Введение 3
Глава 1 Теоретические основы обучения первообразной в курсе алгебры и начал анализа общеобразовательной школы 8
1.1 Основные цели и задачи обучения понятию «первообразная» в школьном курсе алгебры и начал анализа 8
1.2 Содержательный компонент обучения понятию «первообразная» 12
1.3 Методы, формы и средства обучения понятию «первообразная» 28
Глава 2 Методические основы обучения первообразной в курсе алгебры и начал анализа общеобразовательной школы 45
2.1 Методическая схема обучения первообразной в курсе алгебры и начал анализа 45
2.2 Система задач по теме «Первообразная» для подготовки к итоговой аттестации старшеклассников 68
2.3 Результаты педагогического эксперимента 83
Заключение 88
Список используемой литературы 89
Актуальность и научная значимость настоящего исследования. На современном этапе происходит процесс внедрения в общеобразовательную школу Федеральных государственных образовательных стандартов основного и среднего (полного) общего образования [49]. Их введение требует: разработки методики обучения математике, как на базовом, так и на углублённом уровнях, учитывающей потребности обучающихся и действительный уровень их подготовки; разработки учебных программ, оценочных и методических материалов, отвечающих требованиям промежуточной и государственной итоговой аттестации для разных групп учащихся; применения современных технологий образовательного процесса, направленных на получение каждым обучающимся системы математических знаний, необходимых для дальнейшей успешной жизни в обществе. Поэтому одной из задач, стоящей перед учителем является организация эффективных, универсальных способов и методов обучения для достижения учащимися личностных, предметных и метапредметных результатов на различных этапах процесса обучения математике.
Изучение базовых понятий о первообразной и элементарные действия с ней является пропедевтикой интегрального исчисления, предусмотренного программами практически по всем направлениям подготовки в вузах . Интеграл и его приложения принято считать одной из самых трудных тем курса математики старшей школы, так как имеет высокий уровень абстракции, сложную логическую структуру определения, при этом выступает как особый язык, описывающий явления и процессы окружающей действительности, и как инструмент, при помощи которого исследуются эти явления и процессы.
Изучение первообразной играет важную роль не только в школьном курсе алгебры и начал математического анализа. Данная тема имеет теоретическую (дифференциальное и интегральное исчисление) и прикладную (природа, техника, физика) направленность. Однако, первообразная изучается на завершающем этапе обучения математике в старшей школе. Задания по теме «Первообразная» предлагаются в итоговой государственной аттестации - Едином Государственном Экзамене (ЕГЭ) в 11 классе, а также на вступительных экзаменах в вузы. А для того, чтобы знания ученика были на достаточно высоком уровне, необходимо активизировать его познавательную деятельность при изучении первообразной.
Таким образом, актуальность исследования обусловлена сложившимся к настоящему времени противоречием между требованиями к обязательным результатам освоения программы среднего (полного) общего образования по математике и традиционной методикой обучения теме «Первообразная» в общеобразовательной школе, не учитывающей современные технологии и средства обучения.
Данное противоречие позволило сформулировать проблему исследования: каковы методические основы эффективного обучения первообразной в углубленном курсе математики, которые позволили бы обеспечить необходимый уровень знаний каждому учащемуся.
Объектом исследования является процесс обучения алгебре и начал анализа на старшей ступени общего образования.
Предмет исследования - методика обучения понятию «первообразная» в курсе алгебры и начал анализа общеобразовательной школы.
Цель исследования заключается в выявлении методических особенностей и разработке методических материалов эффективного обучения понятию «первообразная» в курсе алгебры и начал анализа старших классов.
Гипотеза исследования заключается в том, что повышение качества математической подготовки обучающихся при изучении темы «Первообразная» будет достигаться, если:
- выявить методические основы и разработать методическую схему по эффективному обучению первообразной в старших классах общеобразовательной школы на основе технологического подхода;
- разработать систему дифференцированных заданий по теме «Первообразная», отвечающая требованиям государственной итоговой аттестации.
В соответствии с проблемой, объектом, предметом и целью исследования были выдвинуты следующие задачи:
1. Выделить основные цели и задачи обучения понятию «первообразная» в школьном курсе алгебры и начал анализа.
2. Рассмотреть содержательный компонент обучения понятию «первообразная» на основе анализа учебников разных авторов курса алгебры и начал анализа.
3. Выявить необходимые методы, формы и средства обучения первообразной.
4. Разработать методическую схему обучения первообразной в курсе алгебры и начал анализа, направленную на достижение планируемых результатов освоения темы.
5. Разработать систему задач по теме «Первообразная» для подготовки к итоговой аттестации старшеклассников.
6. Провести экспериментальную проверку эффективности разработанных методических материалов.
Теоретико-методологическую основу исследования составили работы Г.И. Саранцева [43], В.М. Монахова [27]
Базовыми для настоящего исследования составили труды Ш.А. Алимова [2], А.Г. Мордковича [32], С.М. Никольского [32], Г.К. Му- равина [28], а так же диссертационные исследования Е.Н. Дроновой [13] и Е.В. Гераськиной [7].
Решение поставленных задач потребовало привлечения следующих методов исследования: изучение научно-методической литературы; анализ ФГОС основного и среднего (полного) общего образования, основной образовательной программы, содержания действующих школьных учебников из Федерального перечня учебной литературы по теме «Первообразная»; беседы с учителями математики, анкетирование учащихся, проведение экспериментального опыта; обработка и интерпретация полученных данных.
Основные этапы исследования:
1 этап (2018/19 уч.г.): анализ ранее выполненных исследований по теме диссертации, анализ школьных учебников, нормативных документов (стандартов, программ);
2 этап (2019/20 уч.г.): определение теоретических основ исследования по теме диссертации;
3 этап (2019/20 уч.г.): выявление методических основ и разработка методических материалов по введению понятия «первообразная» в углубленном курсе алгебры общеобразовательной школы; разработка системы задач по теме «Первообразная»;
4 этап (2020/21 уч.г.): оформление диссертации, корректировка ранее представленных материалов, уточнение аппарата исследования, формулирование выводов.
Опытно-экспериментальная база исследования: МБОУ СОШ № 4 с УИОП им. Г.К. Жукова, Московская область, г. Краснознаменск.
Научная новизна проведенного исследования заключается в том, что в нем спроектирована методическая схема обучения теме «Первообразная» в углубленном курсе алгебры с применением технологии В.М. Монахова.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что в нем выявлены методические основы обучения теме «Первообразная» в углубленном курсе алгебры и начал математического анализа общеобразовательной школы, приведены основные виды задач по исследуемой теме.
Практическая значимость исследования определяется тем, что в нём разработаны методические рекомендации по введению понятий «Первообразная», а также система дифференцированных задач, которые могут быть использованы учителями в процессе подготовки обучающихся к ЕГЭ.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается сочетанием теоретических и практических методов исследования, а также результатами прохождения педагогической практики.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в определении методических основ и разработке методических материалов по теме «Первообразная».
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. в период производственной (научно-исследовательской работы) и преддипломной практик на базе кафедры «Высшая математика и математическое образование» Тольяттинского государственного университета, в период работы учителем 10-11 классах. Основные результаты исследования отражены в 2 публикациях [56,57].
Констатирующий и поисковой этапы эксперимента проведены на базе МБОУ СОШ № 4 с УИОП им. Г.К. Жукова г. Краснознаменска Московской области.
На защиту выносятся:
1. Методическая схема обучения теме «Первообразная» на основе технологии В.М. Монахова.
2. Система задач по теме «Первообразная» в курсе алгебры и начал математического анализа общеобразовательной школы.
Структура выпускной квалификационной работы состоит из введения, двух глав, заключения, содержит 18 рисунков, 18 таблиц, список используемой литературы (63 источника). Основной текст работы изложен на 96 страницах.
В данной работе были рассмотрены основные положения, связанные с методикой обучением первообразной в школьном курсе алгебры и начал математического анализа.
Первообразная и интеграл, как отмечалось выше, представляет собой огромный простор для исследования, так как имеет огромное практическое применение в различных отраслях науки: геометрии, физике, астрономии, химии, экономике.
Работа спланирована таким образом, чтобы подача материала велась интересно, с применением разнообразных форм, методов и средств преподавания, на доступном для понимания уровне и освобождена от излишних трудностей для обучающихся.
В исследовании выполнены следующие научные задачи:
• проведен полный анализ теоретической основы изучения первообразной;
• проведён анализ задачного материала различных УМК, входящих в федеральный перечень учебников и рекомендованных Министерством Просвещения РФ
• выделены методические особенности преподавания первообразной и интеграла в школьном курсе математики;
• подобрана дифференцированная система упражнений, обеспечивающее прочное усвоение учащихся основных приемов решения задач;
• проведен педагогический эксперимент, который подтвердил эффективность, предложенной методики.
Все вышесказанное, дает возможность говорить о том, что цели и задачи исследования - достигнуты.
1. Александрова Л.А. Математика: алгебра и начала математического анализа, геометрия. Алгебра и начала математического анализа. 11 класс: самостоятельные работы для учащихся общеобразоват. организаций (базовый и углублённый уровни) / Л.А. Александрова; под ред. А. Г. Мордковича. - 2-е изд., стер. - М.: Мнемозина, 2015. - 134 с.
2. Алимов Ш.А. Математика: алгебра и начала математического анализа, геометрия. Алгебра и начала математического анализа. 10-11 классы: учеб, для общеобразоват. организаций : базовый и углубл. уровни / Ш. А. Алимов, Ю.М. Колягин, М.В. Ткачёва и др. - 3-е изд. - М.: Просвещение, 2016. - 463 с.
3. Бахусова Е.В. Технология проектирования учебного процесса: подготовительный и проектировочный этапы / Е.В. Бахусова // Проблемы современного образования. - 2011. - № 2. - С. 111-122.
4. Бурмистрова Т.А. Алгебра и начала математического анализа. Сборник рабочих программ. 10-11 классы: учеб. пособие для общеобразоват. организаций: базовый и углубл. уровни / Т.А. Бурмистрова. - 2-е изд., перераб. - М.: Просвещение, 2018. - 159 с.
5. Васильева Г.Н. Современные технологии обучения математике: учебное пособие. Часть 1 / Г.Н. Васильева, В.Л. Пестерева; Перм. гос. гум.- пед. ун-т. - Пермь, 2013. - 114 с.
6. Видеоурок "Первообразная функция и неопределенный интеграл". Определение первообразной и интеграла. - URL: https://www.uchpor-tal.ru/video/vip/780/algebra_10_klass/pervoobraznaj a_i_integral/vide- ourok_pervoobraznaja_funkcija_i_neopredelennyj_integral_opredele- nie_pervoobraznoj_i_integrala(дата обращения: 26.02.2021).
7. Гераськина Е.В. Содержание и методические особенности изучения темы "Определенный интеграл" в средней школе: автореф. дис. ... канд. пед. наук: 13.00.02 / Московский государственный гуманитарный университет им. М.А. Шолохова. - М., 2007. - 23 с. - URL: https://www.dissercat.com/con- tent/soderzhanie-i-metodicheskie-osobennosti-izucheniya-temy-opredelennyi-inte- gral-v-srednei-shko_(дата обращения: 26.02.2021).
8. Глизбург В.И. Алгебра и начала математического анализа. 11 класс. Контрольные работы для учащихся общеобразовательных учреждений (базовый уровень) / В.И. Глизбург; под ред. А. Г. Мордковича. - М.: Мнемозина, 2009. - 32 с.
9. Глизбург В.И. Алгебра и начала математического анализа. 11 класс. Контрольные работы для учащихся общеобразовательных учреждений (профильный уровень) / В.И. Глизбург; под ред. А.Г. Мордковича. - 3-е изд., стер. - М.: Мнемозина, 2013. - 61 с.
10. Григорьева Г.И. Алгебра и начала анализа. 11 класс: поурочные планы по учебнику Ш. А. Алимова и др. - Ч. I/ Г.И. Григорьева. - Волгоград: Учитель, 2006. -159 с.
11. Гришина Т.С. Логический примем сравнений в задачах математического анализа // Математика в школе. - №6. - 1994. - С. 26-27.
12. Дукин М.М. Обобщающие уроки по алгебре в IX классе // Математика в школе. - №6. - 1996. - С. 25-26.
13. Дронова Е.Н. Организация учебно-познавательных ситуаций как средства понимающего усвоения математики учащимися школы: дис. канд. пед. наук: 13.00.02 / Е.Н. Дронова [Место защиты: Ом. гос. пед. ун-т]. - Барнаул, 2007. - 225 c.
14. Иванова Т.А. Теория и технология обучения математике в средней школе: Учеб, пособие для студентов математических специальностей педагогических вузов/ Под ред. Т.А. Ивановой. 2-е изд., испр. и доп. - Н. Новгород: НГПУ, 2009. - 355 с.
15. Капкаева Л.С. Теория и методика обучения математике: частная методика. В 2 ч. Часть 2: учеб. пособие для вузов / Л. С. Капкаева . - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Юрайт, 2017. - 191 с.
...