Введение 3
Глава 1. Особенности технологии проектного обучения 5
1.1. Характеристика технологии проектного обучения 5
1.2. Организация технологии проектного обучения в школе 8
Глава 2. Использование технологии проектного обучения в рамках преподавания элективного курса «Познакомьтесь с топологией» 13
2.1. Структура элективного курса «Познакомьтесь с топологией» 13
2.2. Теоретические основы элективного курса 16
2.3. Использование технологии проектного обучения в ходе опытно¬
экспериментального преподавания элективного курса 40
Заключение 63
Список использованной литературы 65
Приложения
Элементы общей топологии в явном виде не изучаются в курсе школьной математики, но учащиеся, начиная с седьмого класса, оперируют такими топологическими понятиями, как внутренняя, внешняя и граничная точки множества; линия, поверхность, внутренняя и внешняя области, граница; знакомятся с основной теоремой топологии, которая связывает число вершин, ребер и граней выпуклого многогранника.
Топологические представления человека являются первичными и закладывают основу в восприятие окружающих объектов (например, геометрических фигур), а метрические и проективные представления возникают и развиваются на уже сформированной базе из топологических представлений. Таким образом, необходимо строить образовательную систему в соответствии с уровнем развития пространственных представлений учащихся.
Изучение топологии способствует развитию пространственного мышления, эффективно влияет на развитие творческих способностей школьников, показывает содержательную связь с историей развития науки.
Цель работы - разработать элективный курс по топологии и использовать технологию проектного обучения для его преподавания в основной школе.
Задачи:
• Изучить методическую литературу по темам: «Проектная деятельность», «Технология проектного обучения», «Метод проектов».
• Разработать конспекты занятий элективного курса «Познакомьтесь с топологией».
• Осуществить опытно-экспериментальное преподавание разработанного элективного курса с помощью технологии проектного обучения .
• Проанализировать результаты опытно-экспериментального преподавания курса.
Актуальность выбранной темы заключается в необходимости знакомства школьников с современным разделом математики, а также связана с высокой образовательной эффективностью использования проектной технологии, позволяющей построить занятия, нацеленные на самостоятельное или групповое добывание знаний и применение этих знаний на практике.
Объектом исследования является процесс преподавания элементов общей топологии в основной школе.
Предмет исследования - технология проектного обучения.
Гипотеза: вовлечение учащихся в проектную деятельность позволяет им лучше понять основные топологические понятия и вызывает интерес при их изучении.
Первая глава содержит анализ литературы, посвященной технологии проектного обучения; представлены различные подходы к толкованию основных понятий: «Проект», «Метод проектов», «Технология проектного обучения». Рассмотрены этапы организации проектной деятельности.
Во второй главе представлена структура разработанного элективного курса «Познакомьтесь с топологией»; подобран теоретический материал для разработки занятий данного элективного курса. Приводятся результаты опытно-экспериментального преподавания данного элективного курса в школе; проведен их анализ.
В приложениях содержатся конспекты занятий элективного курса для 5-7 и 9 классов; конспекты занятий «Топологическая мозаика» и «Топологический треугольник»; тексты опросников; примеры буклетов школьников и шаблон буклета «Топологический треугольник»; критерии оценивания продуктов деятельности.
Цель выпускной квалификационной работы - разработать элективный курс по топологии и использовать технологию проектного обучения для его преподавания в основной школе - достигнута. Было выявлено, что технология проектного обучения является удачной для преподавания элементов общей топологии и привлекательной для студентов и школьников. При создании продуктов проектной деятельности учащиеся осваивают основные топологические понятия: непрерывность, двумерные многообразия, ориентируемостьнеориентируемость, связность, открытостьзамкнутость и пр.
Совмещение математической строгости изложения материала с математической красотой и занимательностью способствует формированию культуры мышления учеников. Применение технологии проектного обучения предоставляет учащимся свободу выбора, развивает их способность работать в группе, повышает уровень исследовательской культуры учеников, способствует развитию их самостоятельности и конкурентоспособности для дальнейшего продуктивного участия в жизни общества.
Результаты исследования были представлены на следующих международных и всероссийских научных конференциях и конкурсах:
1. Молодёжная научно-практическая конференция ПсковГУ «Молодежь - науке», 2019, Псков (1 место).
2. Международный конкурс «Качество образования 2018», Москва (1 место).
3. Молодежная научно-практическая конференция ПсковГУ «Физика. Математика. Информатика. Образование», секция «Математика в вузе и школе», 2018, Псков (3 место).
4. Всероссийская студенческая олимпиада «Я - профессионал», 2019 (призёр)
5. Международная научно-методическая конференция «Современные проблемы обучения математике в школе и вузе», 2018, Псков.
6. Конгресс молодых ученых, доклад «Использование технологии проектного обучения для развития ключевых компетенций учащихся», 2019, Санкт-Петербург
7. Онлайн-конкурс «MAXIMUM для преподавателей», 2019.
По результатам исследования были сделаны следующие публикации:
1. Нахождение хроматического числа некоторых двумерных топологических многообразий // XII Машеровские чтения : материалы международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, 19 октября 2018 г. / Витеб. Гос. Ун-т ; редкол.: И.М. Прищепа (гл. Ред.) - Витебск : ВГУ имени П.М. Машерова, 2018. - 354 с. - С. 25-27.
2. Хроматическое число некоторых топологических многообразий // Молодежь - науке. 2018. Материалы молодежных научно-практических кон-ференций ПсковГУ по итогам научно-исследовательской работы в 2017/2018 уч.г. Т. VIII. - Псков : Псковгу, 2018 - С. 100-102.
3. Использование технологии проектного обучения для развития ключевых компетенций учащихся // Сборник тезисов докладов Конгресса молодых ученых. Электронное издание. - [2019, электронный ресурс]. - Режим до-ступа:https://kmu.Itmo.Ru/digests/article/2333,своб.
4. Применение технологии проектного обучения при изучении элементов общей топологии // Вестник ПсковГУ. Серия «Физико-математические науки». 2019. Вып. 14. (сдано в печать)
5. Современные проблемы обучения математике в школе и вузе: Мате-риалы Международной научно-методической конференции. 4-6 октября 2018 г. В 2-х томах. Том I. Псков: Псковский государственный университет, 2019. - С. 114-119. (сдано в печать)
6. Использование технологии проектного обучения для изучения элементов общей топологии // Молодежь - науке. 2019. Материалы молодежных научно-практических конференций ПсковГУ по итогам научно-исследовательской работы в 2018/2019 уч. г. (сдано в печать)
1. Александров, П. С. Введение в теорию множеств и общую топологию [Текст] / П. С. Александров. - М. : Наука, 1977. - 368 с.
2. Атанасян, Л. С. Геометрия : в 2 ч. [Текст] / Л. С. Атанасян, В. Т. Базылев. - М. : Просвещение, 1987. - 2 ч. - 352 с.
3. Бишоп, Р. Геометрия многообразий [Текст] / Р. Бишоп, Р. Криттенден. - М. : Мир, 1967. - 336 с.
4. Болтянский В. Г. Наглядная топология [Текст] / В. Г. Болтянский, В. А. Ефремович. - М. : Наука, 1975. - 160 с.
5. Борисович, Ю. Г. Введение в топологию : учеб. Пособие [Текст] / Ю. Г. Борисович, Н. М. Близняков, Я. А. Израилевич, Т.Н. Фоменко. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Ленанд, 2015. - 448 с.
6. Бурлакова, И. В. Организация проектно-исследовательской деятельности обучающихся в условиях учреждения дополнительного образования : (семинар-практикум) [Текст] // Воспитание школьников. — 2017. - № 1.-С. 41-46.
7. Вернер, А. Л. Геометрия : учеб. пособие для физ. -мат. факульт. пед. институтов : в 2 ч. [Текст] / А. Л. Вернер, Б. Е. Кантор, С. А. Франгулов.
- СПб. : Специальная литература, 1997. - 2 ч.
8. Ганиева, Э. А. Руководство проектно-исследовательской деятельностью обучающихся в рамках реализации ФГОС основного общего образования [Текст] // Воспитание школьников. - 2017 . - № 7. - С. 47-50.
9. Гарднер, М. Математические чудеса и тайны [Текст] / М. Гарднер. - М. : Наука, 1978. - 128 с.
10. Годеман, Р. Алгебраическая топология и теория пучков [Текст] / Р. Годеман. М. : ИЛ, 1961. - 323 с.
11. Григорьев, В. А. Проблема четырех красок решена [Текст] // Техника - молодёжи. - 1977. - №3. - С. 38.
12. Долженков В. А. Элементы общей топологии : учеб.-метод. пособие [Текст] / В. А. Долженков, Е. Г. Соловьева, И. В. Горчинский. - Курск : КГУ, 2006. - 63 с.
13. Загрекова Л.В. Теория и технология обучения : учеб. пособие для студентов педвузов [Текст] / Л.В. Загрекова, В.В. Николина. - М.: Высшая школа, 2004. - 157 с.
14. Игнатьев, Е. И. В царстве смекалки [Текст] / Е. И. Игнатьев. - 2-е изд. - М. : Наука, 1979. - 208 с.
15. Казун, А. П., Пастухова, Л. С. Практики применения проектного метода обучения: опыт разных стран [Текст] // Образование и наука. - 2018. - № 2. - С. 32-59.
16. Карпов, А. О. Метод научных исследований vs метод проектов [Текст] // Педагогика. - 2012 . - №7 . - С. 14-25.
17. Келли, Дж. Л. Общая топология [Текст] / Дж. Л. Келли. - М. : Наука, 1968 - 384 с.
18. Колеченко, А. К. Энциклопедия педагогических технологий: Материалы для специалистов образовательных учреждений [Текст] / А. К. Колеченко. - СПб: КАРО, 2001. - 368 с.
19. Кузнецова, Е. В. Федеральный государственный образовательный
стандарт и индивидуальный учебный проект [Электронный ресурс] // Современные наукоемкие технологии. - 2015. - № 12-1. - С. 103-107. -
Режим доступа: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=35218(дата обращения: 27.05.2019).
20. Лазарев, В. С. Метод проектов в образовании: новое понимание [Текст] // Народное образование. - 2012 . - №8 . - С. 203-211.
21. Линькова, Н. П. К вопросу о пространственном мышлении. Материалы сборника «Вопросы психологии способностей школьников». [Текст] / Н. П. Линькова. - М. : Наука, 1964. - 167 с.
22. Матяш, Н. В. Инновационные педагогические технологии. Проектное обучение : учебное пособие [Текст] / Н. В. Матяш. - 3-е изд. - М. : Изд-во "Академия", 2016. - 158 с.
23. Морозова, М. М. Метод проектов в истории отечественной и зарубежной педагогики [Электронный ресурс] // ИТС. - 2007. - №3-4. - Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/metod-proektov-v-istorii-
otechestvennoy-i-zarubezhnoy-pedagogiki (дата обращения: 24.05.2019).
24. Оре, О. Графы и их применение [Текст] / О. Оре. - М. : Мир, 1965. - 175 с.
25. Педагогические технологии: Учебное пособие для студентов пед. специальностей [Текст] / Под общей ред. В. С. Кукушина. - М. : МарТ, 2004. - 336 с.
26. Полат, Е. С. Педагогические технологии дистанционного обучения : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений [Текст] / [Е. С. Полат, М. В. Моисеева, А. Е. Петров и др.] ; под ред. Е. С. Полат . - М. : Академия, 2006. - 400 с.
27. Полат, Е. С. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования : учеб. пособие для студентов вузов [Текст] / Е. С. Полат, М. Ю. Бухаркина. - 2-е изд., стер. - М. : Академия, 2008 . - 364 с.
28. Рохлин, В. А. Начальный курс топологии : учеб. пособие [Текст] / В. А. Рохлин, Д. Б. Фукс. - М. : Наука, 1977. - 496 с.
29. Саркисян, А. А. Познакомьтесь с топологией [Текст] / А. А. Саркисян, Ю. М. Колягин. - М.: Просвещение, 1976. - 79 с.
30. Сартр, Ж. П. Проблемы метода [Текст] / Ж. П. Сартр. - М. : Прогресс, 1993. - 240 с.
31. Семенюк, Н. И. Технология проектной деятельности в школе как форма активизации деятельности всех субъектов образовательного процесса [Текст] // Управление современной школой. Завуч. - 2012. - №7. - С. 85-99.
32. Страхова, И. А. Проектная деятельность как один из способов формирования универсальных учебных действий [Текст] // Методист. - 2012.-№ 4. - С. 12-17.
33. Стюарт, Я. Топология [Текст] // Квант. - 1992. - № 7. - С. 28-30.
34. Телеман, К. Элементы топологии и дифференцируемые многообразия [Текст] / К. Телеман. - М. : Мир, 1967. - 392 с.
35. Тимченко, С., Лазичев, А., Гураков, А. Групповое проектное обучение [Текст] // Высшее образование в России. - 2007. - № 4. - С. 25-31.
36. Тютина, Е. А. Проектная работа как вид инновационного обучения. Опыт форума студенческого актива Московской области [Текст] // Преподавание истории в школе. - 2018. - № 5. - С. 87-89.
37. Франсис, Дж. Книжка с картинками по топологии [Текст] / Дж. Франсис. - М. : Мир, 1991. - 240 с.
38. Харари, Ф. Теория графов [Текст] / Ф. Харари. - М. : Мир, 1973.
- 301 с.
39. Хирцебрух, Ф. Топологические методы в алгебраической геометрии [Текст] / Ф. Хирцебрух. - М. : Мир, 1973. - 290 с.
40. Шашкин, Ю. А. Эйлерова характеристика [Текст] / Ю. А. Шашкин. - М. : Наука, 1984. - 96 с.
41. Виро, О. Я. Элементарная топология [Текст] / О. Я. Виро [и др.].
- 2-е изд., испр. - СПб. : СПГУ, 2007. - 431 с.
42. Энгелькинг, Р. Общая топология [Текст] / Р. Энгелькинг. - М. : Мир, 1986. - 752 с.