Диссертация на соискание ученой степени доктора
педагогических наук. Москва, Государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования города Москвы
Московский городской педагогический университет, 2015 г. – 305 стр.
Специальность: 13.00.02 (теория и методика обучения и воспитания
(информатика). Научный консультант – член-корреспондент РАО, доктор
технических наук, профессор С.Г.Григорьев.
Целью исследования является разработка
теоретико-методологических основ технологий предметного обучения
будущих математиков и экспериментальное обоснование их
эффективности в условиях университетского образования.
Научная новизна исследования заключается в том, что: В соответствии с новой образовательной парадигмой разработана научная концепция профессионально ориентированного обучения будущих математиков в университете. Учебный процесс, основанный на указанной концепции, обеспечивает формирование у студентов фундаментальных, системообразующих, инвариантных знаний, предметных умений, навыков по математическим дисциплинам и профессиональных компетенций при переходе к новым образовательным стандартам профессиональной подготовки математиков в классическом университете в условиях двухуровневой системы высшего образования. На основе теоретических положений разработанной научной концепции спроектирована и реализована модель технологий предметного обучения будущих математиков в университете. В основу модели положены взаимосвязанные группы факторов, первая из которых связана с технологиями обучения будущих математиков при специальной профессиональной подготовке – технологиями обучения студентов тригонометрии, решению задач по разделу математического анализа «Элементы теории поля» и текстовых алгебраических задач. Вторая группа факторов связана с учебно-методическим обеспечением фундаментального цикла дисциплин, научным обоснованием состава и содержания интегрированных ресурсов, системой формирования приемов учебно-познавательной деятельности при профессиональной подготовке студентов математических направлений в условиях классического университета. Технологии предметного обучения будущих математиков позволяют повысить качество математических знаний студентов, направлены на овладение фундаментальными, системообразующими, инвариантными знаниями, предметными умениями и навыками, формирование профессиональных компетенций обучаемых. В условиях двухуровневой системы высшего образования спроектирована и реализована модель модульной образовательной технологии, включающая в себя: цели обучения, сформулированные в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами нового поколения на модульно-компетентностной основе; блок профессиональных знаний, умений, навыков и компетенций, присущих студентам математических направлений подготовки; комплекс педагогических технологий по подготовке будущих математиков в университете, в котором выделены базовая и вариативная части; средства мониторинга учебного процесса, позволяющие управлять моделью обучения и вносить необходимые коррективы; комплексное учебно-методическое обеспечение, содержащее методическое руководство по достижению целей обучения и стратегии обучения, блок, связанный с материально-технической базой, блок, оказывающий непосредственное влияние на формирование учебно-педагогического процесса. Предложенный подход для использования модульной образовательной технологии позволяет в рамках отдельного модуля осуществлять комплексное освоение знаний, умений, навыков, математических методов и алгоритмов для формирования профессиональных компетенций, обеспечивающих выполнение рассматриваемого профессионального вида деятельности. Для эффективной организации учебного процесса при использовании технологий предметного обучения будущих математиков в классическом университете предложена структурная схема реализации направления фундаментализации математического образования, включающая такие этапы, как: овладение информацией и объемом специальных математических знаний, выработка понимания и умения решать типовые и прикладные задачи, синтез междисциплинарных связей, формирование профессиональных компетенций, практическая работа по специальности и исследовательская деятельность. Разработана методика выявления внутрипредметных связей в системах математических задач с использованием корреляционного анализа, в котором в качестве ключевого фактора выступает степень тесноты связей между математическими заданиями и применяется специальный критерий для определения достоверности этих связей. Выделенные с помощью предложенного диагностико-технологического подхода ключевые задания из системы математических задач значимы и определяют успех дальнейшей учебной деятельности. Выявление таких ключевых (значимых) заданий или упражнений систем математических задач и их наработка даже при определенном дефиците времени позволяют существенным образом повысить качество знаний обучаемых.
Теоретическая значимость исследования состоит в выявлении психолого-педагогических аспектов профессионально ориентированного обучения будущих математиков в университете при реализации новых образовательных стандартов, в определении сущности и особенностей фундаментализации математического образования в условиях классического университета в соответствии с новой образовательной парадигмой, предусматривающей личностную направленность профессионального обучения студентов. Разработанные теоретические и методологические основы технологий предметного обучения будущих математиков могут быть рекомендованы для обновления принципов перестройки содержания и методологии профессиональной подготовки математиков в высшем учебном заведении, а также использованы при модернизации школьного математического образования. В исследовании проведен анализ существующих трактовок понятий «фундаментализация образования» и «фундаментализация математического образования»; разработаны концепция профессионально ориентированного обучения и модель технологий предметного обучения будущих математиков в университете при реализации новых образовательных стандартов; разработана модель модульной образовательной технологии как средства формирования профессиональных компетенций студентов математических направлений подготовки в условиях двухуровневой системы высшего образования; выделены основные требования к классическим университетам при реализации новых образовательных стандартов в условиях фундаментализации математического образования. Предложена система требований к организации учебного процесса для достижения долговременных положительных результатов в направлении фундаментализации университетского математического образования.
Практическая значимость исследования состоит в том, что на его основе разработаны и эффективно внедрены в учебный процесс технологии предметного обучения будущих математиков в университете. Предложенные концепция профессионально ориентированного обучения и модель технологий предметного обучения будущих математиков в университете были положены в основу разработки учебно-методических комплексов и основных профессиональных образовательных программ по математическим дисциплинам для бакалавров и магистров математики, учебных и учебно-методических пособий, электронных курсов и образовательных ресурсов для преподавателей математики высших учебных заведений. Кроме того, полученные результаты работы находят применение при написании учебных и учебно-методических пособий по спецкурсам и дополнительным главам математики для студентов направления подготовки «Педагогическое образование» (профиль «Математика»), учителей математики и учащихся средних общеобразовательных учреждений. Разработанные на основе теоретических и экспериментальных исследований модели технологий обучения будущих математиков в условиях специальной профессиональной подготовки обеспечены соответствующими учебно-методическими материалами и внедрены в учебный процесс вуза. Проведенные в условиях классического университета диагностика профессиональных качеств и мониторинг качества подготовки будущих математиков, выступающие как самостоятельная организационная система, аналитическая база и информационная основа для управления и формирования заказа на подготовку обучающихся различных уровней образования, обеспечивают прогноз развития образовательной деятельности вуза. Построен профиль способностей будущих математиков в условиях университетского образования, который может быть использован при анализе личностных качеств, планировании и анализе профессиональной деятельности обучаемых. Оглавление
Введение
Методологические основы технологий предметного обучения будущих математиков в университете
Концепция профессионально ориентированного обучения будущих математиков в университете
Основные требования к классическим университетам в контексте фундаментализации математического образования в условиях реализации новых образовательных стандартов
Модель технологий предметного обучения будущих математиков в университете при реализации новых образовательных стандартов
Информационные технологии в методическом обеспечении предметного обучения будущих математиков в классическом университете
Теоретические основы технологий предметного обучения будущих математиков в университете
Психолого-педагогические теории усвоения знаний при использовании технологий предметного обучения будущих математиков в университете
Принципы обучения в системе фундаментализации и информатизации математического образования
Психолого-педагогические особенности усвоения студентами математической информации
Компетентностный подход при реализации технологий предметного обучения будущих математиков в университете в условиях новых образовательных стандартов
Модели технологий обучения будущих математиков в условиях специальной профессиональной подготовки
Модель технологии обучения студентов решению задач по разделу математического анализа «Элементы теории поля»
Модель технологии обучения студентов решению текстовых алгебраических задач
Модель обучающей технологии по тригонометрии
Методика выявления внутрипредметных связей в системах математических задач
Технология обучения студентов тригонометрии на основе когнитивно-визуального подхода
Опытно-экспериментальная работа по реализации технологий предметного обучения будущих математиков в университете
Экспериментальная программа
Педагогические условия реализации экспериментальной программы
Диагностика профессиональных качеств и построение профиля способностей будущих математиков
Мониторинг качества профессиональной подготовки будущих математиков в условиях университетского образования
Анализ результатов опытно-экспериментальной работы
Заключение
Библиографический список
Приложения
Научная новизна исследования заключается в том, что: В соответствии с новой образовательной парадигмой разработана научная концепция профессионально ориентированного обучения будущих математиков в университете. Учебный процесс, основанный на указанной концепции, обеспечивает формирование у студентов фундаментальных, системообразующих, инвариантных знаний, предметных умений, навыков по математическим дисциплинам и профессиональных компетенций при переходе к новым образовательным стандартам профессиональной подготовки математиков в классическом университете в условиях двухуровневой системы высшего образования. На основе теоретических положений разработанной научной концепции спроектирована и реализована модель технологий предметного обучения будущих математиков в университете. В основу модели положены взаимосвязанные группы факторов, первая из которых связана с технологиями обучения будущих математиков при специальной профессиональной подготовке – технологиями обучения студентов тригонометрии, решению задач по разделу математического анализа «Элементы теории поля» и текстовых алгебраических задач. Вторая группа факторов связана с учебно-методическим обеспечением фундаментального цикла дисциплин, научным обоснованием состава и содержания интегрированных ресурсов, системой формирования приемов учебно-познавательной деятельности при профессиональной подготовке студентов математических направлений в условиях классического университета. Технологии предметного обучения будущих математиков позволяют повысить качество математических знаний студентов, направлены на овладение фундаментальными, системообразующими, инвариантными знаниями, предметными умениями и навыками, формирование профессиональных компетенций обучаемых. В условиях двухуровневой системы высшего образования спроектирована и реализована модель модульной образовательной технологии, включающая в себя: цели обучения, сформулированные в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами нового поколения на модульно-компетентностной основе; блок профессиональных знаний, умений, навыков и компетенций, присущих студентам математических направлений подготовки; комплекс педагогических технологий по подготовке будущих математиков в университете, в котором выделены базовая и вариативная части; средства мониторинга учебного процесса, позволяющие управлять моделью обучения и вносить необходимые коррективы; комплексное учебно-методическое обеспечение, содержащее методическое руководство по достижению целей обучения и стратегии обучения, блок, связанный с материально-технической базой, блок, оказывающий непосредственное влияние на формирование учебно-педагогического процесса. Предложенный подход для использования модульной образовательной технологии позволяет в рамках отдельного модуля осуществлять комплексное освоение знаний, умений, навыков, математических методов и алгоритмов для формирования профессиональных компетенций, обеспечивающих выполнение рассматриваемого профессионального вида деятельности. Для эффективной организации учебного процесса при использовании технологий предметного обучения будущих математиков в классическом университете предложена структурная схема реализации направления фундаментализации математического образования, включающая такие этапы, как: овладение информацией и объемом специальных математических знаний, выработка понимания и умения решать типовые и прикладные задачи, синтез междисциплинарных связей, формирование профессиональных компетенций, практическая работа по специальности и исследовательская деятельность. Разработана методика выявления внутрипредметных связей в системах математических задач с использованием корреляционного анализа, в котором в качестве ключевого фактора выступает степень тесноты связей между математическими заданиями и применяется специальный критерий для определения достоверности этих связей. Выделенные с помощью предложенного диагностико-технологического подхода ключевые задания из системы математических задач значимы и определяют успех дальнейшей учебной деятельности. Выявление таких ключевых (значимых) заданий или упражнений систем математических задач и их наработка даже при определенном дефиците времени позволяют существенным образом повысить качество знаний обучаемых.
Теоретическая значимость исследования состоит в выявлении психолого-педагогических аспектов профессионально ориентированного обучения будущих математиков в университете при реализации новых образовательных стандартов, в определении сущности и особенностей фундаментализации математического образования в условиях классического университета в соответствии с новой образовательной парадигмой, предусматривающей личностную направленность профессионального обучения студентов. Разработанные теоретические и методологические основы технологий предметного обучения будущих математиков могут быть рекомендованы для обновления принципов перестройки содержания и методологии профессиональной подготовки математиков в высшем учебном заведении, а также использованы при модернизации школьного математического образования. В исследовании проведен анализ существующих трактовок понятий «фундаментализация образования» и «фундаментализация математического образования»; разработаны концепция профессионально ориентированного обучения и модель технологий предметного обучения будущих математиков в университете при реализации новых образовательных стандартов; разработана модель модульной образовательной технологии как средства формирования профессиональных компетенций студентов математических направлений подготовки в условиях двухуровневой системы высшего образования; выделены основные требования к классическим университетам при реализации новых образовательных стандартов в условиях фундаментализации математического образования. Предложена система требований к организации учебного процесса для достижения долговременных положительных результатов в направлении фундаментализации университетского математического образования.
Практическая значимость исследования состоит в том, что на его основе разработаны и эффективно внедрены в учебный процесс технологии предметного обучения будущих математиков в университете. Предложенные концепция профессионально ориентированного обучения и модель технологий предметного обучения будущих математиков в университете были положены в основу разработки учебно-методических комплексов и основных профессиональных образовательных программ по математическим дисциплинам для бакалавров и магистров математики, учебных и учебно-методических пособий, электронных курсов и образовательных ресурсов для преподавателей математики высших учебных заведений. Кроме того, полученные результаты работы находят применение при написании учебных и учебно-методических пособий по спецкурсам и дополнительным главам математики для студентов направления подготовки «Педагогическое образование» (профиль «Математика»), учителей математики и учащихся средних общеобразовательных учреждений. Разработанные на основе теоретических и экспериментальных исследований модели технологий обучения будущих математиков в условиях специальной профессиональной подготовки обеспечены соответствующими учебно-методическими материалами и внедрены в учебный процесс вуза. Проведенные в условиях классического университета диагностика профессиональных качеств и мониторинг качества подготовки будущих математиков, выступающие как самостоятельная организационная система, аналитическая база и информационная основа для управления и формирования заказа на подготовку обучающихся различных уровней образования, обеспечивают прогноз развития образовательной деятельности вуза. Построен профиль способностей будущих математиков в условиях университетского образования, который может быть использован при анализе личностных качеств, планировании и анализе профессиональной деятельности обучаемых. Оглавление
Введение
Методологические основы технологий предметного обучения будущих математиков в университете
Концепция профессионально ориентированного обучения будущих математиков в университете
Основные требования к классическим университетам в контексте фундаментализации математического образования в условиях реализации новых образовательных стандартов
Модель технологий предметного обучения будущих математиков в университете при реализации новых образовательных стандартов
Информационные технологии в методическом обеспечении предметного обучения будущих математиков в классическом университете
Теоретические основы технологий предметного обучения будущих математиков в университете
Психолого-педагогические теории усвоения знаний при использовании технологий предметного обучения будущих математиков в университете
Принципы обучения в системе фундаментализации и информатизации математического образования
Психолого-педагогические особенности усвоения студентами математической информации
Компетентностный подход при реализации технологий предметного обучения будущих математиков в университете в условиях новых образовательных стандартов
Модели технологий обучения будущих математиков в условиях специальной профессиональной подготовки
Модель технологии обучения студентов решению задач по разделу математического анализа «Элементы теории поля»
Модель технологии обучения студентов решению текстовых алгебраических задач
Модель обучающей технологии по тригонометрии
Методика выявления внутрипредметных связей в системах математических задач
Технология обучения студентов тригонометрии на основе когнитивно-визуального подхода
Опытно-экспериментальная работа по реализации технологий предметного обучения будущих математиков в университете
Экспериментальная программа
Педагогические условия реализации экспериментальной программы
Диагностика профессиональных качеств и построение профиля способностей будущих математиков
Мониторинг качества профессиональной подготовки будущих математиков в условиях университетского образования
Анализ результатов опытно-экспериментальной работы
Заключение
Библиографический список
Приложения