Межпредметные связи фундаментальных и специальных дисциплин в технической школе на примере курса математики
Новосибирский
государственный аграрный университет
Инженерный
институт
Кафедра
технологий обучения, педагогики и психологии
Контрольная
работа
Межпредметные
связи фундаментальных и специальных дисциплин в технической школе на примере
курса математики
Выполнил:
Молчанов М.А.
Студент
группы 3121
Проверил:
Федотов Б.В.
Новосибирск
2014
Введение
За последние время в России произошли реформы,
которые повлекли за собой изменения в системе высшего профессионального
образования. Обществу необходим специалист-профессионал, способный реагировать
на быстрые изменения в соответствующей профессиональной сфере Особую значимость
приобретает наличие у инженера не столько узкоспециального, сколько твердого
фундаментального образования, на основании которого можно путем самообразования
не отставать от современных веяний науки и техники.
Одним из основных достоинств технического вуза
является то, что он дает студентам фундаментальные знания по кругу проблем,
связанных с их будущей профессиональной деятельностью. При анализе перечня
специальных дисциплин иногда создается впечатление, что их вполне достаточно
для той деятельности, которую выполняет большинство выпускников. Однако
специальные знания могут обеспечить лишь узкую и специфическую деятельность с жесткими
рамками. Фактически же человек, в какой бы области он ни работал, вынужден
реагировать на изменения, которые в ней непрерывно происходят. Тогда и начинает
работать запас теоретических знаний. Фундаментальные знания, обеспечивающие
теоретическую базу, должны давать понимание проблем, которые специалисту
приходится решать. Но, к сожалению, заканчивая высшее техническое учебное
заведение, инженеры часто, даже умея производить формально различные
математические операции (дифференцирование, интегрирование и т.п.), не имеют
нужного представления о роли математических методов при решении технических
задач, о возможности использования математического аппарата. Это обусловлено
тем, что формирование математического аппарата в недостаточной степени
ориентировано на его дальнейшее использование в профессиональной деятельности.
Необходимо, чтобы студенты знали, что математика является тем орудием, которое
будет им необходимо на протяжении всей последующей учебы и работы.
Поэтому, кроме формирования у студентов математических
понятий и соответствующих умений, целесообразно развивать у них правильное
представление о роли математики вообще и различных ее методов при решении новых
научных и технических задач.
Поскольку математика является важнейшей частью
профессиональной подготовки будущего инженера, то преподаватели математики в
технических вузах должны знать содержание общепрофессиональных и специальных
дисциплин, чтобы понять, в каких математических знаниях особенно остро
нуждаются специалисты данной отрасли высшего технического образования. Это
поможет сблизить преподавание математики с требованиями практики, улучшить
систему математической и, как следствие, профессиональной подготовки, а также
наполнить курсы такими примерами и задачами, которые будут наиболее близки и
интересны студентам как будущим специалистам.
Таким образом, особую актуальность приобретает
проблема органичного сочетания профессионального и фундаментального
образования, которая осуществляется, прежде всего, путем установления
межпредметных связей математики с естественнонаучными, общепрофессиональными и
специальными дисциплинами.
Проблеме межпредметных связей в педагогике
всегда уделялось достаточно много внимания. Еще Ян Амос Коменский в своей
«Великой дидактике» писал: «Все, что находится во взаимной связи, должно
преподаваться в такой же связи». О необходимости учета взаимосвязи между
предметами говорится также в трудах выдающихся педагогов XVII-XIX
веков:
Д. Локка, ИГ. Песта- лоцци, И.Ф. Гербарта, А. Дистервега и др, а также в трудах
русских просветителей XIX-XX веков
В.Г. Белинского, В.Ф. Одоевского, К.Д. Ушинского и др.
Новая волна интереса к проблеме межпредметных
связей, появившаяся в 50-60-х годах XX столетия, не спадает и в настоящее
время. Были даны различные определения межпредметных связей; обоснована
объективная необходимость отражать взаимосвязи между учебными предметами в
преподавании; подчеркнута мировоззренческая функция межпредметных связей, их
роль в умственном развитии учащихся; выявлено их положительное влияние на
формирование целостной системы знаний. Кроме того, были разработаны отдельные
методики учета межпредметных связей в преподавании различных учебных предметов;
предприняты попытки подготовки преподавателя к реализации межпредметных связей.
Однако взглядам прогрессивных педагогов далеко не всегда соответствовала работа
учителей и преподавателей в различных учебных заведениях, и идеи межпредметных
связей в преподавании учебных дисциплин в практике обучения были не достаточно
реализованы [5].
Проблеме реализации межпредметных связей курса
математики с другими дисциплинами в техническом вузе посвящено существенно
меньшее количество работ, чем проблеме реализации межпредметных связей в школе.
В них рассматриваются либо общедидактические аспекты профессиональной
подготовки студентов технических вузов (Г А. Бокарева, А.Г. Головенко, Р А.
Исаков), либо вопросы реализации межпредметных связей через построение
оптимальной системы прикладных задач и упражнений, через систему лабораторных
работ (Н.В. Чхаидзе, Р.П. Исаева) и т.д. В исследованиях практически не
обсуждается вопрос о роли межпредметных связей как средства профессиональной
подготовки студентов.
Таким образом, актуальность выбранной темы
обусловлена педагогической значимостью межпредметных связей, объективной
потребностью установления взаимосвязи фундаментального и профессионального
образования и отсутствием четко разработанной системы их реализации в
технических школах.
Объект исследования - процесс обучения
математике студентов технической школы.
Цель работы - исследовать существующие связи
между математикой и естественнонаучными, общепрофессиональными и специальными
дисциплинами в технической школе, и на основании этого разработать
учебно-методический комплекс, реализующий межпредметные связи курса математики
и смежных дисциплин.
Гипотеза исследования: уровень профессиональной
подготовки студентов технической школы повысится, если:
- математическая
подготовка рассматривается как составной элемент профессиональной подготовки
студентов;
- межпредметные
связи курса математики и смежных дисциплин являются одним из средств
профессиональной подготовки студентов;
- профессионально
значимые умения студентов определены и сформированы непосредственно в процессе
обучения математике;
- содержание,
средства и формы обучения математике отобраны с учетом их использования в
профессиональной деятельности.
Исходя из цели и гипотезы исследования, были
поставлены следующие задачи:
1. Изучить и
проанализировать учебно-математическую, психолого- педагогическую и
методическую литературу по данной проблеме.
2. Разработать
теоретические основы построения учебно-методического комплекса (УМК),
реализующего межпредметные связи математики со смежными дисциплинами в
технических школах.
3. Экспериментально
проверить эффективность разработанного учебно- методического комплекса.
1. Учебно-математическая,
психолого-педагогическая и методическая литература по вопросу связи
фундаментальных и специальных дисциплин в технической школе
Анализ учебно-математической,
психолого-педагогической, методической литературы и диссертационных
исследований говорит о том, что проблема МПС является комплексной, включающей в
себя психологический, педагогический и методический аспекты. Поэтому трактовки
понятия «межпредметные связи» столь различны. Я в своей работе буду
придерживаться классификации межпредметных связей по хронологическому принципу.
Выделим предшествующие, сопутствующие и перспективные связи. При этом под
предшествующими связями будем понимать связи, при реализации которых происходит
обращение преподавателя к уже известному учащимся учебному материалу смежной
дисциплины; сопутствующими связями - параллельное изучение одних и тех же
понятий в смежных дисциплинах; перспективными связями - обращение к тем
разделам знаний из других учебных дисциплин, систематическое изучение которых
еще впереди. Причем один и тот же учебный материал по отношению к различным
дисциплинам одновременно может реализовывать и предшествующие, и сопутствующие,
и перспективные связи.
В технических вузах основное внимание уделяется
реализации межпредметных связей через решение прикладных задач и упражнений или
систему лабораторных работ. Рассматриваются условия и пути реализации
профессионально-прикладной направленности преподавания математики; условия,
обеспечивающие эффективное обучение решению творческих задач в процессе
профессиональной подготовки инженера. В обучении практически не обсуждается вопрос
о роли МПС как средства профессиональной подготовки студентов.
Прикладная направленность математики в
учебниках, учебных пособиях и сборниках задач для технических вузов выражается
чаще всего в геометрических и механических приложениях основных математических
понятий. Однако рассматриваемые в них задачи профессионально не ориентированы
на получаемые студентами специальности.
Перед нами возникает необходимость разработки
методического обеспечения реализации межпредметных связей математики со
смежными дисциплинами для повышения уровня профессиональной подготовки
студентов.
. Разработка теоретических основ построения
учебно-методического комплекса (УМК), реализующего межпредметные связи
математики со смежными дисциплинами в технических школах
Разработка теоретических основ
учебно-методического комплекса ведется на основании системного подхода.
Системный подход является общенаучным методом решения теоретических и
практических проблем [1].
Любая сложная система состоит из множества более
простых взаимосвязанных и взаимодействующих друг с другом систем и элементов.
Учебный процесс представляет собой сложную систему взаимоотношений и связей
преподавателя с учащимся, выраженных через систему средств, методов и
организационных форм обучения.
Использование МПС является важным средством
развития умственной деятельности и улучшения памяти учащегося, в результате их
применения у ученика формируется положительная мотивация к изучению предмета и
он оказывается способным лучше понять и запомнить предлагаемый ему материал, а
также в дальнейшем его воспроизвести и использовать.
школа межпредметный математика методический
Выделим в системе учебно-методической
документации и системе средств обучения следующие основные составляющие:
) учебную документацию: учебный план; учебную
программу, включающую тематический план занятий (тематику и расчасовку лекций,
практических занятий, самостоятельных работ), отражающий связи, существующие
между математикой и смежными дисциплинами;
) средства для студентов: учебно-методическое
пособие или конспекты лекций, учитывающие имеющиеся межпредметные связи;
справочник; сборник задач; рекомендации по организации и выполнению
самостоятельных работ; сборник заданий для выполнения домашних контрольных
работ;
) дидактические средства для занятия: наглядные
пособия, технические средства обучения, дидактические материалы для контроля
знаний и умений студентов;
) средства для преподавателя: методические
разработки или рекомендации по реализации межпредметных связей по темам курса.
В системе форм обучения выделим такие компоненты
как:
) словесные формы занятий (лекция, беседа,
практическое занятие, консультация);
) самостоятельная работа студентов под
руководством преподавателя;
) научная работа студентов (доклад, реферат,
выступление на конференции) и самостоятельная работа без преподавателя.
Лекции по курсу математики в техническом вузе
призваны сформировать необходимый математический аппарат будущего инженера и
определить направление применения общих математических методов к специальным
вопросам. Решению этих задач способствует лекция с межпредметным содержанием
(совмещенная лекция), которая систематизирует и обобщает знания по математике,
физике и техническим наукам. При данном подходе создаются предпосылки для проблемного
изложения учебной информации, позволяющего осуществить обратную связь, а также
повысить познавательный интерес и активность работы студентов на лекции.
Особенность практического занятия состоит в том,
что на нем студенты включаются в решение системы задач межпредметного
характера, направленной на освоение математических понятий и связей между ними,
а также на усвоение методов по применению этих понятий в ситуациях сходных с
профессиональными.
Самостоятельная работа под руководством
преподавателя направлена на развитие математического и профессионального
мышления студентов. Особенность самостоятельной работы заключается в том, что
она проводится либо по специальным методическим разработкам, в которых изложен
учебный материал, приведены примеры решения типовых задач и задачи для
самостоятельного решения, указана профессиональная значимость каждой темы, либо
по нескольким учебным пособиям с привлечением пособий по другим дисциплинам.
Логическим продолжением самостоятельной
деятельности студентов на практических занятиях является внеаудиторная
самостоятельная работа без преподавателя, которая должна строиться на двух
уровнях: небольшие по объему домашние задания к каждому занятию, имеющие связь
с самостоятельной работой над теоретическим материалом, и индивидуальный блок
задач по теме или разделу курса математики (домашняя контрольная работа), в
которой наряду с традиционными задачами включают задачи с профессиональным или
прикладным содержанием.
Особую роль в системе форм обучения играет
научная работа студентов. Развитие у студента интереса к научной работе,
выработка необходимых для этого исследовательских навыков, умения
самостоятельно решать встающие перед ним в процессе исследования
профессиональные проблемы, развитие творческих способностей, навыков пользования
специальной и научной литературой - все это обогащает профессиональный
потенциал студента, повышает уровень его теоретической и практической
подготовки в сфере выбранной профессии. В качестве тем научной работы
предлагаются темы межпредметного характера, так называемые заказные рефераты
для общепрофессиональных и специальных дисциплин. Например, «Применение
дифференциальных уравнений в теории электрических цепей», «Использование теории
дифференциальных уравнений в теории электрической связи», «Метод комплексных
амплитуд» и др. Руководителями заказных рефератов становятся два преподавателя:
один с кафедры математики, другой с общепрофессиональной или специальной
кафедры[6].
. Экспериментальная проверка эффективности
разработанного учебно-методического комплекса
Педагогический эксперимент проводился с 2006 по
2012 год на базе Ака-демии ФАПСИ г. Орла и состоял из трех этапов:
констатирующего, поискового и обучающего.
этап (2006 - 2007 гг.). Основными задачами
данного этапа эксперимента являлись: анализ мотивации изучения математики
студентами вуза; анализ проблемы реализации межпредметных связей при обучении
математике в техническом вузе связи; выявление недостатков в существующей
методике преподавания математики и поиск путей ее совершенствования; изучение и
обобщение положительного опыта преподавания математики в вузах.
этап (2007-2010 гг.). Для выявления необходимого
уровня изучения той или иной темы курса были использованы анкетирование и
беседы с преподавателями различных кафедр и студентами различных
специальностей. На основании полученных данных был определен математический
аппарат, используемый смежными кафедрами. Кроме того, полученные результаты
подтвердили сделанные ранее выводы и были использованы в учебном процессе, а
также для разработки УМК по теме «Дифференциальные уравнения». По некоторым
другим темам курса математики были разработаны задания для занятий. С целью
корректировки УМК, он был фрагментарно апробирован в учебном процессе.
этап (2010-2012 гг.). В ходе эксперимента был
внедрен УМК реализации межпредметных связей курса математики на примере темы
«Дифференциальные уравнения».
В эксперименте приняли участие 137 студентов
[4].
Для оценки качества усвоения полученных знаний
были использованы результаты письменной контрольной работы и экзамена.
Для оценки сформированности профессионально
значимых умений использовался письменный опрос, который состоял из задач
физико- технического содержания.
Оценивание результатов письменного опроса было
разделено на три категории:
) студент не справился с заданием;
) студент составил дифференциальное уравнение,
соответствующее протекающему физическому процессу, но не решил его или решил не
до конца;
) студент составил дифференциальное уравнение,
решил его, получил физический результат.
На основе полученных данных составлена диаграмма.
Результаты выполнения письменной работы
использовались для проверки гипотезы о том, что разработанный УМК способствует
формированию профессионально значимых умений, т.е. что студенты
экспериментальной группы в среднем будут лучше владеть профессионально
значимыми умениями, чем студенты контрольной группы [4].
На основании проведенного исследования можно
утверждать, что разработанный для технического вуза связи УМК, реализующий
межпредметные связи курса математики и смежных дисциплин, способствует
формированию положительной мотивации изучения дисциплины через осознание
профессиональной значимости математики и формированию необходимых для
дальнейшего обучения и профессиональной деятельности умений. Следовательно, УМК
способствует повышению уровня профессиональной подготовки студента технического
вуза.
Заключение
. Исследования межпредметных связей в
психологическом, педагогическом и методическом аспектах показывают, что
проблема МПС является комплексной. Межпредметные связи играют важную роль в
решении задач всестороннего развития личности; обеспечивают сочетание
репродуктивной и поисковой познавательной деятельности студентов,
осуществляемой под непосредственным руководством преподавателя; активизируют
познавательную деятельность студентов и процесс усвоения, что способствует
формированию положительной мотивации изучения предмета. Таким образом,
реализация межпредметных связей курса математики повышает уровень
математической и, как следствие, профессиональной подготовки студентов.
. При изучении опыта преподавания математики в
технических вузах выявлено, что реализация межпредметных связей осуществляется
через решение прикладных задач. Проведен анализ учета особенностей различных
инженерных специальностей в учебно-методической литературе для технических
вузов выявлено, что профессиональная направленность в содержании учебников и
учебных пособий практически отсутствует.
. Разработана методика реализации межпредметных
связей курса математики со смежными дисциплинами через учебно-методический
комплекс, включающий в себя:
систему учебно-методической документации;
систему средств обучения;
систему форм организации обучения.
. Выявлены профессионально значимые умения,
сформированность которых является показателем эффективности профессиональной
подготовки студентов.
. Апробирован УМК, реализующий межпредметные
связи курса математики и смежных дисциплин.
В результате теоретического и экспериментального
исследования была подтверждена правомерность гипотезы о том, что реализация
межпредметных связей курса математики со смежными дисциплинами способствует
повышению уровня профессиональной подготовки студентов.
1.
Беляева, А. П. Интегративная методология и политеория профессиональной
педагогики/ А. П. Беляева - Тверь.: 2000 - С. 15-21
.Биркун,
Н. И. Межпредметные связи при изучении общепрофессиональных дисциплин в
техническом вузе. Текст. // Вестник Тамбовского государственного университета.
Серия Гуманитарные науки. Вып. 3 (47), 2007. -Тамбов.: ТГУ, 2007. С. 266-271.
.
Вилеиский, В. Я., Образцов, П. И., Уман, А. И. Технологии
профессионально-ориентированного обучения в высшей школе: Учебное пособие
Текст. // Под ред. В.А. Сластенина. М.: Педагогическое общество России, 2002. -
275 с.
.
Кириченко O.E. О роли межпредметных связей в математической подготовке
специалистов технического направления// Проблемы теории и практики обучения
математике: Сборник научных работ, представленных на международную научную
конференцию «65-е Герценовские чтения»/ Под ред. В.В. Орлова- СПб.: Изд-во РПГУ
им. А.И. Герцена, 2012 - С.
156-157.
.
Максимова А.Н. Межпредметные связи в процессе обучения. М.: Просвещение, 2008.
- с.191.
.
Шестак, Н.В. Компетентностный подход в профессиональном образовании Н.В.
Шестак, В.П. Шестак Высшее образование в России. 2009 № 3. С. 46-52.