ, что отвечает дидактическому принципу связи теории с практикой, с производительным трудом.
Методическая наука имеет в своем активе важные исследования, связанные с изучением приложений математики в школе. Теоретическое обоснование важности изучения приложений математики в рамках углубленного изучения разработано С.И.Шварцбурдом (142). В его работах выявлены взаимосвязи изучения приложений математики с изучением общего курса математики в средней школе.
В работах Фирсова В.В. (136, 135) с общих позиций исследования процесса применения математики к решению прикладных задач сформулированы принципы, связанные с осуществлением прикладной направленности школьного курса математики.
Хотя разница в программах, методах и приемах обучения в средних ПТУ и в общеобразовательных школах невелика, простое перенесение в средние ПТУ тех форм, которые традиционно сложились в средних школах, неправомерно. В связи с этим необходимо серьезное совершенствование методов обучения математике в средних ПТУ вообще, а следовательно, и в училищах электрорадиотехнического профиля, выбранных для исследования.
Изучение практики преподавания в средних ПТУ указанного выше типа показало, что курс математики не ориентирован на профессии данного профиля." %сто учебный материал изучается в отрыве от специальных, общетехнических дисциплин и производственной практики учащихся. На уроках математики решаются задачи, которые далеки от профессиональных интересов учащихся средних ПТУ. Анализ современных учебников и учебных пособий для средних ПТУ (132) показывает, что незначительная часть содержащихся в них задач отражает прикладную направленность математики, содержание многих из них малоудовлетворительно.' Это означает, что разработка таких профессионально-ориентированных задач и методики обучения их решению для внедрения в практику преподавания математики средних ПТУ является первостепенной задачей. Поэтому возникает необходимость совершенствования имеющегося задачиого материала, рационального отбора и составления прикладных математических задач, ориентированных на профессию учащихся средних ПТУ.
Недостаточная разработанность данной проблемы в методической литературе, слабая профессиональная направленность курса математики средних ПТУ данного профиля и задачи подготовки высококвалифицированных рабочих кадров делают настоящее исследование актуальным.
За последние годы многие общие и конкретные методические вопросы обучения учащихся решению задач и обучения посредством задач рассмотрены во многих работах (II, 26, 54, 55, 56, 94, 95 и др.). Принципиальные вопросы совершенствования методики обучения математике в процессе решения задач были раскрыты в фундаментальных исследованиях Ю.М.Колягина (62-64). Калягин Ю.М. рассматривает математические задачи как важнейшее средство обучения, развития математического мышления и формирования творческой активности учащихся.
Результаты проведенного анализа работ Алиевой Т.М., Вольд-мана М.Ш#, Зайчика М.Ю., Калягина Ю.М., Новикова П.Н.', Шварц-бурда СИ., Фирсова В.В. и других позволили определить проблему данного исследования: - еыявить возможные пути усиления профессиональной направ ленности обучения математике в средних ІЇЇУ электрорадиотехниче ского профиля., в целях более качественной подготовки специали стов.
Объект исследования: процесс обучения математике в средних ГПУ электрорадиотехнического профиля.
Предмет исследования: методика обучения решению задач с мекпредметным содержанием учащихся средних ПТУ.
Цель исследования: выяснить, какова роль задач с межпредметным содержанием в осуществлении профессиональной направленности преподавания математики в средних ПТУ; разработать методику обучения учащихся средних ПТУ решению задач с межпредметным содержанием на уроках математики, теоретически ее обосновать и экспериментально проверить.
В основу исследования положена следующая гипотеза о том, - 10 -что если систематически и последовательно применять задачи с межпредметным содержанием в обучении учащихся средних ПТУ, то это позеолит обеспечить более успешное усвоение ими теории и практических приложений математики и смежного с ним предмета (электротехники), что, в свою очередь, будет способствовать более качественной профессиональной подготовке выпускников ПТУ. Цель исследования потребовала решения следующих частных задач; с учетом специфики среднего ПТУ проанализировать содержание учебного материала по математике в целях выделения знаний, особо необходимых для профессии, получаемой в данном ПТУ; установить взаимосвязанные темы математики и электротехники; определить требования к задачам с межпредметным содержанием, составить систему таких задач в соответствии с программой по математике для средних ПТУ; определить время и место применения задач с межпредметным содержанием в структуре урока; разработать и экспериментально проверить методику обучения решению задач с межпредметным содержанием на уроках математики.
Проблема и задачи исследования обусловили выбор следующей совокупности методов исследования: изучение работ классиков марксизма-ленинизма, решений и постановлений партии и правительства СССР по профессиональному, общему среднему образованию; анализ психолого-дидактической и научно-методической литературы по проблеме совершенствования содержания и методики преподавания математики в средних ПТУ; - II - - наблюдение, анализ и обобщение опыта работы передовых учителей средних общеобразовательных школ и средних ПТУ; - экспериментальное преподавание и анализ его результатов. Новизна исследования заключается: в раскрытии роли задач с межпредметным содержанием в осуществлении профессиональной направленности преподавания математики в средних ПТУ; в разработке системы задач с межпредметным содержанием и методики обучения их решению на уроках математики в среднем ПТУ.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная система межпредметных задач и методика обучения их решению на уроках математшш средних ПТУ может быть использована преподавателями математики как средних ПТУ, так и средних школ, а также специалистами по методике преподавания математики при составлении учебно-методических пособий для учителей, при подготовке студентов в педагогических институтах.
Апробация исследования проводилась преподавателями математики средних ПТУ г.Йошкар-Ола Марийской АССР в 1982-1985 гг.; диссертантом в его выступлениях перед учителями математики средних школ и средних ПТУ г.Йошкар-Ола в 1982-1985 гг., на научно-методических семинарах кафедры алгебры и геометрии МИШ им. її.К .Крупской (г.Йошкар-Ола, 1985 г.), кафедры методики преподавания математики МГПИ им. В.И.Ленина (г.Москва, 1985 год), на семинарах аспирантов МГПИ им. В.И.Ленина и научной конференции молодых ученых в НИИ АПН (г.Москва, 1983-1985 гг.).
Основное содержание работы отражено в статьях:
I. Активизация познавательной деятельности учащихся и прикладные функции задач. - В кн: Методические рекомендации к вы- полнению курсовых работ по методике преподавания математики.1 - Йошкар-Ола, 1983, с.14-19.
2. Прикладные задачи в осуществлении профессиональной на правленности преподавания математики в средних ПТУ. - В кн.: Методические рекомендации к практическим занятиям по методике преподавания математики. -М., 1984, с.75-87.
К вопросу о взаимосвязи математики с физикой и электротехникой в средних ПТУ электрорадиотехнического профиля. - В кн.: Методические рекомендации к практическим занятиям по методике преподавания математики. -М., 1984, с.119-127.
О роли математического образования для профессиональной' подготовки учащихся средних ШУ. - В кн.: Методические рекомендации к практическим занятиям по методике преподавания математики. - М., 1985, с.32-41.
На зашиту выносятся:
Система задач с межпредметным содержанием по темам курса "Алгебра и начала анализа" средних ПТУ.
Методика обучения решению задач с менпредметным содержанием.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложения. В работе приведены таблицы, схемы, плакаты, рисунки. Во введении обосновывается выбор темы, формулируется цель, ставятся задачи исследования. В первой главе проведен анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы по вопросам совершенствования методики преподавания математики в средних ШУ; освещен опыт работы преподавателей математики средних ПТУ; теоретически обосновывается роль задач с межпредметным содержанием в осуществлении профессиональной направленности преподавания математики в - ІЗ - средних ПТУ. Во втопой главе проводится анализ профессиональной деятельности рабочих электрорадиотехнической промышленности и определяется перечень знаний, умений и навыков, которыми должны владеть выпускники средних ПТУ данного профиля. Выявляется возможность математики в формировании профессиональных знаний, умений и навыков. Предлагается формировать обобщенные (межпредметные) знания, умения и навыки на уроках математики посредством задач с электротехническим содержанием, осуществляя косвенно через профилирующий общетехнический предмет связь с профессией учащихся средних ПТУ. В главе раскрыта методика обучения решению межпредметных задач на уроках математики и рассмотрены примеры таких задач. В заключении делаются выводы, предложения. Разработанная методика прошла экспериментальную проверку в средних ПТУ электрорадиотехнического профиля г.Йошкар-Ола Марийской АССР. В библиографии приведен перечень литературы, использованной при работе над диссертацией и при проведении эксперимента.
Значение математического образования для профессиональной подготовки учащихся средних ПТУ
В социалистическом обществе в условиях НТР коренным образом изменяются требования к подготовке рабочей силы, к личности человека.
Высокая эффективность производства существенно зависит от того, в какой степени достижения науки, опыт, навыки стали достоянием рабочего. Без квалифицированного рабочего, его знаний и навыков нормальное функционирование и дальнейшее развитие производительных сил общества просто невозможно. Стремительное развитие техники и технологии производства требуют от рабочих способности быстро осваивать технические новшества и новые специальности.
Исходя из задач, поставленных партией и правительством перед производством, в современных условиях расширение функций производственного профиля рабочих становится закономерностью, постоянно действующим фактором развития производства. Вместо обработочных и других физических действий в труде основных масс квалифицированных рабочих на первый план начинают выступать функции подготовительно-проверочного характера, чтение и составление технической документации, управления, наладки, измерения и контроля, регулирования, технического обслуживания сложных механизмов. В ходе научно-технического прогресса в самой структуре трудовой деятельности людей все больший удельный вес приобретает умственный, а не физический труд. Так, например, современная техника, технология и организация производства в современной электронной и электротехнической промышленности предъявляет повышенные требования к уровню развития интеллектуальных компонентов труда. В настоящее время формируется такой тип рабочего, который совмещает функции рабочего и инженерно-технического работника. Чтобы успешно выполнять такие функции, рабочему нужна высокая культура технического мышления, умение разбираться в сложных физико-химических и других процессах, кинематических и электротехнических схемах, умение анализировать ход технологического процесса, своевременно решать сложные задачи технического диагноза, быстро выполнять математические вычисления (18, с.З).
Представляет интерес анализ передачи функций труда от человека к машинам. Выделяют следующие функции труда: механические, энергетические, технологические, транспортные, контрольно-управленческие и логические. В плане связи "техника-человек" они показывают, как перечисленные функции переходили от человека к средствам труда. В условиях НТР к средствам труда переходят не только контрольно-управленческие, но и логические функции. В настоящее время изменение характера труда и степени его вооруженности все настойчивее выдвигают на повестку дня изучение рабочими общих основ производства, умение трудиться в более широкой сфере при все меньших затратах физической энергии и постоянно возрастающих затратах умственной энергии.
Знания о сложных электромеханических, гидравлических и других устройствах и механизмах являются в значительной степени общетехническими, универсальными в области производства того или иного продукта. К.Маркс в работе "Нищета философии" указывал: "Разделение труда на автоматической фабрике характеризуется тем, что труд совершенно теряет здесь характер специальности. Но как только прекращается всякое специальное разделение, является потребность в универсальности, чувствуется стремление индивидуума ко всестороннему развитию. Автоматическая фабрика стирает специальности и свойственный им профессиональный идиотизм" (I, с.391).
Связи курса математики- с курсом электротехники в средних ПТУ электроадиотехничеекого профиля
Как было сказано ранее, одним из основных условий успешного решения вопроса о совершенствовании содержания образования и обучения в средних ПТУ является осуществление межпредметных связей (МПС). На необходимость осуществления МПС указывается в программах учебных предметов общеобразовательного и профессионального циклов обучения (133). В этих программах говорится о решении на уроках математики, физики и электротехники задач, содержание которых отражает материал других учебных предметов. В связи с этим в деятельности преподавателя возникают некоторые изменения, связанные со знанием смежных учебных предметов, умением устанавливать взаимосвязи между ними. Преподаватель должен владеть приемами реализации МПС при объяснении нового материала, при решении задач, при демонстрации и эксперименте .
Необходимость реализации МПС поставила перед педагогическими коллективами школ и средних ШУ задачу комплексного подхода к осуществлению этой проблемы. Комплексный подход требует совместной работы преподавателей различных циклов обучения: совместный анализ учебных планов и программ, координация их работы при применении задач с межпредметным содержанием, учет временного фактора (т.е. временной последовательности изучения основного предмета и смежного с ним. - Л.П.). Так, преподаватели общеобразовательного цикла должны раскрывать прикладное значение своих предметов для предметов профессионального цикла.1 Преподаватели профессионального цикла должны обращать внимание учащихся на то, что профессиональные знания и умения опираются на знания и умения по общеобразовательным предметам. Например, математика применяет знания электротехники для иллюстрации функциональных зависимостей, а электротехника (физика и др.) опирается при решении задач на математические знания и умения. Поэтому возникает необходимость установления взаимосвязей математики и электротехники. Электротехника, опираясь на законы, положения, принципы, идеи естественно-математических наук, является прикладной наукой по отношению к производительному труду. Соответственно и учебный предмет "Электротехника",основываясь на естественно-математических предметах, в частности на математике, в свою очередь является основой для специальных дисциплин и производственного обучения. Это вызвано тем, что специальные предметы в средних ПТУ электрорадиотехнического профиля имеют общеэлектротехническое содержание. Таким образом, математика через электротехнику имеет возможность устанавливать связи со специальными предметами, с профессией учащихся, что отвечает дидактическому принципу связи теории с практикой, с производительным трудом.
Как отмечает профессор А.В.Перышкин, "такую связь можно назвать опосредованной. По времени осуществления она может быть предшествующей и последующей" (101,0.49), Так как электротехника является профилирующим общетехническим предметом для большого числа специальностей, как отмечалось уже выше, то установление тесной связи между этими предметами обеспечит связь курса математики с профессиональной подготовкой учащихся средних ПТУ. Этой важной проблеме в настоящее время уделяется все большее внимание (28, 56, 105 и др.).
Принципы построения системы задач с межпредметным содержанием
Жизнь постоянно ставит перед человеком те или иные цели. Если цель ясно видима и непосредственно достижима без приложения каких-либо усилий, то достижение этой цели не является решением задачи. Процесс решения задачи представляет собой поиск выхода из затруднения или поиск путей обхода препятствий. Иными словами, задача - это любая трудность, которая не может быть преодолена автоматически, а требует понятийного и эмпирического исследования.
При решении задач наиболее ярко проявляется мышление учащихся. Действительно, решение любой мыслительной задачи начинается с тщательного анализа данных, уяснения того, что дано. Данные условия задачи учащиеся сопоставляют друг с другом, соотнося с прежними знаниями и опытом, пытаются привлечь методы, применяемые при решении сходной задачи. На этой основе возникает гипотеза (предположение), намечается способ действий, путь решения. При этом формируются такие важные мыслительные операции: сравнение, анализ, сіштез, абстракция, обобщение и конкретизация. Эти операции важны для умения решать как обычные учебные задачи, так и задачи производственного характера.
Целью каждого учебного предмета, как известно, является формирование у учащихся умений применять полученные знания на практике. В рамках одного учебного предмета эти умения реализуются при решении задач, составленных на материале данного предмета. Б рамках нескольких предметов, с учетом межпредметных связей, эти умения реализуются при решении межпредметных задач.
В результате трудовой деятельности у рабочего формируется определенный тип мышления. При подготовке специалистов в средних ПТУ этот тип мышления должен быть в определенной мере сформирован в процессе обучения. Необходимый вклад в дело формирования определенного типа мышления у учащихся средних ПТУ должна внести математика.
Развивая одно из ведущих положений В.В.Давыдова о том, что содержание и методы обучения проектируют соответствующий тип мышления (48, с.4-5), правомерно утверждать, что методическая система учебных математических задач проектирует соответствующий ей тип математического мышления.
Применительно к данному исследованию, опираясь на фундаментальные работы Ю.М.Колягина (62, 63, 64), рассматривающего математические задачи как важнейшее средство обучения и развития математического мышления , принимая во внимание результаты проведенного эксперимента, можно утверждать, что методическая система межпредметных задач, решаемых на уроках математики, также проектирует тип мышления, необходимый для овладения профессиями электрорадиотехнического профиля.
Похожие диссертации на Роль задач с межпредметным содержанием в осуществлении профессиональной направленности преподавания математики средних ПТУ электрорадиотехнического профиля
