Основные компоненты математического образования выберите один ответ

Валуйский педагогический колледж

Методика преподавания математики в основной школе

Курс лекций

Часть I

Автор: Старокожева Е.И.

Валуйки 2008

Рекомендовано к изданию научно-методическим советом педагогического колледжа

Автор: Старокожева Е.И., преподаватель

методики математики ГОУ СПО

«Валуйский колледж»

Рецензент: Цецорина Т. А., доцент кафедры алгебры, теории чисел и геометрии БелГУ,

кандидат педагогических наук

Учебное пособие адресовано студентам и преподавателям математических и физико-математических специальностей педагогических колледжей. Оно имеет практическую ценность для учителей школ, лицеев, гимназий с целью повышения их профессионального мастерства и формирования творческого начала.

Валуйки 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЧАСТЬ I. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

МЕТОДИКИ МАТЕМАТИКИ

От автора

Одна из главных задач подготовки студентов к будущей профессиональной деятельности связана с формированием практических умений и навыков, составляющих основу технологии труда учителя. Настоящее учебное пособие ориентировано на творческое осмысление студентами теоретических знаний по методике преподавания математики.

Учебная дисциплина «Методика преподавания математики» относится к числу педагогических дисциплин и изучается студентами, уже получившими определенную философскую, педагогическую, психологическую, общедидактическую и математическую подготовку. Эти знания студентов систематически используются в курсе методики преподавания математики и находят свой выход в практике обучения школьников.

Значительное место в методическом пособии занимают вопросы, связанные с формированием творческого подхода к обучению математике, умением оценивать различные системы изложения материала с точки зрения педагогики, психологии, дидактики. Особое внимание в пособии уделяется рассмотрению вопросов по выработке профессиональных навыков и приемов работы, умению вести научно-исследовательскую деятельность, обращаться с техническими средствами обучения.

Пособие содержит теоретический материал по общим вопросам методики преподавания математики, материалы для внеаудиторной работы, вопросы для самопроверки, достаточный список литературы, который поможет приготовиться к семинарским занятиям по методике преподавания математики, к экзаменам, а также позволит студентам и учителям школ познакомиться с различными точками зрения по актуальным вопросам методики.

1.1. КУРС ЛЕКЦИЙ

Лекция 1

Тема: Предмет методики преподавания математики.

Цели: ознакомить студентов с понятиями: математика как наука, математика как учебный предмет, взаимосвязь методики математики с другими науками и др.

Вопросы:

  1. Математика как наука.

  2. Математика как учебный предмет.

  3. Предмет методики преподавания математики.

  4. Взаимосвязь методики преподавания математики и других областей знаний.

  5. Методы методики обучения математике.

  6. Противоречия процесса обучения математике.

  7. Проблемы преподавания математики.

МАТЕМАТИКА КАК НАУКА

Математика — слово, пришедшее к нам из Древней Греции: mathema переводится как «познание, наука». Математика — это наука о количест­венных отношениях и пространственных формах действительного мира.

Развитие науки и техники заставляет математику непрерывно рас­ширять представления о пространственных формах и количественных отношениях.

Математика изучает математические модели — логические структу­ры, у которых описан ряд отношений между их элементами.

Понятия математики отвлечены от конкретных явлений и предме­тов; они получены в результате абстрагирования от качественных осо­бенностей, специфических для данного круга явлений и предметов.

Математика возникла из практических нужд людей, ее связи с прак­тикой становятся все более и более многообразными и глубокими. Особенно велико значение математики в развитии современной физики, астрономии, химии. Значительное место занимает математика и в таких науках, как эконо­мика, биология, медицина.

В истории развития математики выделяют 4 периода. (Сообщение студента, учебник, с.6-9)

Период зарождения математики связан с практическими вычислениями и измерениями, с формированием понятия числа и фигуры. Изучаются простые геомет­рические фигуры, величины — длина, площадь, объем и т.д. Область применения математики — счет, торговля, земляные работы, астроно­мия, архитектура. Зарождающиеся математические знания представ­ляют собой правила для решения практических задач, установки или руководства к действию, которые не формулируются, а поясняются на частных примерах. Превращение математики в формализованную нау­ку с оформившимся дедуктивным методом построения произошло в Древней Греции. Начало греческой геометрии связывается с именем Фалеса Милетского.

Второй период — период элементарной математики (математики по­стоянных величин) — продолжался приблизительно до конца XVII в., когда довольно далеко зашло развитие новой — высшей математики.

Начало ему положили математики Древней Греции (VI — V вв. до н. э.). Этот период характеризуется тем, что математика выступает как само­стоятельная научная дисциплина, имеющая свой предмет (число, фи­гура) и свои методы исследования. Появилась новая математическая дисциплина — алгебра, имеющая специальную символику. Возникли знаменитые задачи древности — квадратура круга, трисекция угла, уд­воение куба, были построены первые иррациональные числа. Евклид в своих «Началах» заложил основы теории чисел. Архимед разработал методы нахождения площадей и объемов различных фигур и тел (в том числе площадей сегмента параболы, поверхности шара, объема сег­мента шара и параболоида). Диофант исследовал преимущественно решение уравнений в рациональных положительных числах. Написан первый систематический учебник геометрии.

Значительного развития математика достигла в древних Китае и Индии. Китайским математикам были свойственны высокая техника произведения вычислений и интерес к развитию общих алгебраиче­ских методов. Индийским математикам принадлежат заслуги введения десятичной нумерации, употребления нуля для обозначения отсутст­вия единиц данного разряда, а также и более широкого развития алгеб­ры, оперирующей не только положительными рациональными числа­ми, но и отрицательными и иррациональными числами.

Интенсивные торговые отношения между арабскими территория­ми привели к расцвету математики: впервые была изложена алгебра как самостоятельная наука; многие геометрические задачи получили алгебраическую формулировку; были введены в рассмотрение триго­нометрические функции, десятичные дроби, вычислено число п с сем­надцатью верными десятичными знаками.

Третий период — это период математики переменных величин (с XVII в. до середины XIX в.). Он характеризуется созданием и разви­тием математического анализа, изучением процессов в их движении, развитии.

Рассмотрение переменных величин и связей между ними привело к понятиям функции, производной и интеграла, к возникновению но­вой математической дисциплины — математического анализа. Введе­ние и систематическое употребление координат дало универсальный метод перевода задач геометрии на язык алгебры и анализа, в результа­те чего возникли новые ветви геометрии — аналитическая геометрия, дифференциальная геометрия. Методы математического анализа, в особенности дифференциальные уравнения, стали основой матема­тического описания законов механики и физики, а также технических процессов; с ними неразрывно связан прогресс естествознания и тех­ники. Под влиянием математического анализа складываются новые области в смежных дисциплинах — аналитическая механика, матема­тическая физика и т.д. Широкое применение в приложениях матема­тики получило вариационное исчисление.

Четвертый период — это период создания математики переменных отношений (XIX —XX вв.). Он характеризуется возникновением и раз­витием математического анализа, изучением процессов в их движе­нии, развитии. Широко используется метод моделирования. Возникли различные разделы математики. Основная черта данного периода — это интерес к критическому пересмотру ряда вопросов обоснования математики.

Крупнейшими событиями, в значительной мере послужившими началу больших сдвигов в понимании всей структуры математики, явились исследования российского ученого Н.И. Лобачевского. Даль­нейшие исследования по основаниям геометрии привели к формули­ровке полного списка аксиом геометрии, созданию общего понятия пространства, элементами которого могут быть объекты любой приро­ды. Изучение наиболее общих свойств геометрических фигур и про­странств, интерес к которому был вызван развитием неевклидовых геометрий, привел к созданию новой области математики — тополо­гии.

В XIX в. происходит новое значительное расширение области при­ложений математического анализа. В качестве основного аппарата возникших в XIX в. областей механики (механики непрерывных сред, баллистики) и физики (электродинамики, теории магнетизма, термо­динамики) усиленно развивается теория дифференциальных уравне­ний, в особенности дифференциальных уравнений с частными произ­водными. В XVIII в. были решены отдельные уравнения такого вида.

Общие методы начали развиваться лишь в XIX в. и продолжают разви­ваться сейчас в связи с задачами физики и механики.

Возникли новые ветви математики: вычислительная математика, математическая логика, теория вероятности.

Математика находится в непрерывном развитии, что обусловлено, во-первых, потребностями жизненной практики, а во-вторых — внут­ренними потребностями становления математики как науки. Матема­тика оказывает существенное влияние на развитие техники, экономи­ки и управления производством. «Математизация» различных облас­тей знаний, проникновение математических методов во многие сферы практической деятельности человека, быстрый рост вычислительной техники — все это повлекло за собой создание целого ряда математиче­ских дисциплин: теории игр, теории информации, математической статистики, теории вероятности и т.д.

МАТЕМАТИКА КАК УЧЕБНЫЙ ПРЕДМЕТ

В школьный курс математики должна быть отобрана та часть матема­тических знаний (обязательная), которая даст общее представление о науке, поможет овладеть математическими методами и будет способство­вать необходимому развитию математического мышления у школьников.

Содержание учебного предмета математики меняется со временем в связи с расширением целей образования, появлением новых требова­ний к школьной подготовке, изменением стандартов образования.

Математика как учебный предмет в школе представляет собой эле­менты арифметики, алгебры, начал математического анализа, евкли­довой геометрии плоскости и пространства, аналитической геометрии, тригонометрии.

Обучение учащихся математике направлено: на овладение ими сис­темой математических знаний, умений и навыков, необходимых для дальнейшего изучения математики и смежных учебных предметов решения практических задач; на развитие логического мышления пространственного воображения, устной и письменной математической речи; на формирование навыков вычислений, алгебраических преобразований, решения уравнений и неравенств, а также инстру­ментальных и графических навыков.

От математики как науки математика как учебный предмет отлича­ется не только объемом, системой и глубиной изложения, но и при­кладной направленностью изучаемых вопросов.

Учебный курс математики постоянно оказывается перед необходи­мостью преодолевать противоречие между математикой — развиваю­щейся наукой — и стабильным ядром математики — учебным предме­том. Развитие науки требует непрерывного обновления содержания математического образования, сближения учебного предмета с нау­кой, соответствия его содержания социальному заказу общества.

Для современного этапа развития математики как учебного предме­та характерны:

— жесткий отбор основ содержания;

— четкое определение конкретных целей обучения, межпредметных связей, требований к математической подготовке учащихся на каждом этапе обучения;

— усиление воспитывающей и развивающей роли математики, ее связи с жизнью;

— систематическое формирование интереса учащихся к предмету и его приложениям.

Дальнейшее совершенствование содержания школьного матема­тического образования связано с требованиями, которые предъявляет к математическим знаниям учащихся практика, — промышленность, производство, военное дело, сельское хозяйство, социальное переуст­ройство.

ПРЕДМЕТ МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ МАТЕМАТИКИ

Слово методика в переводе с древнегреческого означает способ по­знания, путь исследования. Метод — это путь достижения какой-либо цели, решения конкретной учебной задачи.

Существуют разные точки зрения на содержание понятия мето­дика. Приведем несколько определе­ний:

— методика преподавания математики — наука о математике как учебном предмете и закономерностях процесса обучения математике учащихся различных возрастных групп и способностей;

— методика обучения математике — это педагогическая наука о за­дачах, содержании и методах обучения математике. Она изучает и ис­следует процесс обучения математике в целях повышения его эффек­тивности и качества. Методика обучения математике рассматривает вопрос о том, как надо преподавать математику;

— методика преподавания математики — раздел педагогики, исследующий закономерности обучения математике на определенном уров­не ее развития в соответствии с целями обучения подрастающего поко­ления, поставленными обществом. Методика обучения математике призвана исследовать проблемы математического образования, обуче­ния математике и математического воспитания.

Цель методики обучения математике заключается в исследовании ос­новных компонентов системы обучения математике в школе и связей между ними. Под основными компонентами понимают цели, содержа­ние, методы, формы и средства обучения математике.

Предметом методики обучения математике являются цели и содержа­ние математического образования, методы, средства и формы обуче­ния математике.

На функционирование системы обучения математике оказывает влияние ряд факторов: общие цели образования, гуманизация и гуманитаризация образования, развитие математики как науки, приклад­ная и практическая направленность математики, новые образователь­ные идеи и технологии, результаты исследований в психологии, дидактике, логике и т.д.

Основными задачами методики преподавания математики явля­ются:

— определение конкретных целей изучения математики по клас­сам, темам, урокам;

— отбор содержания учебного предмета в соответствии с целями и познавательными возможностями учащихся;

— разработка наиболее рациональных методов и организацион­ных форм обучения, направленных на достижение поставленных це­лей;

— выбор необходимых средств обучения и разработка методики их применения в практике работы учителя математики.

Методика преподавания математики призвана дать ответы на три вопроса: Зачем надо учить математике? Что надо изучать? Как надо обучать математике?

Предусмотренное программой содержание школьного математиче­ского образования, несмотря на происходящие в нем изменения, в те­чение достаточно длительного времени сохраняет свое основное ядро. Такая устойчивость основного содержания программы объясняется тем, что математика, приобретая в своем развитии много нового, со­храняет и все ранее накопленные научные знания, не отбрасывая их как устаревшие и ставшие ненужными. Каждый раздел, вошедший в это ядро, имеет свою историю развития как предмет изучения в сред­ней школе. Вопросы изучения подробно рассматриваются в специаль­ной методике преподавания математики.

Выделенное ядро школьного курса математики составляет основу его базисной программы, которая является исходным документом для разработки тематических программ. В тематической программе для средней школы, кроме распределения учебного материала по классам, излагаются требования к знаниям, умениям и навыкам уча­щихся, раскрываются межпредметные связи, даются примерные нор­мы оценок.

ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ МАТЕМАТИКИ И ДРУГИХ ОБЛАСТЕЙ ЗНАНИЙ

Методика обучения математике связана с такими науками, как фи­лософия, психология, педагогика, логика, информатика, история ма­тематики и математического образования, физиология человека, и прежде всего с математикой — ее базовой дисциплиной. Цель методики — отобрать основные данные математической науки и, дидактически обработав и адаптировав их, включить в содержание школьных курсов математики.

Философия разрабатывает методы познания, которые используют­ся в педагогических, методических исследованиях и в обучении мате­матике: системный подход (компоненты методики преподавания ма­тематики и их взаимосвязь); методы научного познания (аналогия, обобщение, конкретизация, абстрагирование и т. д.); философские за­коны; диалектический метод познания.

Логика исследует законы «правильного» мышления. Такие понятия, как выражение, теорема, доказательство, уравнение, правило вывода, являются логическими понятиями. Доказательства математических ут­верждений базируются на логических действиях. Формирование мате­матических понятий осуществляется на основе логических законов.

Методика преподавания математики тесно связана с педагогикой, в частности с дидактикой. В дидактике основным отношением, ха­рактеризующим обучение, является «преподавание — учение», в ме­тодике — «преподавание — учебный материал — учение». Педагогика определяет методы обучения, цели воспитания, методы научного ис­следования. Взяв за основу эти методы и цели из педагогики, методи­ка вносит как в учебный процесс, так и в научные исследования свое конкретное математическое содержание.

Методика обучения математике ориентируется на особенности уча­щихся определенных возрастных групп с использованием закономер­ностей индивидуальных особенностей школьников в определенном возрасте (память, мышление, внимание и т. д.). Влияние психологии на методику обучения математике усиливается в связи с внедрением личностно ориентированного образования, характеризующегося усиле­нием внимания к ученику, его саморазвитию, самопознанию, к воспи­танию умения искать и находить свое место в жизни.

Методика обучения математике связана с историей математики. Она обращает внимание учителя на трудности, с которыми он может встре­титься при изучении школьного курса математики, придает математи­ческим знаниям личностно значимый характер.

Информатика — наука, изучающая проблемы получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации. В последнее время, в связи с развитием информатики, усиливается ее влияние на методику обучения математике: формируется определенный стиль мышления, связанный с использованием компьютера, кодированием информации; применяются информационные технологии, ориенти­рованные на повышение эффективности обучения математике.

Методика обучения математике не может не учитывать данных фи­зиологии, особенно в исследованиях, например, при изучении рефлек­сов, связанных с сигналами, поступающими как от материальных предметов и явлений, так и от слов, символов, знаков.

МЕТОДЫ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ

Для решения проблем методического характера используют сле­дующие методы: эксперимент; изучение и использование отечествен­ного и зарубежного опыта обучения учащихся; анкетирование, беседы с учителями и учащимися; анализ; синтез, моделирование, ранжирова­ние, шкалирование и т.д.

Для доказательства предполагаемых суждений в методике обучения математике используют эксперимент — организуемое обучение с целью проверки гипотезы, фиксации реального уровня знаний, умений, на­выков, развития ученика, сравнения результативности предлагаемых методик и традиционно используемых, обоснования различных утвер­ждений. На этапе обоснования гипотезы используют констатирующий эксперимент, позволяющий выявить состояние объекта исследования или проверить предположение, а также уточнить отдельные факты. В процессе проверки гипотезы проводят обучающий (поисковый, форми­рующий) эксперимент, который проводится с целью выявить эффек­тивность разработанной методики. Отбираются экспериментальные и контрольные классы. В контрольных классах обучение ведется по тра­диционной схеме, а в экспериментальных — по разработанной иссле­дователем модели или схеме. В организации эксперимента использу­ются: наблюдение, анкетирование, качественный и количественный анализ результатов обучения.

Качественный анализ результатов исследования осуществляется с помощью контрольных работ, тестирования школьников, а количест­венный — по результатам статистической обработки контрольных ра­бот, тестов.

ПРОТИВОРЕЧИЯ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ

Российской школой накоплен огромный опыт активизации обуче­ния школьников. Однако проблема воспитания творческой активно­сти школьников до сих пор не теряет своей актуальности. Ее решение связано с преодолением присущих процессу обучения противоречий:

— между объемом и содержанием учебного материала, которые же­стко определены программой, и естественным стремлением творчески работающего учителя выйти за ее границы, рассмотреть тот или иной вопрос в трактовке, отличной от принятой в учебнике;

— между экономичностью (проявляющейся в сообщении учащим­ся готовых знаний и приводящих часто к формальному их усвоению) и неэкономичностью во времени индуктивных методов (широко ис­пользуемых в проблемном обучении и активизирующих самостоятель­ную познавательную деятельность школьников);

— между повседневной коллективной учебной работой школьни­ков и индивидуальными особенностями усвоения ими знаний, форми­рования их умений и навыков, их темпом и характером работы;

— между массовостью школьного математического образования, неизбежно приводящей к известной стандартизации, и подчеркнуто индивидуальным характером познания (выход из этого противоречия вдифференциации обучения на основе вариативности образования и обучения);

— между развитием математики и методикой преподавания матема­тики: если математика развивается необычайно быстро, приобретая все новые и новые знания, находящие свое отражение в школьных кур­сах, то методика преподавания математики, особенно в условиях мас­сового обучения, развивается намного медленнее.

ПРОБЛЕМЫ ПРЕПОДАВАНИЯ МАТЕМАТИКИ

Актуальными для методики преподавания математики являются следующие проблемы:

стандартизация образования;

дифференциация содержания образования;

методическое обеспечение преподавания математики в связи с постоянным обновлением содержания школьного математического образования;

нарушение межпредметных связей;

несовершенная система контроля и оценки знаний учащихся при обучении математике;

кадровое обеспечение учебного процесса;

региональные особенности математического образования и др.

Вопросы для самопроверки

  1. Охарактеризуйте содержание понятий: обучение, процесс обучения, учебный про­цесс, образование, воспитание.

  2. Рассмотрите основные этапы развития математики как науки.

  3. Раскройте взаимосвязь и соотношение математики как науки и как учебного пред­мета в истории развития математики.

  4. Назовите факторы, влияющие на формирование системы обучения математике, рас­кройте их содержание.

  5. Назовите компоненты внешней среды системы обучения математике, раскройте их содержание.

  6. Сформулируйте цели и задачи методики преподавания математики, раскройте их содержание.

  7. Покажите связь методики обучения математике с философией, педагогикой, мате­матикой и историей математики, физиологией, информатикой.

  8. Охарактеризуйте методы исследования в методике обучения математике. В чем суть деятельностного подхода в обучении математике?

  9. Каковы основные противоречия процесса обучения математике?

  10. Перечислите актуальные проблемы методики преподавания математики и раскрой­те их содержание.

Лекция 2

Тема: Цели и содержание обучения математике.

Цели: ознакомить студентов с понятиями: современное математическое образование, рассмотреть цели и функции обучения математике и содержание математического образования.

Вопросы:

  1. Современное школьное математическое образование.

  2. Цели обучения математике.

  3. Функции обучения математике.

  4. Гуманизация и гуманитаризация математического образования.

  5. Содержание математического образования.

СОВРЕМЕННОЕ ШКОЛЬНОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Образование — это организованный процесс постоянной передачи предшествующими поколениями последующим социально значимого опыта. Это понятие используется в философии, психологии, педагогической науке и в практике школьного обучения. Современное образование характеризуется усилением внимания к ученику, к его саморазвитию и самопознанию, общечеловеческим знаниям, обращенность ученика к окружающему миру и себе, к воспитанию умения искать находить свое место в жизни.

Математическое образование — процесс и результат овладения учащимися системой математических знаний, познавательных умений и навыков, формирования на этой основе мировоззрения, нравственных и других качеств личности, развития ее творческих сил и способностей.

Образование рассматривается в двух аспектах:

социальном (отражающем требования общества к образованию);

личностном (определяющем цели образования для каждой личности индивидуально).

Образованную личность характеризуют: определенность, широта и гибкость мышления; умение ориентироваться в широком круге проблем и желание решать их; разнообразие потребностей; способность прогнозировать развитие событий и моделировать свою деятельность; высокая работоспособность и т.д. Основной целью математического образования является воспитание у школьников умения рассматривать явления реального мира с математической точки зрения, видеть практическую направленность математики и ее приложений.

Основами современной перестройки системы математического образования являются:

  • демократизация (обеспечение права каждому ученику на получение полноценного математического образования);

  • гласность (наличие открытой и полной информации о состоянии преподавания и результативности обучения математике);

  • децентрализация (право регионов и школ на выбор программ, учебных пособий, на самостоятельное решение проблемматематического образования);

  • реализм (реальная политика в области математического образования).

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ

Цели образования — один из определяющих компонентов педаго­гической системы. Они зависят от современных условий, социального заказа общества на образование граждан.

Основные цели обучения математике (в широком смысле):

• овладение всеми учащимися элементами мышления и деятельности, которые наиболее ярко проявляются в математической ветви человеческой культуры и которые необходимы каждому для полноценного развития в современном обществе;

• создание условий для зарождения интереса к математике и развития математических способностей одаренных школьников.

Соответственно целям обучения выделяются уровни обучения математике:

1 — общекультурный;

2 — общеобразовательный;

3 — творческий.

Цели обучения математике (в узком смысле):

общеобразовательные: овладение учащимися системой математиче­ских знаний, умений и навыков, дающей представление о предмете ма­тематики, о математических приемах и методах познания, применяе­мых в математике;

воспитательные: воспитание активности, самостоятельности, от­ветственности; нравственности, культуры общения; эстетической культуры, графической культуры школьников;

развивающие: формирование мировоззрения учащихся, логической и эвристической составляющих мышления, алгоритмического мыш­ления; развитие пространственного воображения.

Достижение целей обучения математике определяется функциями обучения математике.

ФУНКЦИИ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ

Обучение математике включает функции: образовательную, воспи­тательную и развивающую, а также: информационную, эвристическую, прогностическую, эстетическую, практическую, контрольно- оценочную, корректирующую и интегрирующую.

Образовательная функция предполагает овладение школьниками системой математических знаний, дающей представление о предмете математики, ее методах и приложениях. Образовательная функция во многом обусловливает развитие мировоззрения школьников, которое представляет собой синтез знаний, умений и убеждений.

Воспитательная функция характеризуется формированием интереса к изучению математики, развитием устойчивой мотивации к учебной деятельности.

Развивающая функция заключается в формировании познавательных психических процессов и свойств личности, таких как внимание, память, мышление, познавательная активность и самостоятельность, способности, а также в формировании логических приемов мыслительной деятельности (анализа, синтеза, обобщения, абстрагирования и т. п.), общеучебных приемов.

Информационная функция заключается в том, что в процессе обучения ученик знакомится с историей возникновения математических идей, их развитием, биографией ученых, разными точками зрения на те или иные концепции. В процессе обучения математике ученик получает достаточно большой объем информации, знакомится с различными приложениями математики, новыми открытиями в области математики.

Эвристическая функция предполагает создание учителем в процессе обучения условий, которые обеспечивают развитие способностей ребенка. К эвристической функции обучения относится применение учителем эвристических приемов и методов в обучении математике, умение применять их в различных конкретных ситуациях.

Прогностическая функция математики ориентирована на формирование у школьников прогностических умений: обнаруживать нерешенные проблемы, выдвигать гипотезы, видеть альтернативное решение проблем и др.

Эстетическая функция предусматривает приобщение школьников к красоте, воспитание у них эстетических вкусов. Учебный материал должен быть изложен логически последовательно, системно и привлекательно.

Практическая функция заключается в ориентации обучения на решение задач, на формирование умения математически исследовать явления реального мира, на практическую направленность учебного материала. Изначальным стимулом развития математического знания является потребность в решении конкретных практических задач.

Контрольно-оценочная функция предполагает осуществление контроля, коррекции, оценки знаний и умений школьников. Сегодня в школах с этой целью проводят тестирования.

Корректирующая функция понимается как корректировка инфор­мации, получаемой учащимися. Значение и сущность информации, полученной из различных источников, может быть различной. Учи­тель должен предлагать учащимся откорректированную информа­цию. Он должен помочь ученику правильно разобраться в ней и оце­нить ее.

Интегрирующая функция заключается в формировании системности знаний, в понимании взаимосвязи между изучаемыми понятиями, теоремами, способами деятельности, методами.

Все функции обучения математике взаимосвязаны, они зависят друг от друга и реализуются на практике в различных сочетаниях. Обу­чение при реализации функций математики обеспечивает достижение основных целей обучения. Перечисленные выше цели математическо­го образования составляют основу отбора его содержания.

ГУМАНИЗАЦИЯ И ГУМАНИТАРИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Слово гуманизм произошло от латинского humanus — человечный. Гуманизация образования предполагает «очеловечивание» знания, не­обходимость дифференциации и индивидуализации обучения. Гума­низация математического образования — это, прежде всего, воспита­ние четких представлений об этических нормах и осознание невозможности отступления от них. Появление различных типов школ, классов с углубленным изучением математики представляют со­бой проявления гуманизации образования. Появилась необходимость новых подходов в осмыслении проблем, целей, содержания, форм, ме­тодов и средств обучения математике в школе, ее места и роли в систе­ме школьных предметов.

Гуманитаризация (от лат. Humanitas — человеческая природа, ду­ховная культура) математического образования проявляется в приоб­щении школьников к духовной культуре, истории развития науки, творческой деятельности, что, в конечном счете, реализуется в увели­чении числа часов в учебных планах на изучение гуманитарных дис­циплин.

Гуманизация и гуманитаризация обучения математике предполага­ют особые отношения между учителем и учеником, в ходе которых происходит вовлечение школьников в содержание учебного процесса; используются диалогические приемы общения между учителем и уча­щимися; реализуются творческие начала каждого школьника.

СОДЕРЖАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Содержание математического школьного образования отражается в ряде нормативных документов, учебниках, учебных планах, учебных программах, методических пособиях. Базисный учебый план является обязательным для всех учебных заведений, дающих среднее образова­ние. Это основной документ для разработки учебных программ, учеб­но-тематического планирования. Учебные программы по математике включают перечень тем изучаемого материала, рекомендации по коли­честву времени на каждую тему, перечень знаний, умений и навыков по предмету.

Существуют три варианта расположения математического материа­ла в учебных программах:

• линейное (материал располагается последовательно);

• концентрическое (некоторые разделы изучаются с повтором на новом уровне);

• спиральное (материал располагается последовательно по циклам). Составными частями содержания образования являются:

знания,

умения,

навыки.

Знания — это понимание, сохранение в памяти и умение воспроиз­водить и применять на практике основные научные факты и теорети­ческие обобщения.

Любое знание выражается в понятиях, категориях, принципах, за­конах, закономерностях, фактах, идеях, символах, концепциях, теори­ях, гипотезах. Математические знания представляют собой математи­ческие понятия, законы, символику, математический язык и т.д.

Умения — это владение способами, приемами применения усваиваемых знаний на практике. Умения включают знания и навыки. Формирование знаний, умений и навыков зависит от способностей человека.

Навыки — элементы умения, т.е. автоматизированные действия, доведенные до высокой степени совершенства.

Содержание образования строится с учетом факторов, доминирующих на современном этапе развития общества. К ним относятся:

— соответствие логике математики как науки;

—соответствие таким принципам обучения, как научность, последовательность, системность и др.;

—учет психологических возможностей и возрастных особенностей школьников разных ступеней обучения (младший, средний, старший школьник);

—адекватность потребности личности в образовании (дифференцированное обучение, коррекционное обучение и т.д.);

—формирование профессиональной направленности школьников.

Вопросы для самопроверки

1.Охарактеризуйте роль математического образования в развитии личности.

2. Какие принципы лежат в основе перестройки системы математического образования?

3. Охарактеризуйте цели обучения математике. Как соотносятся цели oбразования и цели обучения математике?

4. Какие уровни обучения математике выделяются?

5. Охарактеризуйте функции обучения математике.

6. Раскройте содержание понятий гуманизация и гуманитаризация математического образования.

7.Назовите компоненты содержания математического образования, pacкройте их содержание.

8. Охарактеризуйте варианты расположения математического материала в учебных программах по математике. Приведите примеры.

9. В чем заключается различие между терминами умение и навыки?

10.Что является основой проектирования содержания образования учебного предмета математики?

11. Каким основным требованиям должно отвечать содержание обучения математике?

Лекция 3

Тема: Принципы и методы обучения математике.

Цели: ознакомить студентов с основными дидактическими принципами; рассмотреть методы обучения математике и их классификацию.

Вопросы:

  1. Основные дидактические принципы обучения математике.

  2. Методы обучения математике и их классификация.

  3. Проблемное обучения.

  4. Программированное обучение.

  5. Математическое моделирование.

  6. Аксиоматический метод.

ОСНОВНЫЕ ДИДАКТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ В ОБУЧЕНИИ MATEMATИКЕ

Дидактика (от греч. didaktikos — поучающий) – отрасль педагогики, разрабатывающая теорию образования и обучения. Предметом дидактики являются закономерности и принципы обучения, его цели, научные основы содержания образования, методы, формы и средства обучения.

Принципы обучения — это руководящие идеи, нормативные требования к организации и проведению дидактического процесса. Они носят характер общих указаний, правил, норм, peгулирующих процесс обучения. Дидактические принципы обучения математике это совокупность единых требований, которым должно удовлетворять обучение математике.

В основу концепции математического образования положены принципы:

научности;

сознательности, активности и самостоятельности;

доступности;

наглядности;

всеобщности и непрерывности математического образования на всех ступенях средней школы;

преемственности и перспективности содержания образования, организационных форм и методов обучения;

систематичности и последовательности;

системности математических знаний;

дифференциации и индивидуализации математического образования, гуманизации;

усиления воспитательной функции;

практической направленности обучения математике;

применения альтернативного учебно-методического обеспече­ния;

компьютеризации обучения и т.д.

МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Метод (от греч. methodos — путь исследования) — способ достиже­ния цели. Метод обучения — упорядоченный комплекс дидактических прие­мов и средств, с помощью которых реализуются цели обучения и вос­питания. Методы обучения включают взаимосвязанные, последова­тельно чередующиеся способы целенаправленной деятельности учителя и учащихся.

Любой метод обучения предполагает цель, систему действий, сред­ства обучения и намеченный результат. Объектом и субъектом метода обучения является ученик.

Какой-либо один метод обучения используется в чистом виде лишь в специально спланированных учебных или исследовательских целях. Обычно преподаватель сочетает различные методы обучения.

Сегодня существуют разные подходы к совре­менной теории методов обучения.

Классификация методов обучения проводится по различным осно­ваниям.

По характеру познавательной деятельности:

объяснительно-иллюстративные (рассказ, лекция, беседа, де­монстрация и т.д.);

репродуктивные (решение задач, повторение опытов и т.д.);

проблемные (проблемные задачи, познавательные задачи и т.д.);

частично-поисковые — эвристические;

исследовательские.

По компонентам деятельности:

организационно-действенные — методы организации и осущест­вления учебно-познавательной деятельности;

стимулирующие — методы стимулирования и мотивации учеб­но-познавательной деятельности;

контрольно-оценочные — методы контроля и самоконтроля эф­фективности учебно-познавательной деятельности.

По дидактическим целям:

методы изучения новых знаний;

методы закрепления знаний;

методы контроля.

По способам изложения учебного материала:

— монологические — информационно-сообщающие (рассказ, лек­ция, объяснение);

— диалогические (проблемное изложение, беседа, диспут).

По формам организации учебной деятельности.

По уровням самостоятельной активности учащихся.

По источникам передачи знаний:

— словесные (рассказ, лекция, беседа, инструктаж, дискуссия);

— наглядные (демонстрация, иллюстрация, схема, показ материа­ла, график);

— практические (упражнение, лабораторная работа, практикум). По учету структуры личности:

— сознание (рассказ, беседа, инструктаж, иллюстрирование и др.);

— поведение (упражнение, тренировка и т.д.);

— чувства — стимулирование (одобрение, похвала, порицание, кон­троль и т.д.).

Выбор методов обучения — дело твор­ческое, однако оно основано на знании теории обучения. Методы обу­чения невозможно разделить, универсализировать или рассматривать изолированно. Кроме того, один и тот же метод обучения может ока­заться эффективным или неэффективным в зависимости от условий его применения. Новое содержание образования порождает новые методы в обуче­нии математике. Необходимы комплексный подход в применении ме­тодов обучения, их гибкость и динамичность.

Основными методами математического исследования являются: наблюдение и опыт; сравнение; анализ и синтез; обобщение и специа­лизация; абстрагирование и конкретизация.

Современные методы обучения математике: проблемный (пер­спективный), лабораторный, программированного обучения, эври­стический, построения математических моделей, аксиоматический и др.

Рассмотрим классификацию методов обучения :

Информационно-развивающие методы делятся на два класса:

Передача информации в готовом виде (лекция, объяснение, де­монстрация учебных кинофильмов и видеофильмов, слушание магнитозаписей и др.);

Самостоятельное добывание знаний (самостоятельная работа с книгой, с обучающей программой, с информационными базами дан­ных — использование информационных технологий).

Проблемно-поисковые методы: проблемное изложение учебного ма­териала (эвристическая беседа), учебная дискуссия, лабораторная по­исковая работа (предшествующая изучению материала), организация коллективной мыслительной деятельности в работе малыми группами, организационно-деятельностная игра, исследовательская работа.

Репродуктивные методы: пересказ учебного материала, выполне­ние упражнения по образцу, лабораторная работа по инструкции, уп­ражнения на тренажерах.

Творчески-репродуктивные методы: сочинение, вариативные уп­ражнения, анализ производственных ситуаций, деловые игры и другие виды имитации профессиональной деятельности.

Составной частью методов обучения являются приемы учебной деятельности учителя и учащихся. Методические приемы — действия, способы работы, направленные на решение конкретной задачи. За приемами учебной работы скрыты приемы умственной деятельности (анализ и синтез, сравнение и обобщение, доказательство, абстрагиро­вание, конкретизация, выявление существенного, формулирование выводов, понятий, приемы воображения и запоминания).

Современные методы обучения, главным образом, ориентированы на обучение не готовым знаниям, а деятельности по самостоятельному приобретению новых знаний, т.е. познавательной деятельности.

Специальные методы — это адаптированные для обучения основ­ные методы познания, применяемые в самой математике, характерные для математики методы изучения действительности (построение мате­матических моделей, способы абстрагирования, используемые при по­строении таких моделей, аксиоматический метод).

ПРОБЛЕМНОЕ ОБУЧЕНИЕ

Проблемное обучение — это дидактическая система, основанная на закономерностях творческого усвоения знаний и способов деятельно­сти, включающая сочетание приемов и методов преподавания и уче­ния, которым присущи основные черты научного поиска.

Проблемный метод обучения — обучение, протекающее в виде сня­тия (разрешения) последовательно создаваемых в учебных целях про­блемных ситуаций.

Проблемная ситуация — осознанное затруднение, порождаемое не­соответствием между имеющимися знаниями и теми знаниями, кото­рые необходимы для решения предложенной задачи.

Задача, создающая проблемную ситуацию, называется проблемой, или проблемной задачей.

Проблема должна быть доступной пониманию учащихся, а ее фор­мулировка — вызывать интерес и желание учащихся ее разрешить.

Следует различать проблемную задачу и проблему. Проблема шире, она распадается на последовательную или разветвленную совокуп­ность проблемных задач. Проблемную задачу можно рассматривать как простейший, частный случай проблемы, состоящей из одной зада­чи. Например, можно поставить проблему изучения ромба. Одна из проблемных задач, входящих в эту учебную задачу, состоит в открытии свойства диагоналей ромба.

Проблемное обучение ориентировано на формирование и развитие способности учащихся к творческой деятельности и потребности в ней. Проблемное обучение целесообразно начинать с проблемных за­дач, подготавливая тем самым почву для постановки учебных задач.

ПРОГРАММИРОВАННОЕ ОБУЧЕНИЕ

Программированное обучение — это такое обучение, когда решение задачи представлено в виде строгой последовательности элементарных операций, в обучающих программах изучаемый материал подается в форме строгой последовательности кадров.

В эпоху компьютеризации программированное обучение осуществ­ляется с помощью обучающих программ, которые определяют не толь­ко содержание, но и процесс обучения. Существуют две различные системы программирования учебного материала — линейная и раз­ветвленная.

В качестве преимуществ программированного обучения можно отметить: дозированность учебного материала, который усваивает­ся безошибочно, что ведет к высоким результатам обучения; инди­видуальное усвоение; постоянный контроль усвоения; возможность использования технических автоматизированных устройств обуче­ния.

Существенные недостатки применения этого метода: не всякий учебный материал поддается программированной обработке; метод ограничивает умственное развитие учащихся репродуктивными опе­рациями; при его использовании наблюдается дефицит общения учи­теля с учащимися; отсутствует эмоционально-чувственная компонен­та обучения.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Одним из наиболее плодотворных методов математического позна­ния действительности является метод построения математических мо­делей изучаемых реальных объектов или объектов, уже описанных в других областях знаний, с целью их глубокого изучения и решения всех возникающих в этих реальных ситуациях задач с помощью математи­ческого аппарата.

Математическая модель — это приближенное описание какого-ли­бо класса явлений, выраженное на языке математической теории (с по­мощью алгебраических функций или их систем, дифференциальных или интегральных уравнений или неравенств, системы геометриче­ских предложений или других математических объектов).

Метод математического моделирования состоит из четырех этапов:

Поиск языка и средств для перевода задачи в математическую, т.е. построение математической модели.

Изучение математической модели, ее исследование, расширение теоретических знаний учащихся.

Поиск решения математической задачи, рассмотрение различ­ных способов решения, выбор наиболее рационального пути реше­ния.

Перевод результата решения математической задачи в исходный, анализ модели в связи с накоплением данных об изучаемых явлениях и модернизация модели, а в будущем — построение новой, более совер­шенной математической модели.

Анализ математической модели позволяет проникнуть в сущ­ность изучаемых явлений. Математическая модель — мощный метод познания внешнего мира, а также прогнозирования и управления. Метод математического моделирования, сводящий исследование явлений внешнего мира к математическим задачам, занимает веду­щее место среди других методов исследования. Методом математи­ческого моделирования решаются многие задачи межпредметного характера.

С помощью метода математического моделирования раскрывает­ся двойная связь математики с реальным миром. С одной стороны, математика служит практике по изучению и освоению объектов окру­жающего нас реального мира, с другой — сама жизнь, практика спо­собствует дальнейшему развитию математики и направляет это раз­витие.

АКСИОМАТИЧЕСКИЙ МЕТОД

Математика изучает формы и отношения, отвлекаясь от их содер­жания, все математические доказательства проводятся путем логиче­ского рассуждения. Но если теорема А выводится из теоремы В, а тео­рема В из теоремы С и т.д., то получается «бесконечное возвращение назад». Аналогичная ситуация возникает при попытке давать опреде­ления новым понятиям, основываясь на ранее введенных понятиях. Чтобы избежать такого «бесконечного возвращения назад», применя­ют аксиоматический метод.

Первой дошедшей до нас попыткой такого изложения математиче­ской дисциплины была книга Евклида «Начала». Аксиоматический метод можно рассматривать как метод построения теорий, как науч­ный метод познания, как метод обучения математике.

Сущность аксиоматического метода. Метод установления ис­тинности предложений заключается в следующем: некоторые предложения принимаются за исходные (их называют аксиома­ми), истинность же других предложений, не входящих в список аксиом (называемых теоремами), устанавливается с помощью ло­гического доказательства.

Аксиоматический метод как метод обучения служит для сис­тематизации знаний учащихся, выяснения того, «что из чего следует», для установления истинности предложений специфи­ческим для математики способом, для вывода новых знаний из имеющихся.

Вопросы для самопроверки

1.Охарактеризуйте содержание понятия метода обучения в дидактике и теории и мето­дике обучения математике.

2.Что такое принцип обучения? Охарактеризуйте основные дидактические принципы в обучении математике.

3.Охарактеризуйте классификацию методов обучения математике. Какие классифи­кации методов обучения существуют?

4.Проанализируйте работу учителей математики с целью использования ими методов обучения математике. Всегда ли выбранные ими методы отвечают специфике ситуа­ции?

5.Что представляет собой проблемное обучение, в чем его суть?

Какие условия необходимы для реализации проблемного обучения? Назовите пре­имущества и недостатки проблемного обучения.

8.Охарактеризуйте программированное обучение и средства его реализации.

9.Что представляет собой математическое моделирование? Назовите основные этапы метода математического моделирования. Приведите примеры из школьного курса математики, где используется математическое моделирование.

10.В чем суть аксиоматического метода в обучении математике? Приведите примеры из школьного курса математики на применение аксиоматического метода в обучении.

Лекция 4

Тема: Формы мышления в процессе обучения математике.

Цели: ознакомить студентов с качествами научного мышления; рассмотреть пути формирования понятий, их классификацию; рассмотреть понятие теоремы, виды теорем и методы их доказательств.

Вопросы:

1.Качества научного мышления.

2.Математическое мышление.

3.Математическое понятие и его характеристики

4.Пути формирования понятий. Классификация понятий.

5.Определение понятия. Виды определений.

6.Теорема. Виды теорем. Методы доказательства теорем.

КАЧЕСТВА НАУЧНОГО МЫШЛЕНИЯ

Современное обучение характеризуется стремлением сделать развитие мышления школьников управляемым процессом, а основные приемы мышления — специальным предметом усвоения. Научное мышление характеризуют следующие качества:

гибкость — умение целесообразно варьировать способы решения познавательной проблемы, легкость перехода от одного пути решения проблемы к другому; способность выходить за границы привычного способа действия, находить новые способы решения проблемы при из­менении задаваемых условий; умение перестраивать систему усвоен­ных знаний по мере овладения новыми знаниями и накопления опыта;

оригинальность — высший уровень развития нешаблонного мышле­ния, необычность способов решения учащимися известных задач. Оригинальность мышления — следствие глубины мышления;

глубина — способность проникать в сущность каждого изучаемого факта, в его взаимосвязь с другими фактами, выявлять специфические, скрытые особенности в изучаемом материале; умение конструировать модели конкретных ситуаций и т.д.;

целесообразность — стремление осуществлять разумный выбор дей­ствий при решении какой-либо проблемы, постоянно ориентируясь на поставленную этой проблемой цель, а также стремление отыскать кратчайшие пути ее достижения;

рациональность — склонность к экономии времени и средств для ре­шения поставленной проблемы, стремление отыскать оптимально простое в данных условиях решение задачи, использовать в ходе реше­ния схемы, символику и условные обозначения;

широта — способность к формированию обобщенных способов действий, имеющих широкий диапазон переноса и применения к част­ным, нетипичным случаям; умение охватить проблему в целом, обоб­щить ее, расширить область приложения результатов, полученных в процессе ее разрешения; а также умение классифицировать и система­тизировать изучаемые математические факты и использовать анало­гию и обобщение как методы решения задач;

активность — постоянство усилий, направленных на решение неко­торой проблемы, желание обязательно решить данную проблему, изу­чить различные подходы к ее решению и др.;

критичность — умение оценить правильность выбранных путей реше­ния поставленной проблемы и получаемые при этом результаты с точки зрения их достоверности и значимости; умение найти и исправить собст­венную ошибку, проследить заново все выкладки или ход рассуждения, чтобы выявить противоречие, помогающее понять причину ошибки;

доказательность — умение терпеливо относиться к собиранию фак­тов, достаточных для вынесения какого-либо суждения; стремление к обоснованию каждого шага решения задачи; умение отличать досто­верные результаты от правдоподобных;

организованность памяти — способность к запоминанию, долговре­менному сохранению, быстрому и правильному воспроизведению учебного материала. При обучении учащихся математике следует раз­вивать как оперативную, так и долговременную память, обучать уча­щихся запоминанию наиболее существенного, общих методов и прие­мов решения задач, доказательству теорем; формировать умения систематизировать свои знания и опыт. Организованность памяти формируется у школьников особенно эффективно, если запоминание каких-либо фактов основано на их понимании.

Источник

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Вам будет интересно