Межпредметные связи фундаментальных и специальных дисциплин в технической школе на примере курса математики

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.