МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ИНТЕРЕСА БАКАЛАВРОВ К ИЗУЧЕНИЮ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ В ВУЗЕ
|
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ИНТЕРЕСА БАКАЛАВРОВ К ИЗУЧЕНИЮ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ В ВУЗЕ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 12
§1. Понятие и особенности мотивации к изучению высшей математики в ВУЗе 12
§2. Особенности применения математического моделирования как метода повышения интереса бакалавров к изучению высшей математики 31
Выводы по первой главе 44
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА ПО ПРИМЕНЕНИЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПОВЫШЕНИИ ИНТЕРЕСА БАКАЛАВРОВ К ИЗУЧЕНИЮ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ В ВУЗе 46
§3. Проектирование программы применения математического моделирования в рамках изучения высшей математики в ВУЗе 46
§4. Проектирование изучения темы «Определенный интеграл» с применением математического моделирования 61
§5. Организация и результаты проведенного педагогического эксперимента 77
Выводы по второй главе 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 85
ПРИЛОЖЕНИЯ 94
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ИНТЕРЕСА БАКАЛАВРОВ К ИЗУЧЕНИЮ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ В ВУЗЕ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 12
§1. Понятие и особенности мотивации к изучению высшей математики в ВУЗе 12
§2. Особенности применения математического моделирования как метода повышения интереса бакалавров к изучению высшей математики 31
Выводы по первой главе 44
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА ПО ПРИМЕНЕНИЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПОВЫШЕНИИ ИНТЕРЕСА БАКАЛАВРОВ К ИЗУЧЕНИЮ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ В ВУЗе 46
§3. Проектирование программы применения математического моделирования в рамках изучения высшей математики в ВУЗе 46
§4. Проектирование изучения темы «Определенный интеграл» с применением математического моделирования 61
§5. Организация и результаты проведенного педагогического эксперимента 77
Выводы по второй главе 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 85
ПРИЛОЖЕНИЯ 94
В современном мире главным конкурентным преимуществом цивилизованной страны является возможность развития её человеческого потенциала, а это в свою очередь во многом зависит от состояния системы образования. Каждый вузовский курс должен вносить свой вклад в выполнение общих требований высшего образования. При этом в технических вузах главная роль отводится фундаментальным общетеоретическим курсам и, в частности, курсу высшей математики, так как основной целью этого курса является обеспечение как теоретической базы для освоения профессиональных и специальных дисциплин, так и практических умений, позволяющих будущему специалисту находить обоснованные решения проблемных прикладных задач.
Математика является универсальным языком для описания процессов и явлений различной природы, поэтому особенно важным является создание у будущих специалистов представлений о том, что такое математика и математическая модель, в чем состоит математический подход при изучении явлений и процессов реального мира, как его применять и что может дать его применение. Очевидно, что без освоения математических методов сегодня невозможна ни качественная подготовка, ни успешная деятельность современного специалиста.
В условиях складывающегося нового типа общественного устройства - технологизированного, информационного общества и перехода к новой образовательной парадигме, приоритетами которой являются развитие личности, способностей к активной деятельности в широком спектре- ситуаций - математическое образование становится влиятельным фактором адаптации личности к новым реалиям. Эти ориентиры находят своё отражение и в государственных документах - Концепции развития математического образования в Российской Федерации [27] и Федеральном законе «Об образовании в РФ» [63].
Чтобы достичь максимального образовательного и развивающего эффекта вузовской подготовки используется целый комплекс различных элементов, в котором особая роль принадлежит учебной мотивации студента. Результативность обучения, в том числе и обучения математике, во многом зависит как от внешних стимулов, так и внутренних глубинных установок, от того личностного смысла, который имеется у студентов по отношению к изучаемым предметам. Поэтому к проблеме формирования интереса к обучению и проблеме учебной мотивации проявляется традиционно большой интерес.
В контексте рассматриваемой проблематики исследования отдельный интерес представляют работы, связанные с рассмотрением вопросов мотивации к изучению математики. Различные аспекты процесса формирования мотивации к учебно-познавательной деятельности средствами математики раскрываются в работах В.А. Далингера, Г.В. Дорофеева, Т.А. Ивановой, М.А. Родионова, Г.И. Саранцева, В.А. Гусева, A.Г. Мордковича, П.М. Эрдниева и др. Однако, несмотря на единодушное признание учёными огромной значимости мотивационного аспекта обучения математике, нужно отметить, что в большинстве исследований решение проблемы мотивации к изучению математики рассматривается лишь как важнейшее условие разрешения смежных методических проблем, и, по существу, задача формирования мотивации изучения математики растворяется в близких, но не тождественных ей проблемах развития: познавательного интереса к математике (В.М. Аганисьян, Т.В. Бурлакова, Е.А. Обухова, А.В. Кухарь, В.К. Тараканова, Г.А. Яцковская и др.) и активизации познавательной деятельности (Г. Абдуллаев, O. K. Бабанский, Дж. Гласс, М. И. Грабарь, В. И. Загвязинский, Л. Б. Ительсоп, В.B.Краевский, А.А. Нарушов и др).
Многие авторы [11],[18],[60] указывают на снижение интереса студентов технических вузов к изучению математики на протяжении последних десятилетий, которое обусловлено ростом массовости высшего образования, распространением персональных компьютеров и устаревшими методами изложения курса высшей математики. Практика показывает, что большинство бакалавров воспринимают математику лишь как абстрактную науку, весьма отдалённую от их предстоящей профессиональной деятельности. Это обусловлено тем, что изложение материала зачастую носит общетеоретический, формально-логический характер, содержание математических знаний зачастую остаётся изолированным от специальных дисциплин, и многие студенты при его изучении не имеют должной мотивации. Как подчеркивал А. Дистервег, математика часто преподается «сухо, примитивно; условия учебных задач, не привязаны к реальным ситуациям, не проводится анализ параметров, особых случаев и вариантов решения, не указываются перспективы развития задач и их обобщения» [18]. В связи с этим на современном этапе особую актуальность приобретают поиск средств и методов, стимулирующих у студентов повышение интереса к предмету.
Среди методов формирования интереса к изучению высшей математики у бакалавров необходимо особенно выделить метод моделирования, применение которого позволяет раскрыть единство законов материального мира.
Математическое моделирование является одним из основных инструментов математизации научно-технического процесса. Сущность и главное преимущество этого метода состоит в замене изучаемого объекта соответствующей математической моделью с последующим её изучением с помощью математики и вычислительной техники. Практическая ценность математической модели состоит в том, что в результате изучения построенной математической модели делаются выводы, касающиеся рассматриваемого реального объекта. Сила математики в том, что она предоставляет предметным областям науки адекватный аппарат, с помощью которого можно описать всевозможные факты и явления в физике, астрономии, химии, биологии, экономике и т. д.[3].
Потенциальные возможности метода математического моделирования для формирования учебной мотивации определяются его особенностями: фундаментальностью, универсальной применимостью, максимальной определённостью и убедительностью, творческой неисчерпаемостью и эстетическим совершенством. Применение указанного метода связано с необходимостью постановки и решения различных количественных и качественных задач, перевода ситуаций на язык математики, которые требуют от студентов познавательной активности и мотивации такой деятельности. В настоящее время умение применять в своей профессиональной деятельности метод математического моделирования реальных явлений и процессов является одной из главных специальных профессиональных компетенций выпускников вуза, на формирование которых направлен весь процесс обучения.
Общим вопросам обучения методу моделирования посвящены исследования С.И. Архангельского, Р.В. Габдреева, С.И. Мещеряковой и др. Проблемы обучения методу моделирования в школе на уроках математики рассматриваются С.Е. Каменецким, Н.А. Солодухиним, Л.М. Фридманом и др. Особенности применения математических моделей при подготовке студентов в ВУЗе стали предметом исследования в работах В.Р. Беломестновой, А.В. Бобровской, И.В. Каменской, И.А. Кузнецовой и др.). Нужно признать, что при большом количестве работ по теме моделирования и общей теоретико-методологической проработанности ключевых направлений обучения методу моделирования, тем не менее, остаются мало изученными мотивационные аспекты в процессе изучения высшей математики. Таким образом, актуальность настоящего исследования определяется необходимостью разрешения следующих противоречий:
- между потребностью общества в выпускниках, обладающих высоким уровнем математических знаний, способных применять эти знания в профессии и недостаточной мотивацией студентов к получению этих знаний;
- между возрастанием роли метода моделирования в образовании, потенциальными возможностями метода математического моделирования в процессе обучения высшей математике и существующими методиками, которые не позволяют в полной мере раскрыть все возможности применения этого метода в учебном процессе вуза и полноценно использовать его в целях формирования интереса к математике.
Необходимость разрешения указанных противоречий обусловливает актуальность исследования по теме «Математическое моделирование как метод повышения интереса бакалавров к изучению высшей математики в вузе» и порождает его проблему, состоящую в поиске ответов на вопрос: какими должны быть особенности методической системы обучения студентов методу моделирования, чтобы она способствовала формированию мотивации к изучению высшей математики в вузе.
Объектом исследования является формирование мотивации учебной деятельности и интереса к курсу высшей математики у студентов - бакалавров технического вуза.
Предмет исследования: математическое моделирование как метод повышения интереса бакалавров к изучению высшей математики в вузе.
Цель исследования - теоретически обосновать и экспериментально проверить эффективность формирования мотивов изучения высшей математики у студентов-бакалавров технического вуза средствами математического моделирования.
Гипотеза исследования: использование математического моделирования в качестве основного элемента математической подготовки, по нашему мнению, будет способствовать формированию совокупности мотивов, в частности, познавательного, профессионального мотивов, мотива достижения успеха, которые повлияют на образование у студентов положительной мотивации к изучению высшей математики.
Исходя из цели и гипотезы исследования, были поставлены следующие задачи исследования:
1. Провести теоретический анализ литературы и определить состояние проблемы формирования мотивации студентов к обучению в контексте исследуемой проблемы.
2. Определить концептуальные, методические основы повышения интереса бакалавров к изучению высшей математики в ВУЗе.
3. Разработать проект программы по формированию мотивации учебной деятельности при обучении высшей математики средствами математического моделирования и экспериментально проверить его эффективность.
Теоретико-методологическую основу исследования составили:
- теории мотивации (Е.П. Ильин, A. Маслоу, Х. Хеккаузен, Л.И. Божович и др.), учение о мотивации учебной деятельности (А.К. Маркова, Н.Ф. Талызина, В.А. Якунин, В.В. Давыдов, И.С. Якиманская, В.Г. Иванова, Т.О. Гордеева);
- исследования по вопросам математического вузовского образования (М.С. Аммосова, Г.В. Дорофеев, А.Н. Колмогоров, Л.Д. Кудрявцев, С.М. Никольский);
- исследования, посвящённые:философским и общенаучным исследованиям понятий «модель» и моделирование» ( Е.П. Никитин, В.А. Штофф и др.); научным исследованиям в области математического моделирования (А.Н. Боголюбов, В.С. Зарубин, В.П. Коробейников, А.Д. Мышкис, Г.И. Рузавин, А.А. Самарский и др.); психологическим исследованиям по применению метода моделирования в обучении (Н.М. Амосов, Л.М. Фридман и др.); педагогическим и методическим исследования, посвящённые включению научных методов познания, в том числе, метода моделирования в школьное и вузовское обучение (В.Р. Беломестнова, Ю.А. Колягин, Л.Д. Кудрявцев, Н.В. Шаронова и др.);
Нормативной базой исследования стали: Концепции развития математического образования в Российской Федерации; Федеральный закон «Об образовании в РФ»; рабочий план по курсу высшей математики в системе математической подготовки бакалавров для первого курса специальности «Электроэнергетика».
Методы исследования: для решения поставленных задач применялся комплекс взаимодополняющих теоретических и эмпирических методов исследования:анализ научных источников, отражающих состояние изученности поставленной проблемы; моделирование методической системы формирования мотивации студентов; в качестве эмпирических методов использовались анкетирование, опрос, наблюдение, их обобщение и анализ, содержательная интерпретация полученных результатов.
Основные этапы исследования:
1 этап: аналитический - включал: изучение состояния проблемы, предмета исследования, выявление сущностных характеристик объекта исследования и описание тех основных параметров, которые отвечали задачам исследования. Цель этого этапа достигалась путём использования методов теоретического анализа литературы и эмпирического наблюдения.
2 этап: определение теоретических и методических основ исследования по теме диссертации.
3 этап: разработка проекта программы применения математического моделирования в рамках изучения высшей математики в ВУЗе и апробация её в образовательном процессе.
4 этап: заключительный - обработка, систематизация и обобщение результатов исследования, их анализ и интерпретация, описание и оформление результатов исследования, формулирование выводов.
Новизна проводимого исследования состоит в следующем:
1. Обоснована роль метода моделирования в развитии учебной мотивации студентов к изучению высшей математики.
2. Выявлены методические особенности применения метода математического моделирования на занятиях по высшей математике в ВУЗе.
3. Разработан методический проект изучения темы «Определённый интеграл» в вузе.
Теоретическая значимость исследования: результаты исследования вносят вклад в развитие:
- теории и методики обучения высшей математики за счёт выявления потенциальных возможностей математического моделирования для повышения интереса к курсу высшей математики;
- теоретических основ обучения общенаучным методам познания за счёт выделения методических особенностей изучения и применения метода математического моделирования.
Практическая значимость результатов исследования состоит в том, что разработанные рекомендации могут быть использованы преподавателями высшей математики в ВУЗе для повышения интереса к изучению математики при проведении лекционных и практических занятий.
Экспериментальная база исследования. Исследование проводилось на базе студенческих групп специальности«Электроэнергетика» в Казахском агротехническом университете им. С. Сейфуллина (г. Астана, Казахстан).
На защиту выносятся следующие положения:
1. Применение метода математического моделирования при решении прикладных задач позволяет осуществить органичную взаимосвязь учебных дисциплин, раскрыть для студентов смысл изучаемой дисциплины, тем самым обеспечивая интерес и мотивацию к освоению высшей математики.
2. Содержание проекта изучения темы «Определенный интеграл», направленного на формирование умений и навыков применения метода математического моделирования к решению задач.
Апробация результатов исследования осуществлялась путем выступления на Республиканской научно-практической конференции «Инновации в профессиональном образовании: проблемы и перспективы», приуроченной к 80-летию заслуженного деятеля Казахстана, профессора Б.Обдхкэрхмулы (г. Астана, Казахстан, 15 марта 2019 г.), публикаций статей в научном журнале «Вестник магистратуры» (№ 3(90), 2019), в материалах IX Международной научной конференции «Математика. Образование. Культура» (апрель 2019г., ТГУ).
Экспериментальная проверка предлагаемого проекта изучения темы «Определенный интеграл» была осуществлена в период работы на кафедре высшей математики Казахского агротехнического университета им.С. Сейфуллина (г. Астана, Казахстан).
Основные результаты диссертационного исследования отражены в публикациях:
1. Грипп Е.А. Методические основы повышения мотивации при изучении высшей математики/ Грипп Е.А., Елеусизова Г.Р. // Вестник магистратуры. 2019, №3-1(90). - С. 21-23.
2. Грипп Е.А. Решение прикладных задач с помощью дифференциальных уравнений/ Такабаев К.К., Аскарова А.Ж., Грипп Е.А., Елеусизова Г.Р.// Материалы республиканской научно-практической конференции «Инновации в профессиональном образовании: проблемы и перспективы» (к 80-летию заслуженного деятеля Казахстана, профессора Б.Обдхкэрхмулы). - Астана: Изд-во КАТУ, 2019. - С.262-265.
3. Грипп Е.А. Проектирование изучения темы «Определенный интеграл» в курсе математики методом математического моделирования // Математика и математическое образование:сборник трудов IX
Международной научной конференции «Математика. Образование. Культура». - Тольятти: Изд-во ТГУ, 2019.
Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованных источников (всего 78 источников) и приложений.
Математика является универсальным языком для описания процессов и явлений различной природы, поэтому особенно важным является создание у будущих специалистов представлений о том, что такое математика и математическая модель, в чем состоит математический подход при изучении явлений и процессов реального мира, как его применять и что может дать его применение. Очевидно, что без освоения математических методов сегодня невозможна ни качественная подготовка, ни успешная деятельность современного специалиста.
В условиях складывающегося нового типа общественного устройства - технологизированного, информационного общества и перехода к новой образовательной парадигме, приоритетами которой являются развитие личности, способностей к активной деятельности в широком спектре- ситуаций - математическое образование становится влиятельным фактором адаптации личности к новым реалиям. Эти ориентиры находят своё отражение и в государственных документах - Концепции развития математического образования в Российской Федерации [27] и Федеральном законе «Об образовании в РФ» [63].
Чтобы достичь максимального образовательного и развивающего эффекта вузовской подготовки используется целый комплекс различных элементов, в котором особая роль принадлежит учебной мотивации студента. Результативность обучения, в том числе и обучения математике, во многом зависит как от внешних стимулов, так и внутренних глубинных установок, от того личностного смысла, который имеется у студентов по отношению к изучаемым предметам. Поэтому к проблеме формирования интереса к обучению и проблеме учебной мотивации проявляется традиционно большой интерес.
В контексте рассматриваемой проблематики исследования отдельный интерес представляют работы, связанные с рассмотрением вопросов мотивации к изучению математики. Различные аспекты процесса формирования мотивации к учебно-познавательной деятельности средствами математики раскрываются в работах В.А. Далингера, Г.В. Дорофеева, Т.А. Ивановой, М.А. Родионова, Г.И. Саранцева, В.А. Гусева, A.Г. Мордковича, П.М. Эрдниева и др. Однако, несмотря на единодушное признание учёными огромной значимости мотивационного аспекта обучения математике, нужно отметить, что в большинстве исследований решение проблемы мотивации к изучению математики рассматривается лишь как важнейшее условие разрешения смежных методических проблем, и, по существу, задача формирования мотивации изучения математики растворяется в близких, но не тождественных ей проблемах развития: познавательного интереса к математике (В.М. Аганисьян, Т.В. Бурлакова, Е.А. Обухова, А.В. Кухарь, В.К. Тараканова, Г.А. Яцковская и др.) и активизации познавательной деятельности (Г. Абдуллаев, O. K. Бабанский, Дж. Гласс, М. И. Грабарь, В. И. Загвязинский, Л. Б. Ительсоп, В.B.Краевский, А.А. Нарушов и др).
Многие авторы [11],[18],[60] указывают на снижение интереса студентов технических вузов к изучению математики на протяжении последних десятилетий, которое обусловлено ростом массовости высшего образования, распространением персональных компьютеров и устаревшими методами изложения курса высшей математики. Практика показывает, что большинство бакалавров воспринимают математику лишь как абстрактную науку, весьма отдалённую от их предстоящей профессиональной деятельности. Это обусловлено тем, что изложение материала зачастую носит общетеоретический, формально-логический характер, содержание математических знаний зачастую остаётся изолированным от специальных дисциплин, и многие студенты при его изучении не имеют должной мотивации. Как подчеркивал А. Дистервег, математика часто преподается «сухо, примитивно; условия учебных задач, не привязаны к реальным ситуациям, не проводится анализ параметров, особых случаев и вариантов решения, не указываются перспективы развития задач и их обобщения» [18]. В связи с этим на современном этапе особую актуальность приобретают поиск средств и методов, стимулирующих у студентов повышение интереса к предмету.
Среди методов формирования интереса к изучению высшей математики у бакалавров необходимо особенно выделить метод моделирования, применение которого позволяет раскрыть единство законов материального мира.
Математическое моделирование является одним из основных инструментов математизации научно-технического процесса. Сущность и главное преимущество этого метода состоит в замене изучаемого объекта соответствующей математической моделью с последующим её изучением с помощью математики и вычислительной техники. Практическая ценность математической модели состоит в том, что в результате изучения построенной математической модели делаются выводы, касающиеся рассматриваемого реального объекта. Сила математики в том, что она предоставляет предметным областям науки адекватный аппарат, с помощью которого можно описать всевозможные факты и явления в физике, астрономии, химии, биологии, экономике и т. д.[3].
Потенциальные возможности метода математического моделирования для формирования учебной мотивации определяются его особенностями: фундаментальностью, универсальной применимостью, максимальной определённостью и убедительностью, творческой неисчерпаемостью и эстетическим совершенством. Применение указанного метода связано с необходимостью постановки и решения различных количественных и качественных задач, перевода ситуаций на язык математики, которые требуют от студентов познавательной активности и мотивации такой деятельности. В настоящее время умение применять в своей профессиональной деятельности метод математического моделирования реальных явлений и процессов является одной из главных специальных профессиональных компетенций выпускников вуза, на формирование которых направлен весь процесс обучения.
Общим вопросам обучения методу моделирования посвящены исследования С.И. Архангельского, Р.В. Габдреева, С.И. Мещеряковой и др. Проблемы обучения методу моделирования в школе на уроках математики рассматриваются С.Е. Каменецким, Н.А. Солодухиним, Л.М. Фридманом и др. Особенности применения математических моделей при подготовке студентов в ВУЗе стали предметом исследования в работах В.Р. Беломестновой, А.В. Бобровской, И.В. Каменской, И.А. Кузнецовой и др.). Нужно признать, что при большом количестве работ по теме моделирования и общей теоретико-методологической проработанности ключевых направлений обучения методу моделирования, тем не менее, остаются мало изученными мотивационные аспекты в процессе изучения высшей математики. Таким образом, актуальность настоящего исследования определяется необходимостью разрешения следующих противоречий:
- между потребностью общества в выпускниках, обладающих высоким уровнем математических знаний, способных применять эти знания в профессии и недостаточной мотивацией студентов к получению этих знаний;
- между возрастанием роли метода моделирования в образовании, потенциальными возможностями метода математического моделирования в процессе обучения высшей математике и существующими методиками, которые не позволяют в полной мере раскрыть все возможности применения этого метода в учебном процессе вуза и полноценно использовать его в целях формирования интереса к математике.
Необходимость разрешения указанных противоречий обусловливает актуальность исследования по теме «Математическое моделирование как метод повышения интереса бакалавров к изучению высшей математики в вузе» и порождает его проблему, состоящую в поиске ответов на вопрос: какими должны быть особенности методической системы обучения студентов методу моделирования, чтобы она способствовала формированию мотивации к изучению высшей математики в вузе.
Объектом исследования является формирование мотивации учебной деятельности и интереса к курсу высшей математики у студентов - бакалавров технического вуза.
Предмет исследования: математическое моделирование как метод повышения интереса бакалавров к изучению высшей математики в вузе.
Цель исследования - теоретически обосновать и экспериментально проверить эффективность формирования мотивов изучения высшей математики у студентов-бакалавров технического вуза средствами математического моделирования.
Гипотеза исследования: использование математического моделирования в качестве основного элемента математической подготовки, по нашему мнению, будет способствовать формированию совокупности мотивов, в частности, познавательного, профессионального мотивов, мотива достижения успеха, которые повлияют на образование у студентов положительной мотивации к изучению высшей математики.
Исходя из цели и гипотезы исследования, были поставлены следующие задачи исследования:
1. Провести теоретический анализ литературы и определить состояние проблемы формирования мотивации студентов к обучению в контексте исследуемой проблемы.
2. Определить концептуальные, методические основы повышения интереса бакалавров к изучению высшей математики в ВУЗе.
3. Разработать проект программы по формированию мотивации учебной деятельности при обучении высшей математики средствами математического моделирования и экспериментально проверить его эффективность.
Теоретико-методологическую основу исследования составили:
- теории мотивации (Е.П. Ильин, A. Маслоу, Х. Хеккаузен, Л.И. Божович и др.), учение о мотивации учебной деятельности (А.К. Маркова, Н.Ф. Талызина, В.А. Якунин, В.В. Давыдов, И.С. Якиманская, В.Г. Иванова, Т.О. Гордеева);
- исследования по вопросам математического вузовского образования (М.С. Аммосова, Г.В. Дорофеев, А.Н. Колмогоров, Л.Д. Кудрявцев, С.М. Никольский);
- исследования, посвящённые:философским и общенаучным исследованиям понятий «модель» и моделирование» ( Е.П. Никитин, В.А. Штофф и др.); научным исследованиям в области математического моделирования (А.Н. Боголюбов, В.С. Зарубин, В.П. Коробейников, А.Д. Мышкис, Г.И. Рузавин, А.А. Самарский и др.); психологическим исследованиям по применению метода моделирования в обучении (Н.М. Амосов, Л.М. Фридман и др.); педагогическим и методическим исследования, посвящённые включению научных методов познания, в том числе, метода моделирования в школьное и вузовское обучение (В.Р. Беломестнова, Ю.А. Колягин, Л.Д. Кудрявцев, Н.В. Шаронова и др.);
Нормативной базой исследования стали: Концепции развития математического образования в Российской Федерации; Федеральный закон «Об образовании в РФ»; рабочий план по курсу высшей математики в системе математической подготовки бакалавров для первого курса специальности «Электроэнергетика».
Методы исследования: для решения поставленных задач применялся комплекс взаимодополняющих теоретических и эмпирических методов исследования:анализ научных источников, отражающих состояние изученности поставленной проблемы; моделирование методической системы формирования мотивации студентов; в качестве эмпирических методов использовались анкетирование, опрос, наблюдение, их обобщение и анализ, содержательная интерпретация полученных результатов.
Основные этапы исследования:
1 этап: аналитический - включал: изучение состояния проблемы, предмета исследования, выявление сущностных характеристик объекта исследования и описание тех основных параметров, которые отвечали задачам исследования. Цель этого этапа достигалась путём использования методов теоретического анализа литературы и эмпирического наблюдения.
2 этап: определение теоретических и методических основ исследования по теме диссертации.
3 этап: разработка проекта программы применения математического моделирования в рамках изучения высшей математики в ВУЗе и апробация её в образовательном процессе.
4 этап: заключительный - обработка, систематизация и обобщение результатов исследования, их анализ и интерпретация, описание и оформление результатов исследования, формулирование выводов.
Новизна проводимого исследования состоит в следующем:
1. Обоснована роль метода моделирования в развитии учебной мотивации студентов к изучению высшей математики.
2. Выявлены методические особенности применения метода математического моделирования на занятиях по высшей математике в ВУЗе.
3. Разработан методический проект изучения темы «Определённый интеграл» в вузе.
Теоретическая значимость исследования: результаты исследования вносят вклад в развитие:
- теории и методики обучения высшей математики за счёт выявления потенциальных возможностей математического моделирования для повышения интереса к курсу высшей математики;
- теоретических основ обучения общенаучным методам познания за счёт выделения методических особенностей изучения и применения метода математического моделирования.
Практическая значимость результатов исследования состоит в том, что разработанные рекомендации могут быть использованы преподавателями высшей математики в ВУЗе для повышения интереса к изучению математики при проведении лекционных и практических занятий.
Экспериментальная база исследования. Исследование проводилось на базе студенческих групп специальности«Электроэнергетика» в Казахском агротехническом университете им. С. Сейфуллина (г. Астана, Казахстан).
На защиту выносятся следующие положения:
1. Применение метода математического моделирования при решении прикладных задач позволяет осуществить органичную взаимосвязь учебных дисциплин, раскрыть для студентов смысл изучаемой дисциплины, тем самым обеспечивая интерес и мотивацию к освоению высшей математики.
2. Содержание проекта изучения темы «Определенный интеграл», направленного на формирование умений и навыков применения метода математического моделирования к решению задач.
Апробация результатов исследования осуществлялась путем выступления на Республиканской научно-практической конференции «Инновации в профессиональном образовании: проблемы и перспективы», приуроченной к 80-летию заслуженного деятеля Казахстана, профессора Б.Обдхкэрхмулы (г. Астана, Казахстан, 15 марта 2019 г.), публикаций статей в научном журнале «Вестник магистратуры» (№ 3(90), 2019), в материалах IX Международной научной конференции «Математика. Образование. Культура» (апрель 2019г., ТГУ).
Экспериментальная проверка предлагаемого проекта изучения темы «Определенный интеграл» была осуществлена в период работы на кафедре высшей математики Казахского агротехнического университета им.С. Сейфуллина (г. Астана, Казахстан).
Основные результаты диссертационного исследования отражены в публикациях:
1. Грипп Е.А. Методические основы повышения мотивации при изучении высшей математики/ Грипп Е.А., Елеусизова Г.Р. // Вестник магистратуры. 2019, №3-1(90). - С. 21-23.
2. Грипп Е.А. Решение прикладных задач с помощью дифференциальных уравнений/ Такабаев К.К., Аскарова А.Ж., Грипп Е.А., Елеусизова Г.Р.// Материалы республиканской научно-практической конференции «Инновации в профессиональном образовании: проблемы и перспективы» (к 80-летию заслуженного деятеля Казахстана, профессора Б.Обдхкэрхмулы). - Астана: Изд-во КАТУ, 2019. - С.262-265.
3. Грипп Е.А. Проектирование изучения темы «Определенный интеграл» в курсе математики методом математического моделирования // Математика и математическое образование:сборник трудов IX
Международной научной конференции «Математика. Образование. Культура». - Тольятти: Изд-во ТГУ, 2019.
Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованных источников (всего 78 источников) и приложений.
Создание заинтересованного отношения к учению - это проблема, которая проходит через всю историю вузовского образования. Она не теряет актуальности и сегодня, напротив, в свете происходящих социально-экономических процессов, получает особое значение. Перед теоретиками и практиками стоит задача улучшения профессиональной подготовки будущих специалистов, выявление условий повышения качества образования, среди которых важное место отводится формированию и развитию мотивации учения.
Таким образом, изучение проблемы повышения интереса к высшей математике, проведённое в диссертационном исследовании, обусловлено практическими запросами вузовской образовательной системы в современных условиях, В связи с этим следует отметить, что цель и поставленные задачи исследования были достигнуты и решены, что позволило сформулировать полученные теоретические выводы:
1. Анализ литературы позволил сделать вывод о том, что формирование мотивации обучения - это сложный процесс, который требует перестройки структуры преподавания и учения. Рассмотрение проблемы выявило, что при выборе средств и приёмов побуждающего воздействия нужно учитывать структуру учебной мотивации; специфику мотивации обучающихся относительно самого предмета; а также возрастные особенности студентов и доминирующие мотивы, характерные для этого возраста.
2. На основе анализа литературы по проблеме исследования выявлены и обоснованы возможности метода математического моделирования как средства повышения качества математической подготовки и уровня учебной мотивации студентов технического профиля: 1) целенаправленное обучение методу математического моделирования и использование его в курсе высшей математики меняет характер учения, делая его сознательным и осмысленным для студента; 2) математическое моделирование является общим способом решения различных задач, повышая тем самым эффективность и качество усвоения теоретических знаний; 3) студенты, усвоившие метод математического моделирования, успешно решают учебные прикладные и профессионально-ориентированные задачи; 4) модельный подход к решению задач помогает повысить эффективность внутрипредметных и межпредметных связей.
3. В результате констатирующего этапа исследования выявлено, что проблему создания учебной мотивации студентов в ходе изучения высшей математики трудно решить при традиционной системе обучения.
4. В рамках программы применения математического моделирования при изучении высшей математики разработан методический проект по теме «Определенный интеграл», в процессе реализации которого главное внимание сосредоточено на обучении методу моделирования и его применении при решении прикладных и профессионально-ориентированных задач. В работе представлены конспекты занятий по курсу и варианты итогового контроля. Экспериментально проверена эффективность использования разработанной программы в процессе обучения высшей математике студентов-бакалавров технического профиля.
Результаты проведённого эксперимента позволяют признать правильность исходной гипотезы исследования и эффективность разработанного курса. В экспериментальной группе выявлен более высокий рост уровня внутренней мотивации по сравнению с контрольной группой. Кроме того, в экспериментальной группе наблюдается рост в качестве усвоения математического содержания и способности применения математических знаний при решении задач.
Таким образом, гипотеза исследования нашла своё подтверждение и можно утверждать, что использование математического моделирования в качестве стержневого элемента математической подготовки способствует формированию совокупности мотивов, которые, синтезируясь, влияют на повышение положительной мотивации к обучению высшей математики.
Таким образом, изучение проблемы повышения интереса к высшей математике, проведённое в диссертационном исследовании, обусловлено практическими запросами вузовской образовательной системы в современных условиях, В связи с этим следует отметить, что цель и поставленные задачи исследования были достигнуты и решены, что позволило сформулировать полученные теоретические выводы:
1. Анализ литературы позволил сделать вывод о том, что формирование мотивации обучения - это сложный процесс, который требует перестройки структуры преподавания и учения. Рассмотрение проблемы выявило, что при выборе средств и приёмов побуждающего воздействия нужно учитывать структуру учебной мотивации; специфику мотивации обучающихся относительно самого предмета; а также возрастные особенности студентов и доминирующие мотивы, характерные для этого возраста.
2. На основе анализа литературы по проблеме исследования выявлены и обоснованы возможности метода математического моделирования как средства повышения качества математической подготовки и уровня учебной мотивации студентов технического профиля: 1) целенаправленное обучение методу математического моделирования и использование его в курсе высшей математики меняет характер учения, делая его сознательным и осмысленным для студента; 2) математическое моделирование является общим способом решения различных задач, повышая тем самым эффективность и качество усвоения теоретических знаний; 3) студенты, усвоившие метод математического моделирования, успешно решают учебные прикладные и профессионально-ориентированные задачи; 4) модельный подход к решению задач помогает повысить эффективность внутрипредметных и межпредметных связей.
3. В результате констатирующего этапа исследования выявлено, что проблему создания учебной мотивации студентов в ходе изучения высшей математики трудно решить при традиционной системе обучения.
4. В рамках программы применения математического моделирования при изучении высшей математики разработан методический проект по теме «Определенный интеграл», в процессе реализации которого главное внимание сосредоточено на обучении методу моделирования и его применении при решении прикладных и профессионально-ориентированных задач. В работе представлены конспекты занятий по курсу и варианты итогового контроля. Экспериментально проверена эффективность использования разработанной программы в процессе обучения высшей математике студентов-бакалавров технического профиля.
Результаты проведённого эксперимента позволяют признать правильность исходной гипотезы исследования и эффективность разработанного курса. В экспериментальной группе выявлен более высокий рост уровня внутренней мотивации по сравнению с контрольной группой. Кроме того, в экспериментальной группе наблюдается рост в качестве усвоения математического содержания и способности применения математических знаний при решении задач.
Таким образом, гипотеза исследования нашла своё подтверждение и можно утверждать, что использование математического моделирования в качестве стержневого элемента математической подготовки способствует формированию совокупности мотивов, которые, синтезируясь, влияют на повышение положительной мотивации к обучению высшей математики.
Подобные работы
- СОДЕРЖАНИЕ И СРЕДСТВА ФОРМИРОВАНИЯ ПРИЕМОВ САМООБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ БАКАЛАВРОВ ПРИ ОБУЧЕНИИ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКЕ В ВУЗЕ
Магистерская диссертация, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4930 р. Год сдачи: 2019 - Реализация междисциплинарных связей математики и профессиональных дисциплин при обучении студентов компьютерному моделированию
Магистерская диссертация, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2016 - УЧЕБНАЯ ДЕЛОВАЯ ИГРА В ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ВУЗОВ
Диссертации (РГБ), педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 500 р. Год сдачи: 2003 - КОМПЬЮТЕРНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ УЧЕБНО-ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ ВУЗА
Магистерская диссертация, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4865 р. Год сдачи: 2018 - Математическое моделирование самоорганизующихся экономических процессов
Диссертации (РГБ), математические методы в экономике. Язык работы: Русский. Цена: 470 р. Год сдачи: 2005 - Совершенствование системы планирования и управления финансами, разработка единой информационно-математической модели принятия обоснованных решений
Дипломные работы, ВКР, экономика. Язык работы: Русский. Цена: 6300 р. Год сдачи: 2018 - Электронно-образовательные контенты как средство реализации дополнительного математического образования школьников
Диссертации (РГБ), педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4200 р. Год сдачи: 2021 - ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ МЫСЛИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ У ДОШКОЛЬНИКОВ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
Дипломные работы, ВКР, психология. Язык работы: Русский. Цена: 6300 р. Год сдачи: 2018 - АКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ
Дипломные работы, ВКР, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 6100 р. Год сдачи: 2017
Заказать работу
Заявка на оценку стоимости
Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы
Каталог работ (130502)
- Бакалаврская работа (31388)
- Диссертация (960)
- Магистерская диссертация (18319)
- Дипломные работы, ВКР (53194)
- Главы к дипломным работам (2108)
- Курсовые работы (9669)
- Контрольные работы (6188)
- Отчеты по практике (1308)
- Рефераты (1450)
- Задачи, тесты, ПТК (616)
- Ответы на вопросы (154)
- Статьи, Эссе, Сочинения (911)
- Бизнес-планы (49)
- Презентации (101)
- РГР (84)
- Авторефераты (РГБ) (1691)
- Диссертации (РГБ) (1879)
- Прочее (433)
Новости
06.01.2018
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
Помощь в выполнении учебных и научных работ на заказ ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ
дальше»» Все новости
Статьи
- Где лучше заказывать диссертации и дипломные?
- Выполнение научных статей
- Подготовка диссертаций
- Подводные камни при написании магистерской работы
- Помощь в выполнении дипломных работ
»» Все статьи
Заказать работу
Заявка на оценку стоимости
Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы
