Система профессионально-ориентированной подготовки студентов технических вузов: На материале изучения высшей математики

Актуальность исследования. Современное состояние науки и производства ставит перед непрерывным математическим профессиональным образованием задачи, требующие поиска и разработки эффективных педагогических технологий, оптимизации методик обучения, обеспечивающих высококачественное.

Нематематическое профессиональное образование в условиях дефицита времени и возрастающего объема информации.

Математическое образование студентов выполняет роль методологической основы естественно — научного знания, общенаучного языка, стержневой составляющей большинства образовательных и специальных дисциплин в техническом вузе. В связи с этим для продуктивной деятельности специалиста технического профиля в современном информационном пространстве необходим достаточно высокий уровень математической подготовки. Конкурентоспособный специалист.

•т технического профиля должен: уметь проводить математический анализ и строить математические модели прикладных задачприменять фундаментальные математические методы для их решениявладеть абстрактным мышлением.

Таким образом, математическая подготовка должна быть направлена на формирование профессионально-прикладной ^ математической компетентности как важнейшей составляющей профессиональной компетентности специалиста.

В условиях многопрофильное&trade-, действия Государственных образовательных стандартов с насыщенной математической частью, дефицита аудиторного времени необходимы новые подходы к проектированию и реализации математической подготовки специалистов технического профиля, позволяющие достигать высокого качества математических знаний и умений. Отмечая несомненную ценность разработанных фундаментальных положений по проблемам сочетания инвариантной и варьируемой частей общеобразовательного предмета в профессиональной школе (С.Л. Батышев, М. И. Махмутов, A.A. Пинским, A.A. Шибановым), формирования и содержания математических курсов, выбора рациональных путей обучения курсу высшей математики (A.A. Александрова, B.C. Владимирова, Л. И. Колмогорова, Л. Д. Кудрявцева, Л. С. Понтрягина, С. Л. Соболева, А.И. Тихонова) следует признать, что современный этап развития математического образования специалистов технического профиля требует глубокого всестороннего анализа накопленного опыта и теоретических подходов в поиске путей совершенствования учебно-воспитательного процесса современной системы высшего профессионального образования. Так например, из-за отсутствия эффективных педагогических технологий обучения профессионально-ориентированным курсам этот процесс не отличается целостностью, носит эпизодический характер. Подтверждением тезиса служат результаты констатирующего эксперимента. Анализ уровня сформированности у студентов научных понятий, позволил определить, что в практике математической подготовки студентов технических вузов не сформированы системные знания по реализации межнаучных понятий, необходимых инженеру в его дальнейшей профессиональной деятельности. Анализ потребностей использования математического аппарата для изучения смежных дисциплин показал, что в настоящее время сохраняется традиционное противоречие между потребностью в профильной дифференциации математического образования специалиста и традиционными подходами к математической подготовке специалистов технического профиля. Из выявленного противоречия возникает проблема выделения научных обобщений, разработки на этой основе эффективных педагогических технологий обучения профессионально-направленным курсам в системе высшего профессионального математического образования.

Таким образом, анализ уровня сформированности у студентов научных понятий, позволил определить, что в практике математической подготовки студентов технических вузов отсутствуют системные знания по реализации межнаучных понятий, необходимых инженеру в его профессиональной деятельности. Наблюдаемое отсутствие достаточно прочных профессионально-ориентированных связей возможно устранить, на наш взгляд, с помощью планомерного и целенаправленного развития содержательно-методических линий курса математики и раскрытии их прикладного аспекта через профильную дифференциацию в курсе высшей математики.

Цель исследования: Проектирование и экспериментальная проверка эффективности системы профессионально-ориентированной подготовки студентов технических вузов.

Объект исследования: профессиональная подготовка студентов технических вузов.

Предмет исследования: Система профессионально-ориентированной математической подготовки студентов технических вузов.

Гипотеза: Система профессионально-ориентированной математической подготовки студентов технических вузов будет эффективной, если: в курсе высшей математики при раскрытии прикладного аспекта содержательно-методических линий осуществлять профильную дифференциацию дисциплиныпроцесс профилирования математической подготовки студентов рассматривать как технологиюпроектирование системы профилирования подготовки студентов осуществлять на основе интегративного подхода к обучению математике.

Цель и гипотеза исследования обусловили постановку следующих задач исследования:

1. Определить теоретические предпосылки проектирования системы профилирования математической подготовки студентов технических вузов на основе интегративного подхода к обучению.

2. Обосновать концептуальные положения и спроектировать пространственно-временную модель системы профилирования математической подготовки студентов технических вузов.

3. Разработать технологию реализации пространственно-временной модели системы профилирования математической подготовки студентов технических вузов.

4. Внедрить разработанную технологию и экспериментально подтвердить ее эффективность.

Реализация поставленных задач потребовала привлечения различных методов исследования, а именно: изучение и анализ научно — педагогической, психологической, методической и математической литературы по теме исследованияи изучение учебных программ и учебных пособий по ряду общетехнических и специальных дисциплинанализ структурно — логических схем профессионально-направленных межпредметных связей курсов высшей математикипедагогический эксперимент с целью проверки эффективности системы профилирования математической подготовки студентов технических вузов;

Методологической основой исследования являются: теория формирования содержания непрерывного профессионального образования (Ю.К. Бабанский, Н. Ф. Талызина, В.В. Сериков) — теория формирования личности в процессе различных видов деятельности (Л.Г. Вяткин, В. В. Давыдов, Г. И. Железовская, A.B. Занков, Д. В. Эльконин, П.Я. Гальперин) — идеи взаимосвязи общего и профессионального образования (С.Я. Батышев, А. П. Беляева, И. Д. Зверев, Г. П. Корнев, Ю. А. Кустов, В. Н. Максимова, М. И. Махмутов, А. Н. Ярыгин и др.) — работы ведущих математиков (Н.Я. Виленкин, Я. Б. Зельдович, А. П. Киселев, Ф. Клейн, А. Н. Колмогоров, А. Д. Мышкис, З. А. Скопец И.М. Яглом), дифференцированный подход к обучению (В.Д. Шадриков, Т. И. Шамова, A.A. Кирсанов, А. К. Маркова, Е. Я. Голант и др.). Основой для дидактических разработок послужила концепция моделирования и конструирования педагогического процесса (B.C. Безрукова, В. П. Беспал ько, Г. И. Ибрагимов, Ю.К. Чернова).

Опытная и экспериментальная базы исследования. Работа по апробации и внедрению выдвигаемых в диссертации положений выполнялась в ходе экспериментальных исследований, проводимых на базе Тольяттинского государственного университетаСамарского филиала университета Российской академии управления.

Этапы исследования:

Подготовительный этап (1992 — 1996) — изучение состояния проблемы в педагогической теории и практике обучения, ее теоретическое осмысление. Применение методов теоретико-методологического анализа к научной литературе и конкретизация научных идей исследуемой проблемы позволили построить гипотезу и определить цель, задачи, предмет, объект, методику исследования и методы экспериментальной работы.

Основной этап (1996 — 2000) — определение концептуальных положений, разработка теоретической модели системы профилирования математической подготовки специалистов высшего звена технического профиля, разработка программного обеспечения. Апробация теоретических решений в выступлениях и публикациях, экспериментальное обучение студентов, выявление результативности разработанной технологии обучения студентов профессионально-направленным курсам «Вероятностно-статистические методы и их приложения (для автомобильных специальностей)», «Теория функций комплексного переменного и ее приложения (для электротехнических специальностей)», «Основы дифференциальных и интегральных исчислений и ее приложения в экономике (для инженерно-экономических специальностей)» .

Заключительный этап (2000;2002) — корректировка гипотезы исследования, уточнение содержания авторской программы, продолжение экспериментального обучения, обработка результатов экспериментальной работы, внедрение полученных результатов в практику, оформление диссертационной работы.

Научная новизна исследования состоит в разработке научно-педагогических основ и реализации системы профилирования математической подготовки студентов технических вузов, представляющей собой совокупность научно-обоснованных методологических и психолого-педагогических предпосылок, концептуальных положений и организационно-дидактических условий, обеспечивающих повышение качества подготовки будущих специалистов. Разработанная технология обучения студентов профессионально-ориентированным курсам способствует реализации прикладного аспекта содержательно-методических линий курса математики на основе интегративного подхода.

Теоретическая значимость исследования. Определены теоретические основы проектирования технологии обучения в системе высшего профессионального математического образованияразработан алгоритм и спроектирована теоретическая модель системы профилирования математической подготовкивыявлена и определена совокупность методических условий перехода от теоретической модели системы профилирования математической подготовки студентов технических вузов на основе интегративного подхода к обучению к ее практической реализации.

Практическая значимость. Результаты диссертационного исследования могут быть использованы в учебном процессе математической подготовки учащихся в системе непрерывного профессионального образования. В ходе реализации технологии обучения профессионально-ориентированным курсам были разработаны учебные и рабочие программы, учебное пособие, методические указания, методика стандартизированной программы для обработки данных педагогического эксперимента.

Достоверность и научная обоснованность результатов работы обусловлены методологической обоснованностью теоретических позиций, разработкой диагностических методик, адекватных задачам, предмету и объекту исследованиярепрезентативностью выборки, количественным и качественным анализом экспериментальных данныхиспользованием результатов исследования в педагогической практике.

Внедрение и апробация результатов исследования.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на научно-методической конференции: «Интенсивно-развивающие технологии обучения в высшей школе: тенденции и перспективы развития. (Сызрань, 1999 г.), на межвузовской научно-практической конференции «Повышение качества подготовки специалистов в условиях рынка» (Москва — Тольятти, 2000 г.), на II Всероссийской конференции «Проектирование, обеспечение и контроль качества образования и образовательных услуг» (Тольятти, 1999 г.), на III Всероссийской конференции по качеству образования и V Международной конференции «Развитие через качество» (МоскваТольятти, 2000 г.), на VIII Всероссийской научно-практической конференции, на IV Всероссийской конференции-семинаре «Проектирование, обеспечение и контроль качества продукции и образовательных услуг» (Москва — Сызрань, 2001 г.), на Международной научно-методической конференции «Проблемы образования в сфере сервиса» (Москва, 2002 г.) — на заседаниях кафедр Тол ПИ и ТФСГПУ.

На защиту выносится:

1. Концепция и теоретическая модель авторской системы профилирования математической подготовки студентов технических вузов;

2. Комплекс условий перехода от теоретической модели системы профилирования математической подготовки студентов технических вузов к ее практической реализации.

3. Системная диагностика качества системы профилирования математической подготовки специалистов высшего звена технического профиля.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы из 112 наименований, 8 приложений, содержит 7 рисунков и 14 таблиц. Основное содержание исследования изложено в 13 публикациях.

ВЫВОДЫ К 2 ГЛАВЕ.

1. Руководствуясь поставленными целями, требованиями принципа профессиональной направленности обучения определены основные направления проектирования системы профилирования математической подготовки специалистов технического профиля, которые нашли свою реализацию в разработанной автором рабочих программах спецкурсов.

2. Методика реализации пространственно-временной модели системы профилирования математической подготовки специалистов технического профиля состояла в преобразовании структурных компонентов курсов в соответствии с принципом профессиональной направленности обучения и идеей интеграции естественнонаучных и технических знаний профессиональной математической подготовке студентов.

3. Экспериментальное исследование эффективности разработанной технологии обучения профессионально ориентированным курсам состояло из двух этапов: выявление общей эффективности разработанной технологии обучения путем сравнения уровней усвоения материала курса студентов экспериментального и контрольного потоков. Достоверность исследования достигалась широким использованием методов математической статистики при обработке экспериментальных данных. Статистические данные свидетельствуют об эффективности предложенной технологии обучения, основанной на профессионально ориентированном подходе.