СИСТЕМА РАЗНОУРОВНЕВЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО МАТЕМАТИКЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИКТ КАК ИНСТРУМЕНТ ФРОНТАЛЬНОГО ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ТВОРЧЕСКИХ УМЕНИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ
(*****@***ru)
ФГБОУ ВО Уральский гос. пед. университет (УрГПУ), Екатеринбург
(Bodryakov_)
ФГБОУ ВО Уральский гос. пед. университет (УрГПУ), Екатеринбург
Аннотация
Представлена разработанная авторами система разноуровневых лабораторных работ по математике с применением ИКТ как инструмента фронтального формирования учебно-исследовательских и творческих умений обучающихся. Работа с инструментом проиллюстрирована на примере бакалавров-педагогов начальных курсов, обучающихся в педагогическом университете по информационным и математическим направлениям подготовки, однако подход предполагается к трансферу в школы выпускниками по окончании вуза.
Основной целью высшего образования является подготовка компетентных и востребованных на рынке труда специалистов. Для того, чтобы достижение этой цели стало возможным, в вузы должны приходить наиболее подготовленные и мотивированные выпускники школ. Для этого, в свою очередь, требуется, чтобы в школы пришли высокопрофессиональные и мотивированные учителя – выпускники педагогических вузов. В профессиональном стандарте педагога [6] перечислены основные качества современного учителя: креативность, высокий уровень мотивации, критичность мышления, мобильность, способность к нестандартным трудовым действиям, ответственность и самостоятельность в принятии решений. Обретение этих качеств невозможно без расширения пространства творчества будущего педагога, т. е. без целевого инструментального развития творческих и учебно-исследовательских умений.
Под творческими умениями, вслед за [2], будем понимать такие умения, которые позволяют реализовать учебно-творческую деятельность и получить субъективно новый результат. Опираясь на исследования [1] определим учебно-исследовательские умения как готовность обучаемых самостоятельно выполнять действия в процессе учебно-исследовательской деятельности на основе осознанного использования существующих знаний, умений, навыков в соответствии с логикой научного исследования. Умения напрямую связаны с действием. Учебно-исследовательские и творческие умения формируются в процессе конкретной специально организованной творческой и учебно-исследовательской деятельности. Для формирования современного квалифицированного специалиста необходимо учитывать процессы всеобъемлющей информатизации российского общества, учитывать современный уровень развития информационно-коммуникационных технологий, показать студенту как можно применить их в будущей самостоятельной педагогической деятельности.
В Уральском государственном педагогическом университете для студентов направления «44.03.01 – Педагогическое образование», «44.03.05 – Педагогическое образование с двумя профилями подготовки», профили: «Математика», «Информатика, «Физика» и др., разработана система лабораторных работ (ЛР) по математике с применением ИКТ, направленная на развитие исследовательских и творческих умений. Математическая составляющая является основой модели явления, рассматриваемого в конкретной ЛР; при этом широко используются внутри - и межпредметные связи математики с информатикой, физикой и др., задействованы ее прикладные разделы (например, численные методы). Данная разработка представлена системой разноуравневых лабораторных работ (ЛР) различной тематики выполняемых с применением ИКТ. Разноуровневость подразумевает постеппенное усложнение ЛР от первых к последним, а также возможность индивидуального подхода к их выполнению с учетом подготовленности обучающихся. Укажем несколько тем ЛР в качестве примера: «Изучение движения шахматного коня», «Исследование применения элементов векторной алгебры в компьютерной геометрии и графике», «Исследование применения кубических матриц в теории вероятности», «Исследование применения матриц в экономике, географии и эпидемиологии» и др.). Лабораторные работы выполняются студентами самостоятельно при ограниченном консультировании педагога.
Результаты выполнения ЛР оформляются в виде документального отчета, содержащего элементы научного исследования (формирование гипотезы, постановки цели, задач, поиск и обработка информации, освоение теории, формулирование выводов, оформление текста и т. д.). Таким образом, оценивается продукт деятельности студента в виде конкретного отчета. В ходе собеседования преподаватель затем указывает студенту ошибки, обозначает точки роста.
Одна из первых ЛР «Изучение движения шахматного коня» позволяет студенту непосредственно на шахматной доске, а затем и путем логических рассуждений решить, например, задачу «Может ли шахматный конь пройти по всем полям доски размера 3Ч4, побывав в каждой клетке ровно по одному разу?». Обобщение решения подобной конкретной задачи, приводит студента к пониманию необходимости прочного усвоения основ теории графов.
Другая лабораторная работа «Исследование применения кубических матриц в теории вероятностей» включает задания:
так как кубические матрицы являются пространственным аналогом квадратных матриц, то основываясь на свойствах квадратных матриц, таких как коммутативность, ассоциативность, существование нулевой и симметричной матриц, проверить выполняемость данных свойств для кубических матриц; решить предложенную задачу из теории вероятности двумя способами (классическим и с помощью кубических матриц), сравнить два способа решения и классический способ реализовать в программе MathCad. Например, «Какая сумма при бросании трех игральных костей выпадает чаще: 10 очков или 11?».На основе анализа работ [1–5], и др., выделим основные этапы формирования учебно-исследовательских и творческих умений обучающихся:
- подготовительный – актуализация тех знаний, умений и навыков в области математики и связанных с ней межпредметными связями дисциплин, которые обучающийся будет применять в процессе выполнения лабораторной работы; аналитический – на данном этапе формируются приемы поисковой деятельности, умение анализировать, применять математические методы к решению поставленных задач; интегративный, т. е. студент учится видеть и грамотно использовать междисциплинарные связи математики с другими дисциплинами, развиваются навыки работы с ИКТ; творческий, т. е. студент применяет нестандартные (творческие) методы решения задач; исследовательский, происходит формирование учебно-исследовательских и проектных умений, которые используются в профессиональной деятельности.
Таким образом, целенаправленное и систематическое формирование учебно-исследовательских и творческих умений обучающихся позволяет студентам применять полученные в университете умения в школах для своих будущих учеников.
Литература
Абдулов интерактивных средств в процессе развития исследовательских умений учащихся при обучении физике: автореферат дис….кандидата педагогических наук: 13.00.02. – Екатеринбург, 2013 г. Абрамов творческих умений у обучаемых в процессе изучения математики // Вестник Костромского государственного университета. Серия: Педагогика. Психология. Социокинетика. 2007. Т. 13. №1. С. 39-42. Гладышева исследовательских умений в процессе математической подготовки будущих инженеров-программистов // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2007. Т. 12. № 4. С. 434–436. , Семенов исследовательских умений будущих учителей технологии // Перспективы Науки и Образования. 2013. № 3. С. 254–261. , Ермакова учебно-исследовательских умений у студентов технического вуза в процессе обучения математике // Известия ВолгГТУ. 2009. Т. 6. № 10 (58). С. 90–93. Приказ Минтруда России н «Об утверждении профессионального стандарта "Педагог (педагогическая деятельность в сфере дошкольного, начального общего, основного общего, среднего общего образования) (воспитатель, учитель)" (с изменениями на 5 августа 2016 года)». URL: http://docs. cntd. ru/document/499053710