Главная » 2014 » Август » 8 » Скачать Содержание и структура специальной математической подготовки инженеров и магистров в технологическом университете. Газизова, бесплатно
4:53 AM
Скачать Содержание и структура специальной математической подготовки инженеров и магистров в технологическом университете. Газизова, бесплатно
Содержание и структура специальной математической подготовки инженеров и магистров в технологическом университете
Диссертация
Автор: Газизова, Наталья Николаевна
Название: Содержание и структура специальной математической подготовки инженеров и магистров в технологическом университете
Справка: Газизова, Наталья Николаевна. Содержание и структура специальной математической подготовки инженеров и магистров в технологическом университете : диссертация кандидата педагогических наук : 13.00.08 Казань, 2007 223 c. : 61 07-13/942
Объем: 223 стр.
Информация: Казань, 2007
Содержание:
Специальность 130008-Теория и методика профессионального образования
На правах рукописи
Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ доктор педагогических наук, профессор Журбенко ЛН
Казань
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I Предпосылки и подходы к моделированию специальной математической подготовки при многоуровневой системе обучения
11 Характеристика математического образования в аспекте профессиональной подготовки
12 Особенности непрерывной математической подготовки в технологическом университете
13 Дидактическая модель специальной математической подготовки на старших курсах
Выводы
ГЛАВА II Формирование специальной математической подготовки в технологическом университете при многоуровневой системе обучения
21 Содержание специальной математической подготовки инженеров и магистров
22 Организация дидактического процесса специальной математической подготовки
23 Ход и результаты педагогического эксперимента
Выводы
Введение:
Актуальность. Актуальность исследования обусловлена реформированием высшего образования в России, которое предусматривает многоуровневый характер процесса обучения. В условиях федерального образовательного эксперимента в плане подготовки высококвалифицированных специалистов, отвечающих современным требованиям, одной из центральных проблем является реализация идеи непрерывного образования.
Современное развитие техники, появление новых технологий предъявляют новые требования к выпускникам технологического университета. Современный специалист должен быть творческой личностью, умеющей в сложных ситуациях принимать правильные, часто нестандартные решения, быть готовым к непрерывному самообразованию, обладать способностью к творческому саморазвитию. Качество подготовки магистра определяется тем, в какой мере он подготовлен к деятельности, требующей углубленной фундаментальной и профессиональной подготовки, в том числе, к научно-исследовательской работе. Магистр должен знать: новейшие достижения, методологию научного творчества, современные информационные технологии, методы получения, обработки и хранения информации, математические методы теоретического и экспериментального исследования и т. д. Современная наука характеризуется широким использованием математики, применением математического моделирования. Изучение математики способствует развитию математического мышления, логики.
Математическая подготовка инженеров и магистров является основой их профессиональной подготовки.
Требования, предъявляемые к объему изучаемого материала и времени, отводимому для усвоения этого материала, противоречивы: объем материала растет, а количество часов, отводимое на усвоение этого материала, не только не увеличивается, но чаще даже уменьшается. Поэтому появляется проблема разработки эффективных технологий обучения, учитывающих условия и ограничения реального процесса обучения в современном технологическом вузе. Оптимизация учебного процесса и реализация профессиональной направленности математической подготовки в условиях дефицита времени может быть достигнута за счет реализации многопрофильной математической подготовки на старших курсах, содержание которой оптимально делится на инвариантную (дополнительные главы математики, предусмотренные стандартом) и варьируемую, определяемую специальностью (для каждой специальности вводятся дополнительные специальные курсы), и проектирования дидактического процесса, устойчиво гарантирующего высокое качество математических знаний.
Различные подходы к решению указанных вопросов раскрыты в трудах педагогов-исследователей. Вопросы эффективного преподавания математики в вузе, индивидуализации и дифференциации обучения рассмотрены в работах Л.Д.Кудрявцева, А.А.Кирсанова, В.В.Кондратьева, В.И.Кагана, И.А.Сыченкова и других авторов. Решению проблем интеграции процесса обучения посвящены исследования А.П.Беляевой, З.А.Мальковой, В.С.Кабакова, Ю.К.Дика, А.Н. Лейбовича.
Формированию содержания курса высшей математики, определению оптимального объема, а также выбору оптимальных методик обучения посвящены работы П.С.Александрова, А.Д.Александрова,
B.С.Владимирова, Л.И.Колмогорова, Л.Д.Кудрявцева, Л.С.Понтрягина,
C.Л.Соболева, А.И.Тихонова, Л.Н.Журбенко, Р.Н.Зарипова, М.А.Люстига.
Проблема сочетания инвариантной и вариативной частей общеобразовательного предмета в профессиональной школе изучалась С.Я.Батышевым, М.И.Махмутовым, А.А.Пинским, А.А.Шибановым.
В указанных работах закладывается основа для решения проблем повышения эффективности математической подготовки в технологическом вузе с учетом современных требований.
Недостатки в системе непрерывной математической подготовки на старших курсах создали предпосылки к разработке дидактической модели математической подготовки инженеров и магистров на старших курсах в технологическом университете при многоуровневом образовании. Такую подготовку будем называть специальной математической подготовкой. Необходимо преодолеть противоречия между дефицитом аудиторного времени, возрастающим потоком информации и получением качественных и глубоких знаний, трудностью в понимании содержания специальных глав и необходимостью обеспечить их усвоение для удовлетворения интересов направлений и специальностей, фундаментализацией образования и профессиональными интересами специальностей. Эти противоречия конкретизируются в противоречие между необходимостью сформированное™ математической составляющей профессиональной компетентности выпускника технологического университета (инженера и магистра) и неразработанностью содержания и дидактического обеспечения процесса специальной математической подготовки на старших курсах обучения в технологическом университете.
Проблема исследования: каковы содержание, структура, организация дидактического процесса специальной математической подготовки инженеров и магистров на старших курсах обучения в технологическом университете, обеспечивающие сформированность математической составляющей профессиональной компетентности выпускника технологического университета.
Объект исследования: профессиональная подготовка при многоуровневом образовании инженеров и магистров в технологическом университете.
Предмет исследования: содержание и структура специальной математической подготовки на старших курсах при многоуровневом образовании в технологическом университете.
Цель исследования: разработать модель, спроектировать структуру, содержание и дидактический процесс специальной математической подготовки инженеров и магистров на старших курсах обучения в технологическом университете с целью обеспечения сформированности математической составляющей профессиональной компетентности выпускника технологического университета.
Гипотеза исследования: математическая составляющая профессиональной компетентности может быть сформирована в соответствии с современными требованиями профессиональной деятельности,если:
1) дидактическая модель специальной математической подготовки предполагает освоение прикладных математических методов в процессе специальной математической подготовки на уровне, достаточном для решения профессиональных задач;
2) логико-методологический блок дидактической модели содержит личностно-деятельностный, интегративный и компетентностный подходы;
3) информационный блок дидактической модели включает содержание специальной математической подготовки в форме дисциплин «Дополнительные главы математики» (для магистров) и «Специальные главы математики» (для инженеров), проектирование которых осуществляется на основе анализа профессиональной деятельности и представлено в виде инвариантной и вариативных частей;
4) процессуальный блок дидактической модели проектируется на основе принципов индивидуализации, оптимального сочетания фундаментальности и профессиональной направленности, самостоятельности познания; включает интегративные формы организации математической подготовки, способствующие самообразовательной деятельности по изучению прикладных математических методов по запросам специальных дисциплин.
В соответствии с целью, предметом и выдвинутой гипотезой определены следующие задачи исследования:
1. Дать характеристику математической подготовки инженера и магистра в аспекте развития их профессиональной подготовки, особенностей непрерывной математической подготовки в технологическом университете.
2. С учетом выявленных особенностей математической подготовки, разработать и обосновать дидактическую модель специальной математической подготовки при многоуровневом обучении в технологическом университете.
3. Разработать содержание специальной математической подготовки на основе анализа Государственных образовательных стандартов, действующих в технологическом университете, учебных планов, потребностей специальных дисциплин и анализа профессиональной деятельности инженеров и магистров.
4. Осуществить проектирование и реализацию дидактического процесса на основе принципов: индивидуализации, оптимального сочетания фундаментальности и профессиональной направленности, самостоятельности познания, и созданных дидактических материалов.
5. Экспериментально проверить эффективность специальной математической подготовки на старших курсах при многоуровневом обучении в технологическом университете.
Методологическую основу исследования составляют идеи: о системного и деятельностного подходов (Б.Г. Ананьев, П.Я. Гальперин, А.Н. Леонтьев, А.И. Субетто, Н.Ф. Талызина, В.Д. Шадриков); о педагогического проектирования (В.П. Беспалько, В.В. Давыдов, В.А. Сластенин); о индивидуализации и личностно-ориентированного подхода (А.А. Кирсанов, В.В. Сериков); о теоретических основ проектирования подготовки специалистов в техническом вузе (Л.И. Гурье, В.Г. Иванов, А.А. Кирсанов, В.В. Кондратьев, A.M. Кочнев, Д.В. Чернилевский и др.); о отбора содержания математического образования (Б.В. Гнеденко, Л.Д. Кудрявцев, Д. Пойя, А.Г. Постников, Г.И. Саранцев, А.Н. Тихонов, П.М. Эрдниев и др.).
В соответствии с избранной методологией и поставленными задачами были использованы следующие методы исследования:
• системный анализ психолого-педагогической литературы по теме исследования;
• анализ учебно-программной документации и других нормативных документов, регламентирующих требования к уровню усвоения профессиональных знаний, умений и навыков для инженеров и магистров в технологическом университете;
• дидактическое проектирование и педагогический эксперимент, показавшие эффективность предлагаемых дидактических условий разработки специальной математической подготовки при многоуровневом обучении;
• методы педагогической диагностики, анализ результатов проверки остаточных знаний, текущего (тестовый контроль, рефераты) и итогового контроля (зачет), анкетирование;
• методы математической статистики, обеспечивающие согласованность и достоверность полученных данных исследования.
Экспериментальная база исследования; институты: инженерный химико-технологический, нефти и химии, полимеров, пищевых производств и биотехнологии Казанского государственного технологического университета (КГТУ). Эксперимент проводился в процессе обучения студентов старших курсов дисциплинам «Дополнительные главы математики» и «Специальные главы математики» при последующей проверке результатов после завершения курса.
Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивались опорой на фундаментальные исследования в области педагогики профессионального образования, теории и методики математического образования, признанные положения и широко апробированные методики тестирования, опыт кафедры высшей математики КГТУ и собственный опыт работы в качестве преподавателя кафедры высшей математики КГТУ, данными экспериментальной проверки эффективности системы специальной математической подготовки.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключаются в следующем:
1. Разработана дидактическая модель специальной математической подготовки, нацеленной на сформированность математической составляющей профессиональной компетентности выпускника технологического университета (инженера и магистра). В логико-методологический блок дидактической модели включены подходы: личностно-деятельностный подход, позволяющий организовать активную познавательную деятельность в процессе специальной математической подготовки с переходом к самообразованию; интегративный подход, позволяющий представить в виде целостной системы прикладные математические методы и их применение в специальных дисциплинах, при решении профессиональных задач; компетентностный подход, необходимый для формирования математической составляющей профессиональной компетентности, как способности инженера и магистра применять прикладные математические методы для решения профессиональных задач.
Информационный и процессуальный блоки проектируются на основе принципов:
• индивидуализации, необходимого для учета интересов каждого будущего специалиста и каждой специальности;
• самостоятельности познания, обеспечивающего самообразовательную деятельность;
• оптимального сочетания фундаментальности и профессиональной направленности, способствующего формированию математической составляющей профессиональной компетентности через межпредметные связи, интегрированные курсы, использование прикладных математических методов для решения прикладных задач, что позволило обеспечить целостное представление содержания и дидактического процесса специальной математической подготовки и реализацию ее профессиональной и развивающей функции.
2. Разработано содержание специальной математической подготовки в форме дисциплин «Дополнительные главы математики» (для магистров) и «Специальные главы математики» (для инженеров), проектирование которых осуществлялось на основе анализа профессиональной деятельности, выделены инвариантная и вариативные части, в зависимости от требований специальности, разработан учебно-методический комплекс дисциплины «Дополнительные главы математики» и рабочая программа дисциплины «Специальные главы математики».
3. Осуществлено проектирование дидактического процесса специальной математической подготовки инженеров и магистров на старших курсах с применением интегративных форм организации математической подготовки по технологической схеме: входной контроль (выявление пробелов, дифференциация) - лекции (вводная, лекция-практическое занятие, лекция-лабораторное занятие) - самостоятельная работа - лекция-семинар - контроль (рубежный, итоговый), с использованием созданных дидактических материалов, способствующие самообразовательной деятельности по изучению прикладных математических методов, осуществлен педагогический мониторинг на основании критериев, использующих рейтинговую оценку сформированности математической составляющей профессиональной компетентности.
Практическая значимость исследования заключается в том, что на основе его результатов были разработаны и внедрены в учебный процесс Казанского государственного технологического университета учебно-методический комплекс дисциплины «Дополнительные главы математики»: рабочие программы и календарно-тематические планы подготовки магистров направления 240100 «Химическая технология и биотехнология»; рабочая программа по дисциплине «Специальные главы математики» для специальности 170600 «Машины и аппараты пищевых производств» с учетом ГОС ВПО и потребностей специализаций, учебное пособие и учебно-методические материалы, позволяющие объединить фундаментальную направленность непрерывной математической подготовки и профессиональные запросы специализации.
Апробация и внедрение результатов исследования. Ход и результаты исследования неоднократно обсуждались на заседаниях кафедры высшей математики КГТУ, методических семинарах кафедры высшей математики КГТУ, докладывались на Всероссийской научно-методической конференции «Структурно-функциональные и методические аспекты деятельности университетских комплексов» в г. Казани (2003г.), на XI Всероссийской научно-практической конференции «Духовность, здоровье и творчество в системе мониторинга качества воспитания» в г. Казани (2003г.); на II Международной научно-практической конференции «Самосовершенствование, самореализация личности: психолого-педагогические аспекты» в г. Набережные Челны (2004г.); на XVII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» в г. Костроме (2004г.); XIII
Всероссийской научно-практической конференции «Мониторинг воспитания и творческого саморазвития конкурентоспособной личности» в г. Казани (2005г.); на XVIII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» в г. Казани (2005г.); на XIV Всероссийской научной конференции «Мониторинг качества образования и творческого саморазвития конкурентоспособной личности» в г. Казани (2006г.); на XIX международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» в г. Воронеж (2006г.); на научно-методической конференции «Образовательные технологии в системе непрерывного профессионального образования: традиции и инновации» в г. Казани (2006г.).
На защиту выносятся:
1. Дидактическая модель, которая позволяет дополнить процесс непрерывной математической подготовки специальной математической подготовкой, нацеленной на сформированность математической составляющей профессиональной компетентности выпускника технологического университета, разработанная на основе личностно-деятельностного, компетентностного и интегративного подходов.
2. Содержание специальной математической подготовки, разработанное на основе анализа профессиональной деятельности инженера и магистра, стандартов, учебных планов, межпредметных связей, запросов специальных дисциплин, с созданием учебно-методического комплекса специальной математической подготовки, позволяющее сочетать фундаментальную направленность непрерывной математической подготовки с профессиональными запросами специализации.
3. Методика организации дидактического процесса специальной математической подготовки инженеров и магистров на старших курсах на основе принципов индивидуализации, оптимального сочетания фундаментальности и профессиональной направленности, самостоятельности познания с использованием разработанной технологической схемы, критериев оценки математической составляющей профессиональной компетентности на базе рейтинговой системы, созданных дидактических материалов, обеспечивающих переход к самообразовательной деятельности.
