АЙТКОЖИН КОСЫБАЙ
Научно-методические основы изучения
математики технических специальностей
вузов в условиях кредитной технологии обучения
13.00.02 – Теория и методика обучения и воспитания (математика в системе начального, среднего и высшего образования)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора педагогических наук
Республика Казахстан
Шымкент, 2010
Работа выполнена в Кокшетауском государственном университете им.
Ш. Уалиханова
Научный консультант доктор педагогических наук,
профессор Кожабаев К.Г.
Официальные оппоненты доктор педагогических наук,
профессор Тожиев М.
доктор педагогических наук,
профессор Кагазбаева А.К.
доктор педагогических наук,
профессор Смагулов Е.Ж.
Ведущая организация Павлодарский государственный
университет имени С. Торайгырова
Защита состоится 
часов на заседании Диссертационного совета Д 14.20.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора педагогических наук при Южно-Казахстанском государственном университете имени М. Ауезова по адресу: 160012, г. Шымкент, проспект Тауке-хана, 5, главный корпус, ауд.342.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Казахстанского государственного университета имени М. Ауезова по адресу: 160012, г. Шымкент, проспект Тауке-хана, 5.
Автореферат разослан «___»_________ 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
д.п.н., профессор Жолдасбекова С.А.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Современная образовательная система Республики Казахстан направлена на повышение уровня образованности как фактора конкурентоспособности нации. Национальные системы образования не могут развиваться без интеграции в мировое образовательное пространство.
Республика Казахстан одна из первых на постсоветском пространстве еще в 1997 году подписала и ратифицировала Лиссабонскую Конвенцию по признанию квалификаций, относящихся к высшему образованию в Европейском регионе, и проводит целенаправленную работу по вступлению в Болонский процесс и ратификации Европейской культурной конвенции.
В этой связи в Казахстане с 2004 года введена многоступенчатая структура высшего и послевузовского образования: бакалавриат-магистратура - докторантура (PhD).
Республика Казахстан, интегрируясь в мировое образовательное пространство, использует все лучшее из мировой практики. Основная цель, которую ставит перед собой система высшего образования страны это построение национальной модели конкурентоспособного многоуровневого образования.
Условия интеграции системы высшего профессионального образования в мировое образовательное пространство требует дальнейшего развития и модернизации казахстанской модели высшего образования в целом, максимально адаптированной к основным положениям Лиссабонской конвенции (1997), Болонской декларации (1999).
В настоящее время система высшего образования в Казахстане проходит сложный период адаптации к системе кредитной технологии образования. Существовавшая ранее линейная система подготовки специалистов в высших учебных заведениях перестала отвечать требованиям социально-экономического развития страны. В обучении наблюдается разрыв между требованиями, предъявляемыми к обучающимся в процессе их образования в вузе и требованиями, предъявляемыми в реальной профессиональной деятельности.
Актуальность темы нашего исследования обусловлена следующими факторами:
во-первых, ее соответствие важнейшей задаче, стоящей перед высшими учебными заведениями, готовящими инженеров и техников, а также необходимость перестройки процесса обучения в соответствии с требованиями кредитной системы обучения;
во-вторых, отмечается недостаточно глубокая и полная разработка темы в научный литературе, как на теоретическом, так и на методико-математическом уровнях; а также отсутствие комплексных исследований и разработок по проблеме преподавания высшей математики в технических специальностях;
в-третьих, недостаточная разработка вопроса исследования результатов общепедагогических, психологических, дидактических исследований в методико-математических работах.
Из этого следует необходимость перестройки преподавания курса высшей математики на технических специальностях. Для этого требуется создание методической системы обучения курса высшей математики на технических специальностях вузов, разработанной на основе требования кредитной системы обучения и развития педагогической теории и практики. Под методической системой обучения курса высшей математики следует понимать, структуру, элементами которой являются цели, содержание, методы, формы и средства обучения. Для решения этих вопросов необходимо разработать основные теоретические положения, определяющие построение и функционирование методической системы обучения курса высшей математики на технических специальностях вузов.
Методической основой исследования являются основные философские, психолого-педагогические и методико-математические положения, относящиеся к теме исследования, и закон Республики Казахстан «Об образовании», а также работы ведущих советских, российских и казахстанских ученых А.Н. Колмагорова, А.Я. Хинчина, В.Г. Болтянского, Б.В. Гнеденко, Н.Я. Виленкина, С.И.Архангельского, Ю.К. Бабанского, А.С. Выгодского, М.Н. Скаткина, Е.Н.Кабанова-Миллера, Ю.М.Колягина, А.А. Столяр, В.А. Гусева, В.А. Далингера, Г.В.Дорофеева, В.И. Крупич, А.А.Ермекова, О.А. Жаутыкова, П.М.Эрдниева, И.Б. Бекбоева, Д.И. Икрамова, М.Тожиева, А.А. Абдукадырова, А.Е. Абылкасымовой, Б.Б. Баймуканова, Д. Рахимбека, К.Г. Кожабаева, А.К. Кагазбаевой, Е.М. Мубаракова, С.Д. Тыныбековой, Т.О.Балыкбава, Е.Ж. Смагулова, О.С. Сатыбалдиева, М.Е. Есмухан, Л.Т. Искаковой, Е.У. Медеуова и другие. Хотя эти работы написаны без учета особенностей преподавания математики по кредитной технологии обучения.
Кроме того изученны труды нижеперечисленных авторов П.Я.Галперина, В.В.Давыдова, И.И.Ильиясова, А.С.Шарова, К.Б.Жарықбаева, А.А. Калюжного, Н.Ф.Талызина, Е.Д.Телегина Д.Б.Элконина, Э.Е.Юдина и др.
Актуальность исследования обусловлена рядом противоречий, к которым можно отнести:
-
ощутимое уменьшение количества часов на изучение курса высшей математики в технических специальностях вузов (с 450 часов до 270 часов); -
уменьшение сроков изучения курса высшей математики (с четырех-пяти семестров); -
резкое уменьшение числа аудиторных занятий по высшей математике на технических специальностях вузов Республики Казахстан; -
неподготовленность выпускников школ к самостоятельной работе.
В настоящее время существует противоречие между потребностями общества, вызванными необходимостью подготовки творчески мыслящих инженерно-технических кадров, и их подготовкой в технических вузах или на технических специальностях университетов.
Выявленное противоречие указывает на актуальность выбора темы исследования: «Научно-методические основы изучения математики студентами технических специальностей вузов в условиях кредитной технологии обучения».
Цель исследования: обоснование целесообразности и возможности специальной организации комплексной работы по преподаванию курса высшей математики на инженерных специальностях и на этой основе разработка соответствующей методики.
Объект исследования: процесс обучения высшей математике студентов инженерных специальностей вузов в условиях кредитной технологии обучения.
Предмет исследования: процесс комплексного использования различных методических приемов, наиболее эффективно способствующих изучению курса инженерной математики на технических специальностях вуза.
Гипотеза исследования: методически обоснованная комплексная работа по изучению курса высшей математики на технических специальностях вузов будет способствовать сознательному усвоению знаний. В ходе исследования была выдвинута следующая гипотеза:
– если определить научно-методические основы изучения курса высшей математики на технических специальностях, в период внедрения кредитной технологии обучения, то это будет способствовать сознательному усвоению студентами программного материала, повышению самостоятельной активности обучающихся, их интеллектуальному развитию, повышению интереса к изучению математики и превращению обучающего в равноправного субъекта учебной деятельности, свободно выбирающего индивидуальную образовательную траекторию обучения, обеспечивающий его высокую мотивацию к непрерывной учебно-поисковой и исследовательской работе, к постоянному самосовершенствованию и самообучению.
Для достижения цели и проверки гипотезы исследования необходимо было решить следующие задачи:
В соответствии с проблемой, объектом, предметом, целью и гипотезой сформулированы следующие задачи исследования:
– создать методическую систему обучения курса высшей математики на технических специальностях вузов республики на основе кредитной системы обучения;
– предложить эффективный инструмент внедрения кредитной системы обучения в учебный процесс математики, ориентированный на внедрение интерактивных методов обучения ;
– разработать структуру методической системы обучения математике будущих инженеров, в основу которой положены принципы фундаментальности образования и профессионально-педагогической направленности обучения;
– спроектировать учебное пособие по математике, учитывающее требования кредитной системы обучения, содержание которого тесно связано с современной типовой учебной программой по высшей математике, является инструментом повышения качества инженерного образования;
– разработать и внедрить в учебную практику систему лабораторно-вычислительных практикумов, способствующих повышению интереса студентов к самостоятельному изучению математики, развитию вычислительной культуры;
– разработать и внедрить элективный курс по математике, способствующий повышению интереса студентов к курсу высшей математики;
– подтвердить экспериментально эффективность разработанной методической системы обучения математике студентов технических специальностей вузов.
Ведущая идея исследования заключается в том, что применение наиболее эффективных путей и средств изучения курса высшей математики на технических специальностях вузов обеспечивает качество подготовки инженерных кадров.
Теоретической и методологической основой исследования явились основные философские, психолого-педагогические и методико-математические положения, относящиеся к теме исследования, а также работы советских, российских (СНГ) и казахстанских ученых.
Источниками исследования явились официальные документы: Государственная программа развития образования в РК на 2005-2010 годы (2004г), Концепция развития образования РК до 2015 года (2004г), материалы программного документа «Реформа и развитие высшего образования» (ЮНЕСКО, Париж 1995г). Правила кредитной системы обучения в организациях образования, дающих высшее профессиональное образование (г. Астана, издание МОН РК, 2005г), Государственны общеобязательный стандарт образования РК. (Высшее образование. Бакалавриат ГОСО РК 5.04.19-2008. Астана. 2008), учебно-методические комплексы, диссертационные исследования научно-педагогического и методического характера, а также педагогический опыт самого автора.
Для решения поставленных задач и проверки гипотезы был использован комплекс методов исследования:
изучение и анализ философской, психолого-педагогической, методико-математической литературы, результатов педагогических исследований, анализ концепций, учебных программ и соответствующих им учебников по высшей математике; экспериментальные методы педагогического исследования, включающие наблюдение, анкетирование, тестирование, индивидуальные беседы со студентами, преподавателями, изучение опыта работы преподавателей вузов, анализ промежуточного государственного контроля (ПГК), среза знаний студентов, педагогический эксперимент; методы статистической обработки экспериментальных данных.
Этапы исследования
Экспериментальные работы по эффективному преподаванию курса высшей математики начались с 1990 года. К экспериментальной работе привлекались студенты Карагандинского головного политехнического института и студенты в филиалах г. Джезказгана, г. Петропавловска, г. Кокшетау, г. Целинограда и г. Балхаша. В экспериментальной работе принимали участие преподаватели кафедр высшей математики и вычислительной математики головного института и преподаватели математики, работающие в филиалах.
В результате проведенных экспериментальных работ І этапа (1990-2003) была написаны и выпущены в издательстве Карагандинского политехнического института учебные пособия «Методические указания к выполнению лабораторной работы по высшей математике» (Караганда, 1988), «Некоторые численные методы алгебры и анализа» - учебное пособие для студентов высших технических учебных заведений (Караганда, 1992). Эти работы являются естественным продолжением нашей кандидатской диссертации. Лабораторно-вычислительные практикумы рассматриваются как средство повышения вычислительной подготовки учащихся школ.
В связи с внедрением кредитной технологии обучения в учебный процесс в Республике Казахстан начался новый ІІ этап (2003-2006) экспериментальной работы.
На втором этапе на основе анализа проблемы и материалов анкетирования предподователей и студентов, а также с учетом требований, предлевляемых к предподователям в условиях внедрения кредитной технологий обучения, внедрен цикл специалных элективных дисциплин его учебно-методическое обеспечение, найден эффективная форма проведения самостоятельных работ студентов в форме лабораторно – вычислительных практикумов и сформулирована гипотеза исследования. Для этого был проведен анализ научных и учебно-методических публикаций по исследуемой нами тематике, существующих учебных программ, государственных стандартов и теоретическое обоснование результатов анализа.
На третем этапе (2006-2010гг) для проверки гипотезы была проведена апробация предложенной модели и методической системы совершенствования математический подготовкий будуших инженеров – выпусников технических специальностей вузов. Осушествлен педагогический эксперимент, в процессе которого разработаны материалы методического обеспечения экспериментальный работы, определенны ее содержание и выработаны критерии его составления. Эксперимент польностю, подтвердил эффективность разработнной методической системы; систематизированы и оформленны результаты исследования в виде докторской диссертаций.
В поисковой экспериментальной работе принимали участие преподаватели и студенты Кокшетауского государственного университета им. Ш. Уалиханова, Евразийского государственного университета им. Л.Н. Гумилева, Шымкентского университета «Мирас», Кокшетауского университета им. А. Мырзахметова. Экспериментальной работой охвачено более семисот студентов.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования:
– теоретически обосновано и уточнено содержание опорных понятий относящихся к кредитной системе обучения, проанализировано состояние преподавания курса высшей математики на инженерных специальностях вузов, а также теоретически осмыслен и освещен с общих методологических позиций накопленный опыт работы в этом направлении;
– предложена и разработана одна из эффективных форм проведения самостоятельной работы – лабораторно-вычислительный практикум, углубляющий и закрепляющий теоретические знания, полученные студентами на лекции, позволяющий проверять научно-теоретические положения экспериментальным путем, изучать на практике методы исследования. Эти практикумы развивают и закрепляют вычислительную культуру будущих инженеров;
– разработано учебное пособие «Математический практикум», служащее для внедрения кредитной технологии при изучении математики студентами инженерных специальностей, написанное по принципу «одного окна»: одно учебное пособие на предмет, позволяющее обеспечить все формы кредитной технологии обучения;
– разработана методическая система и экспериментально проверена её эффективность.
– разработан и внедрен элективный курс «Элементы вычислительной математики». Данный элективный курс имеет прикладное и общеобразовательное значение. Знание элементов теории погрешностей, приближенной оценки точности вычисления, знание абсолютной и относительной погрешности, простой прикидки просто необходимо каждому грамотному инженеру. Элективные курсы связаны, прежде всего, с удовлетворением индивидуальных образовательных интересов, потребностей и склонностей каждого студента. Именно они по существу и являются важнейшим средством построения индивидуальных образовательных программ.
Практическая значимость исследования заключается в том, что разработана и апробирована методическая система обучения курса высшей математики на технических специальностях вузов, на основе требований кредитной системы обучения и развития педагогической теории и практики, определены цели, формы и средства обучения.
Написанные и изданные нами учебные пособия «Математический практикум» используются преподавателями высшей математики многих учебных заведений Республики Казахстан.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Создание казахстанской модели подготовки инженеров нового поколения через усиление их математической подготовки.
2. Методическая система обучения курса высшей математики на инженерных специальностях вузов на основе требований кредитной технологии обучения и развития педагогической теории и практики.
3. Научно-методические подходы к проектированию методического обеспечения учебного процесса по математике в условиях кредитной технологии обучения, к разработке учебных пособий нового поколения и работ учебно-монографического характера, ориентированных на внедрение интерактивных методов обучения.
4. Учебно-методические материалы для внедрения в учебную практику системы лабораторно-вычислительных практикумов, способствующих повышению интереса студентов к изучению математики, активности и самостоятельности, развитию вычислительной культуры.
5. Экспериментальные материалы проведения элективных курсов по высшей математике, способствующие повышению самостоятельной активности студентов, превращающие обучающего в равноправного субъекта учебной деятельности и свободно выбирающнго индивидуальную образовательную траекторию обучения.
Достоверность и обоснованность исследования определяется изучением и критическим анализом имеющихся источников по исследуемой проблеме, а также анализом опыта лучших преподавателей математики, постановкой экспериментальной работы в вузах. В ходе экспериментальной работы были проверены основные положения исследования и откорректированы разработанные учебно-экспериментальные материалы. Результаты эксперимента подтвердили основную гипотезу исследования.
Базой исследования явились Павлодарский индустриальный институт, Карагандинский политехнический институт, Кокшетауский государственный университет им. Ш. Уалиханова.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в форме научных докладов и сообщений на следующих всесоюзных, межвузовских, республиканских, региональных и международных конференциях и симпозиумах: международная межвузовская научно-практическая конференция: «Физика. Математика. Компьютер. Образование» (Семей, 2008); международная научно-практическая конференция: «Воспитание, обучение, развитие в ХХI веке» (Кокшетау, 2008); международная научно-практическая конференция: «Формирование профессиональной компетентности будущих специалистов в условиях кредитной технологии обучения: опыт, проблемы и перспективы» (Кокшетау, 2009); международная научно-практическая конференция: «Проблемы использования новых инновационных технологий в учебном процессе» (Шымкент, 2009); (ежегодные «Валихановские чтения» (Кокшетау);(2004-2010гг) Математическое образование: концепции, методики, технологии. Сборник трудов III и IV международной научной конференции «Математика. Образование. Культура»(Тольятти.2007,2009). Международная конференция «Математическое образование и культура» (Франция.) /t honere' par as pre'sence etorne'par son intervention Collogues EUROTALENT – Fid sip les Sables d' Olenne, France – Juliet 2009.
About teaching the course of higher mathematics in technical special institutes in credit system of teaching. Abstracts of the third congress of the world mathematical society of Turkic countries. June 30 – July 4, 2009.
Volume 2 Edited by Academician Baht 2han T. Homage love Almay. Kazak yniverciteti. 2009.
Международная научно-практическая конференция, организованная Российской Академией естествознания: «Современная социология и образование» Дубай. ОАЭ. 16-23 октября 2009. About teaching the coorse of higher mathematics in technical institutes in credit system of teaching. «Приоритетные направления развития науки, технологий и техники». Египет. Шарм-эль-шейх. 20-27 ноября 2009.
Внедрение результатов исследования осуществлялось путем издания монографий, учебных пособий, учебно-методических пособий и статей в журналах и тематических сборниках, а также при работе со студентами инженерно-экономических специальностей на занятиях по высшей математике в Кокшетауском государственном университете им. Ш. Уалиханова. Публикации. Основные результаты по теме диссертационного исследования опубликованы в 44 научных работах, в том числе монографии и учебные пособия – 10, 27 научных статей, из которых 15 опубликованы в рекомендованных комитетом по контролю и сфере образования и науки МОН РК в различных изданиях, 10 опубликованы за рубежом, 16 работы опубликованы в сборниках материалов всесоюзных, республиканских и международных научно-теоретических, научно-практических конференций.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложения.
Во введении обосновывается выбор темы исследования, её актуальность, цели, задачи, объект и предмет исследования; формируется гипотеза, научная новизна, теоретическая и практическая значимость исследования, определяются методы и этапы проводимой работы, излагаются основные положения, выносимые на защиту; освещаются этапы исследования, даются сведения об апробации и внедрении результатов исследования.
В первой главе «Исторические предпосылки интеграции системы образования Республики Казахстан в мировое образовательное пространство и внедрение кредитной системы образования», состоящей из четырех параграфов, обоснована необходимость внедрения кредитной системы в образовательный процесс республики и доказывается преимущества кредитной системы перед линейной системой.
Во второй главе «Самостоятельная работа студентов как системаобразующий фактор в условиях кредитной системы обучения» дается анализ материалов посвещенный самостоятельной работе в научно-педагогической литературе. Указываются цели, задачи и функции самостоятельной работый студентов. Указывают види самостоятелной работы, освещает технологию организаций и проверки самостоятельной работы студентов при кредитный технологии обучения.
В третей главе «Математические практикумы как инструмент повышения качество инженерного образования в условиях кредитной системы обучения» описывает цели, задачи и структуру математических практикумов. Лабороторно – вычислительные практикумы рассматривают как одну из форм самостоятельной работы студентов в условях кредтиной технологии обучения. Здесь же дается тематика и содержание лабороторно-вычеслительных практикумов.
следующая страница>