Профессионально направленная непрерывная подготовка по технологии укрупнения дидактических единиц

Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Философия. Психология. Педагогика. 2018. Т. 18, вып. 3

УДК 371.3+( 075.5)

ПРОФЕССИОНАЛЬНО НАПРАВЛЕННАЯ НЕПРЕРЫВНАЯ

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА В СИСТЕМЕ «ШКОЛА - ТЕХНИЧЕСКИЙ ВУЗ» НА ОСНОВЕ УКРУПНЕНИЯ ДИДАКТИЧЕСКИХ ЕДИНИЦ

М. А. Семина

Семина Марина Александровна, кандидат педагогических наук, доцент, кафедра естественнонаучных дисциплин, Чистопольский филиал «Восток» Казанского национального исследователь­ского технического университета имени А. Н. Туполева - КАИ, [email protected]

Статья посвящена исследованию проблемы реализации профес­сионально направленной непрерывной математической подго­товки в системе «школа - технический вуз» на основе укрупнения дидактических единиц. Приводятся результаты теоретико-ме­тодологического анализа степени разработанности проблемы; исследуется целостность профессионального образования на основе непрерывной математической подготовки. Рассмотрены система непрерывного образования и место в ней непрерывной математической подготовки. Определены основные требова­ния и принципы проектирования современных педагогических технологий. Рассмотрены особенности применения укрупнения дидактических единиц в системе «школа - технический вуз», сформулированы и обоснованы дидактические условия реали­зации профессионально направленной непрерывной математи­ческой подготовки на основе укрупнения дидактических единиц, приведены результаты, подтверждающие эффективность ее применения. Подводятся итоги исследования, подтвердившего эффективность разработанных дидактических условий и про­фессионально направленной технологии реализации непрерыв­ной математической подготовки, позволивших как организовать процесс профессиональной подготовки будущих инженеров-при­боростроителей, так и ослабить, а в ряде случаев и снять выяв­ленные в работе противоречия. Показано, что обучение матема­тике следует начинать с актуализации прежних и нужных знаний, с применения универсальных математических методов. Получен­ные результаты могут быть использованы как при организации математической подготовки для других специальностей, так и при подготовке по другим дисциплинам учебного плана.

Ключевые слова: целостность образования, непрерывность образования, преемственность обучения, математическая под­готовка, педагогические технологии, укрупнение дидактических единиц, система «школа - технический вуз».

DOI: 10.18500/1819-7671-2018-18-3-354-358

В настоящее время возрастающий информа­ционный поток во всех областях человеческой деятельности и социально-технологический про­гресс являются определяющими в социальной и экономической жизни общества. Для современ­ных образовательных систем основной задачей становится поиск новых форм и способов подго­товки специалиста как личности и профессионала, сближения общественных и индивидуальных запросов [1]. Решение этой задачи во многом определяется успешностью разработки проблемы преемственности обучения на всех этапах под­готовки специалистов.

Преемственность обучения, обеспечивающая взаимосвязь различных ступеней непрерывно­го образования, является одним из подходов, способствующих повышению эффективности и улучшению качества учебно-воспитательного процесса. Современное состояние науки и прак­тики ставит перед непрерывной математической профессионально направленной подготовкой зада­чи, требующие поиска и разработки эффективных педагогических технологий, оптимизации методик обучения, обеспечивающих высококачественное математическое образование в условиях дефицита времени и возрастающего объема информации. Необходимы новые подходы к проектированию содержания и реализации непрерывной математи­ческой подготовки, которые позволят достичь вы­сокого качества математических знаний и умений.

Идея укрупнения дидактических единиц (УДЕ) отвечает концепции непрерывного образо­вания. Теория УДЕ рассматривается с точки зре­ния ее возможностей для построения целостной современной технологии обучения (от средней школы до вуза), в максимальной степени реа­лизующей задачу развития всех сфер личности учащегося, и прежде всего интеллектуальной. Укрупнение дидактических единиц позволяет качественно преобразовать все элементы системы обучения: от структурирования содержания обра­зования и форм его воплощения до деятельности преподавателя и, соответственно, школьников и студентов [2].

Проблема реализации профессионально на­правленной непрерывной математической под­готовки в системе «школа - технический вуз» на основе УДЕ остается недо статочно изученной, специальных исследований по данной тематике не проводилось. Это подтверждает актуальность темы исследования и позволяет выделить основ­ные противоречия между:

объективной необходимостью широкого использования обобщенных математических методов в профессиональной деятельности со-

временных инженеров-приборостроителей и недостаточной разработанностью методик и технологий реализации этих методов в образова­тельном пространстве;

уровнем математических знаний и умений, математического мышления студентов, требую­щихся для освоения в техническом университете новой информации, и уровнем знаний, получен­ных в средней школе;

потребностью обеспечения непрерывности математической подготовки в системе «школа - технический вуз» и недостаточной разработанно­стью этой проблемы для данной системы.

Выявленные на научно-методологическом уровне противоречия позволили сформулировать проблему исследования: каковы дидактические условия реализации профессионально направ­ленной непрерывной математической подготовки (НМП) в системе «школа - технический вуз» на основе укрупнения дидактических единиц (УДЕ), позволяющие обеспечить необходимый уровень математических знаний, умений и мышления.

Студенты, владея достаточным запасом мате­матических знаний, часто не могут их использо­вать в необходимых ситуациях. Это, в частности, обусловлено и тем, что формирование математиче­ского аппарата в недостаточной степени ориенти­ровано на его дальнейшее использование студен­том в изучении дисциплин общеобразовательного, общепрофессионального и специального циклов, а также в будущей профессиональной деятель­ности специалиста. В практике математической подготовки студентов технических университетов отсутствуют системные знания по реализации научных понятий, необходимых специалистам в профессиональной деятельности.

Профессиональное образование должно быть целостным, поэтому отдельные дисциплины рас­сматриваются не как совокупность традиционных автономных курсов, а интегрируются в единые циклы дисциплин, связанные общей целевой функцией и междисциплинарными связями. Как фундаментальную основу цикла естествен­нонаучных дисциплин мы будем рассматривать математику, которая внутри цикла играет роль системообразующей науки, а на уровне дис­циплины рассматривается как самодостаточная область знания.

Непрерывная математическая подготовка яв­ляется основой целостности профессионального образования. Она должна вносить вклад в фор­мирование и развитие абстрактного мышления, творческого воображения, пространственного представления, самостоятельности, творческой активности студентов. Для усвоения математи­ческого материала требуется тесная связь между репродуктивным и продуктивным мышлением (деятельно стью), при этом большое значение имеет формирование соотношения между этими компонентами. Несмотря на то, что репродук­тивное мышление во многих случаях является необходимой предпосылкой для продуктивного мышления и деятельности, усиленное внимание в высшей школе следует уделять формированию продуктивного мышления (деятельности).

Общей целью в процессе подготовки специ­алиста является развитие способностей решать нестандартные задачи, действовать успешно в неизвестных ситуациях, выходить за пределы имеющейся информации, т. е. получать новые знания. В настоящее время ко всем видам дея­тельности предъявляется требование перехода на более высокий уровень - творчества [3]. Таким образом, преемственность в преподавании имеет целевую ориентацию на подготовку творчески действующего специалиста. Интенсивное обу­чение позволяет перенести акцент с приращения количества знаний на умения и установки, на выработку творческого отношения к науке как продукту и способу человеческой деятельности.

В настоящее время насущной необходимо­стью стала глобальная математизация наук. Без предварительного математического изучения и выявления количественных зависимостей между соответствующими величинами невозможно успешно создавать новые и совершенствовать су­ществующие технологические процессы, системы связи, транспортные средства и т. д. Возникающее при этом разнообразие математических моделей столь велико, что в курс математики, изучаемой в технических вузах, систематически приходится вводить новые разделы. Так как время, отводимое на изучение курса математики, сохраняется при­близительно постоянным, возникает ряд вопро­сов, касающихся методики преподавания этой фундаментальной учебной дисциплины. Для от­вета на главный из них: каким образом обеспечить качественное усвоение все более возрастающего объема материала за одно и то же время обучения в вузе? - необходима перестройка не только курса математики, но и других общенаучных и специ­альных дисциплин, использующих математиче­ский аппарат и обеспечивающих преемственность и закрепление математических знаний.

По определению В. П. Беспалько, педагоги­ческая технология представляет собой системную категорию, ориентированную на дидактическое применение научного знания, научных подходов к анализу и организации учебного процесса с учетом эмпирических инноваций преподавателя и направленности на достижение высоких резуль­татов в развитии личности студента [4]. Любая технология начинается с обоснованной идеи или концепции. Когда сформулирована концепция, возможно целеполагание как система ценностных установок, планов, программ, затем все эти эле­менты закладываются в алгоритм педагогической деятельности.

Основным методическим положением в лю­бой новой педагогической технологии является активная позиция субъекта образования - пре­подавателя - и активная позиция обучающегося в самовоспитании, самообучении, самообразо­вании. Необходимо отметить, что абсолютное большинство современных образовательных тех­нологий оснащены средствами интенсификации процесса познания.

Наибольших успехов в усвоении математи­ческих знаний можно достичь, если использовать набор специальных упражнений, сконструиро­ванных в четкой логической последовательности, представляющих собой стройную дидактическую систему. При этом на первый план выходят кон­кретные взаимосвязанные методы обучения: со­вмещенное изучение взаимозависимых обратных действий, функций, теорем, правил, законов и т. п.; рассмотрение во взаимопереходах определенных и неопределенных заданий (в частности, задач, по­ставленных некорректно, и дифференцированных упражнений); противопоставление исходного и преобразованного заданий; обеспечение единства процессов составления и решения задач.

Можно утверждать, что философия укруп­ненных дидактических единиц - это достижение целостности математических знаний как главного условия саморазвития интеллекта обучающихся. Методология УДЕ - это создание информационно совершенной последовательности тем матема­тики, обеспечивающей цело стно сть ее разде­лов. Технология УДЕ (ключевой элемент) - это упражнение - «триада», состоящая из элементов, рассматриваемых на одном занятии: а) исходная задача; б) обратная задача; в) ее обобщение. В основе УДЕ лежат принцип дихотомии и метод противопоставлений, что создает благоприятные условия при организации учебной деятельности обучающихся для использования фундаменталь­ных закономерностей, оптимизирующих учебный процесс (закон единства и борьбы противополож­ностей, перемежающееся противопоставление контрастных раздражителей - И. П. Павлов), принцип обратных связей (П. К. Анохин) [2].

В основе разработки профессионально направ­ленной НМП лежат системно-функциональный и личностно-деятельностный подходы как единая методологическая основа преподавания всех без исключения дисциплин естественнонаучного, общепрофессионального и специального циклов.

Для наиболее полной конкретизации соци­альных целей общества на данном этапе его раз­вития в рамках каждого учебно-воспитательного процесса в вузе системно-функциональный и личностно-деятельностный подходы позволяют конструировать эти цели в виде аспекта готовно­сти студентов к определенной профессиональной деятельности. Системно-функциональный и лич­ностно-деятельностный подходы вслед за целями позволяют решить вопрос о функциях процесса обучения математике в формировании у студентов готовности к профессиональной деятельности.

Личностно-деятельностный подход, направ­ленный на формирование личности будущего специалиста, способствует организации лич­ностно ориентированного обучения, близким к которому является дифференцированный подход, позволяющий учесть образовательные потреб­ности и личностные особенности обучающихся, уровень их исходной математической компетент­ности, характер и степень мотивированности их математической подготовки, говорить о поиске и определении оснований для выделения групп обучающихся, отличающихся какими-либо ха­рактеристиками, и о выделении оснований для принятия решения об организации процесса диф­ференциации (цель, форма, содержание).

Следует отметить, что дифференцированный подход помогает своевременно выявлять индиви­дуальные особенности обучающихся, определяю­щие успех или неудачи на каждом уровне позна­вательного процесса, отбирать и структурировать адекватные индивидуально-дифференцированные задания, задачи, упражнения, поэтапно вводя их в учебный процесс как средство углубления по­знания.

Профилированный подход решает основные задачи профилированного обучения: интеграции дисциплин учебного плана данной специальности для оптимизации содержания профессиональной подготовки будущего специалиста, модернизации преподавания дисциплин на основе типовых за­дач, зафиксированных в профессиограмме (усиле­нии профессиональной ориентации общенаучных и общетехнических дисциплин).

Преемственность является необходимым условием непрерывности развития и определя­ется как способность к самообновлению при со­хранении основы. Преемственность в процессе преподавания означает, что каждый новый этап развития основывается на предыдущем с сохране­нием ценного, имеющего перспективы развития, и устранением старого, консервативного, отжив­шего [5]. Эффективный процесс преподавания предполагает глубокое знание форм, методов, результатов предыдущего этапа, их критическое осмысление с точки зрения нового этапа и творче­ское использование позитивного опыта. При отбо­ре и структурировании содержания непрерывной математической подготовки мы рассматриваем

преемственность как взаимосвязь системы ма­тематических знаний и способов деятельности в системе «школа - технический вуз».

В нашем исследовании принцип професси­ональной направленности, предусматривающий построение учебного процесса, решающего за­дачи НМП, способствует профессионализации будущего специалиста.

Основу непрерывной математической под­готовки составляет модель учебного процесса, базирующаяся на двух компонентах: формирова­нии целостных системных знаний по математике за счет совмещения в ней структурно сходных понятий и закономерностей (идея теории УДЕ), профилизации в подсистеме, включающей в качестве структурных компонентов блоки - це­леполагания, содержательный, технологический и результативный.

Анализ проблемы и обоснование теорети­ческих предпосылок педагогического проекти­рования позволяют определить концептуальные положения построения оптимальной модели подсистемы профилизации математической подготовки: системный, программно-целевой подходы, межпредметная интеграция как си­стемообразующий фактор педагогического проектирования, под влиянием которого пере­страиваются все компоненты педагогической системы (цели, содержание, методы обучения, деятельность преподавателя и студентов), ори­ентация на непрерывное формирование профес­сионально направленной математической ком­петентности как интегративного стержневого компонента профессиональной компетентности студентов.

Под профессионально направленной ма­тематической компетентно стью мы понимаем владение фундаментальными математическими знаниями и умениями на уровне, достаточном для их эффективного использования при решении задач, возникающих при выполнении профессио­нальных функций, и для дальнейшего творческого саморазвития специалиста [6]. Это требует, с одной стороны, повышения уровня фунда­ментальной математической подготовки, с дру­гой - усиления профессиональной направлен­но сти математической подготовки студентов технического университета.

Одним из важных структурных компонентов любой педагогической системы является содержа­ние. Для отбора содержания обучения по конкрет­ному учебному разделу мы руководствовались критериями: целостного отражения в содержании образования задач формирования всесторонне развитой личности, высокой научной и практи­ческой значимо сти содержания, соответствия его сложности реальным учебным возможностям студентов, соответствия его объема имеющемуся времени на изучение данного предмета.

На основе изложенного выше подхода к проектированию содержания непрерывной математической подготовки студентов техни­ческого университета были выделены способы профилизации учебного материала: иллюстрация и конкретизация профессионально значимого учебного материала; перенос и сравнение знаний применительно к профессиональной ситуации; изучение материала на основе использования профессиональных систем и объектов; решение задач с профессиональным содержанием на фактологическом, теоретическом, практическом уровнях профилизации.

Алгоритм педагогических действий, направ­ленных на решение разработанных нами задач, составляющих нестандартную систему знаний, включает следующие действия: постановку учебной проблемы, суть которой предполагает ис­пользование нетрадиционных способов решения задачи; вычленение различных данных, условий, фактов, оснований, группировка этих данных; осмысление возможных путей решения задачи; изучение традиционных методов; поиск нетра­диционного пути решения; процедура решения; соотнесение данных, проверка достоверности.

Внедрение профессионально направленной НМП в учебный процесс позволило увеличить долю хороших и отличных оценок на фоне снижения удовлетворительных и неудовлетво­рительных. Итоги проведенного исследования, подтвердившего эффективность разработанных дидактиче ских условий и профессионально направленной технологии реализации непре­рывной математической подготовки в системе «школа - технический вуз» на основе укрупнения дидактических единиц, позволили как органи­зовать процесс профессиональной подготовки будущих инженеров-приборостроителей, так и ослабить, а в ряде случаев и снять выявленные в работе противоречия. Полученные результаты могут быть использованы как при организации непрерывной математической подготовки для дру­гих специальностей, так и при непрерывной под­готовке по другим дисциплинам учебного плана.

Список литературы

1. ХуснутдиновР. Ш. Личностно ориентированное при­кладное математическое образование специалистов экономического профиля (в системе «ссуз - вуз»). Казань, 2003. 221 с.

2. Эрдниев П. М., Эрдниев Б. П. Укрупнение дидактиче­ских единиц в обучении математике. М., 1986. 255 с.

3. Высшее техническое образование : мировые тен­денции развития, образовательные программы, качество подготовки специалистов, инженерная педагогика / под ред. В. М. Жураковского. М., 1998. 304 с.

4. Зарипов Р. Н. Новые образовательные техноло­гии подготовки современных инженеров. Казань, 2001. 194 с.

5. Кондратьев В. В. Вопросы преемственности препо­давания математики в системе «школа - вуз» // Пре­емственность подготовки специалистов в средней и высшей профессиональной школе. Казань, 1999. С. 37-38.

6. Бродская Т. А. Непрерывная математическая под­готовка в системе «ссуз - вуз» на основе фунда- ментализации содержания (на примере подготовки специалистов нефтегазового профиля) : автореф. дис. ... канд. пед. наук. Казань, 2005. 22 с.

Образец для цитирования:

Семина М. А. Профессионально направленная непрерывная математическая подготовка в системе «школа - технический вуз» на основе укрупнения дидактических единиц // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Философия. Психология. Педагогика. 2018. Т. 18, вып. 3. С. 354-358. DOI: 10.18500/1819-7671-2018-18-3-354-358

Professionally - Oriented Ongoing Mathematical Education in «School - Technical University» System in Terms of Teaching Units Integration

M. A. Semina

Marina A. Semina, Chistopol branch «Vostok» Kazan National Research Technical University named after A. N. Tupolev - KAI, seminama@ mail.ru

The article is devoted to the study of the problem of professionally- oriented ongoing mathematical education in «school - technical University» system in terms of teaching units integration. The article gives the data of theoretically-methodological analysis of issue development degree; it examines the wholeness of professional training in terms of ongoing mathematical education. The system of ongoing education and its place in ongoing mathematical training is considered in the article. Basic requirements and design principles of contemporary pedagogical technologies are determined. The ap­plying of special units integration in «school - technical University» system is considered, the implementation of didactic conditions of professionally-oriented ongoing mathematical education in terms of teaching units integration is formulated and proved. The results of a study confirming the effectiveness of the developed didactic conditions and the professionally oriented technology for the imple­mentation of ongoing mathematical training are summarized. They have made it possible to organize the process of future instrument engineers’ professional training, and at the same time to weaken, and in some cases, even to remove the contradictions revealed in the work. It is shown that mathematics education should begin with actualization of the previous and necessary knowledge, using universal mathematical methods. The results obtained can be used both in organizing mathematical training for other specialties, and in preparing for other disciplines of the curriculum.

Key words: education wholeness, education continuity, continu­ity training, mathematical education, pedagogical technologies, teaching units integration, «school - technical University» system.

References

1. Khusnutdinov R. Sh. Lichnostno orientirovannoe prikladnoe matematicheskoe obrazovanie spetsialistov ekonomicheskogo profilya (v sisteme «sssuz - vuz») [Personally oriented applied mathematical education of specialists in the economic profile {in the «specialized secondary school - university» system }]. Kazan, 2003. 221 p. (in Russian).

2. Erdniev P M., Erdniev B. P Ukrupnenie didakticheskikh edinits v obuchenii matematike [Integration of didactic units in teaching mathematics]. Moscow, 1986. 225 p. (in Russian).

3. Vysshee tehnicheskoe obrazovanie: mirovye tendentsii razvitya, obrazovatelnye programmy, kachestvo podgo- tovki spetsialistov, inzhenernay pedagogika [Higher tech­nical education: world development trends, educational programs, the quality of training specialists, engineering pedagogy]. Moscow, 1998. 304 p. (in Russian).

4. Zaripov R. N. Novye obrazovatelnye tekhnologiipodgo- tovki sovremennyh inzhenerov [New educational tech­nologies for training modern engineers]. Kazan, 2001. 194 p. (in Russian).

5. Kondratev V. V. Voprosy preemstvennosti prepodavanya matematiki v sisteme «shkola - vuz» [Questions of the continuity of the teaching of mathematics in the «school­university» system]. In: Preemstvennost podgotovki spetsialistov v sredney i vyssheyprofessionaljnoy shkole [Continuity of training specialists in secondary and higher vocational schools]. Kazan, 1999, pp. 37-38 (in Russian).

6. Brodskay T. A. Nepreryvnay matematicheskay podgo- tovka v sisteme «ssuz-vuz» na osnove fundamentalizat- sii soderzhanya (na primere podgotovki spetsialistov neftegazovogo profilya) [Continuous mathematical preparation in the system «specialized secondary school - university» on the basis of the fundamentaliza- tion of content {for example, the training of specialists in the oil and gas sector}]. Thesis Diss. Cand. Sci. (Peda- gog.). Kazan, 2005. 22 p. (in Russian).

Cite this article as:

Semina M. A. Professionally - Oriented Ongoing Mathematical Education in «School - Technical University» System in Terms of Teaching Units Integration. Izv. Saratov Univ. (N. S.), Ser. Philosophy. Psychology. Pedagogy, 2018, vol. 18, iss. 3, pp. 354-358. DOI: 10.18500/1819-7671-2018-18-3-354-358

© Семина М. А., 2018