В статті розглянуто застосування інноваційних технологій до вивчення математики у вищих навчальних закладах на прикладі дослідницького підходу. Зроблено акцент на залучення для цього інформаційно-комунікаційних технологій, зокрема, програм математичного напрямку.
This article deals with the application of innovational technologies for studying mathematics at higher educational establishments with the examples of research approach. The accent is done to the application for it the information-communicative technologies, especially the programs of mathematical direction.
Закони України “Про освіту”, “Про загальну середню освіту”, Державний стандарт базової і повної середньої освіти, Національна доктрина розвитку освіти України у XXI столітті визначають певні вимоги до рівня знань учнів. Відповідно до них сучасна освіта повинна створювати передумови для всебічного розвитку особистості, формування різноманітних компетентностей учнів. При цьому зростає роль уміння самостійно здобувати інформацію, засвоювати та оцінювати її, передбачається реалізація завдань дослідницького характеру, розробка педагогічних технологій на основі застосування активних методів навчання.
Дані вимоги передбачають впровадження інформаційно-комп'ютерних технологій та інтерактивних методів навчання; індивідуалізацію навчально-виховного процесу та посилення ролі самостійної роботи студентів; впровадження електронних засобів навчання, комп'ютерних навчальних програм.
Питанню впровадження пошукових методів присвячені роботи І.Я. Лернера, М.І. Махмутова, М.М. Скаткіна, Т.В. Кудрявцева. Використання інформаційно-комунікаційних технологій у навчанні розроблено в працях М.І. Жалдака, С.А. Ракова, О.В. Співаковського, та ін.
До методів проблемного навчання відносять проблемний виклад знань, евристичний метод, пошуковий метод та дослідницький метод. Основною відміною дослідницького методу від всіх інших є те, що студенти самі, без допомоги викладача, формулюють та розв’язують проблему.
Г.П. Бевз наводить наступні тлумачення дослідницького методу: метод, при якому вчитель пропонує учням самостійно «відкрити» (відкрити заново) теореми, формули, закономірності та ін., які вивчаються; метод, при якому поряд з узагальненням готових знань вчитель ставить перед учнями окремі питання та проблеми, що потребують досліджень.
О.І. Скафа наводить наступне означення: «Дослідницький метод (принцип) у навчанні – метод залучення учнів до самостійних і безпосередніх спостережень, на основі яких вони встановлюють зв’язки предметів і явищ дійсності, роблять висновки, пізнають закономірності».
У минулому існувало дві точки зору щодо визначення того, що є проблемою. Одні «проблемою» називали стандартні вправи, які забезпечували практичні дії з новими математичними методами, в той час як інші застосовували цей термін для завдань, важкість та складність яких робили їх дійсно проблематичними. Проте обидва ці підходи не заперечують роль того, хто розв’язує ці проблеми. Задача, яка є звичайною вправою для одного, може бути складним завданням для іншого.
Узагальнюючи дослідження, зроблені стосовно поведінки студентів при розв’язанні проблеми, можна виділити наступні етапи виконання завдання: читання проблеми; її осмислення; аналіз даних; планування; виконання; перевірка.
Система активного навчання заснована на реалізації психолого-дидактичного принципу проблемності в навчальному процесі. Його реалізація зближує процеси навчання та пізнання. Тому проблемне навчання протистоїть пояснювально-ілюстративному методу, при якому засвоюються головним чином «готові знання» і завжди регламентуються способи дій.
При постановці навчальних проблем потрібно враховувати наступне положення: неможна ставити перед студентами проблеми без актуалізації попередніх знань; проблеми корисно періодично повторювати, особливо це стосується постановки завдань для слабо підготовлених студентів.
Для досягнення ефективності навчання необхідно наступне: сформувати інтерес учнів до дослідницької діяльності, забезпечити високий рівень дослідницьких умінь, знання дослідницьких процедур і методик, розуміння цінності досліджень.
Критеріями ефективності цього метода є підвищення обсягу знань, умінь; поглиблення та зміцнення знань; новий рівень пізнавальних потреб навчання; новий рівень сформування пізнавальної самостійності та творчих можливостей.
Навчання як дослідження припускає, що особливостями науково-дослідницької діяльності є суб’єктивне відкриття нових знань, уведення їх до пізнавального простору. Для реалізації дослідницького підходу також можна залучити наступні види творчої активності: участь у постановці проблеми; самостійне формулювання нових завдань, властивостей; пошук шляхів розв’язання задач та вибір оптимального з них і т.п.
Слід звернути увагу на той момент, що якщо дослідницький підхід застосовувати час від часу, великої користі від цього не буде. Адже основне завдання дослідницького підходу не у розв’язанні завдання, а у формування в студента навичок дослідницької діяльності, якими потім він зможе скористатися у майбутньому. Кількаразове використання цього методу не призведе до міцного формування цих навичок, і через деякий час вони будуть втрачені. Крім того, слід відзначити те, що перші завдання дослідницького характеру, як кожне нове явище, вимагає досить багато часу, який потім надолужується завдяки тій особливості, що коли навчання постійно йде шляхом дослідження, за його допомогою можна за заняття пройти досить багато навчального матеріалу. Тому витрачати навчальний час на організацію незначної, протягом вивчення курсу, кількості занять проблемного характеру не доцільно.
Оскільки останнім часом широкого поширення набув процес отримання знань самостійно, можна запропонувати перейти на дослідницький підхід при вивченні цілих тем навчального курсу. При цьому з перших занять можна завдати ритм роботи, і при правильній організації праці, шляхом дослідження студенти повністю ознайомляться з навчальним матеріалом, і матимуть нагоду сформувати додаткові вміння по самостійному отриманню знань.
Викладач в процесі навчання при дослідницькому підході виконує декілька завдань:
- повідомити студентам основні опорні моменти теорії, які будуть основою їх досліджень. В основному це - основні поняття змісту теми, властивості яких потрібно потім буде дослідити;
- зацікавити студентів, провести мотивацію для того, щоб викликати у них прагнення до проведення самостійного опрацювання навчального матеріалу;
- коли студенти вже готові до виконання дослідницьких завдань потрібно вирішити, який вид дослідницької роботи потрібно застосувати: повідомлення студентам задач проблемного характеру; викладення властивостей, які потрібно обґрунтувати чи спростувати; поставити завдання на самостійне знаходження, формулювання та доведення властивостей і відповідно до обраного типу організувати дослідницьке навчання;
- виконує функцію координатора дій студентів, спрямовує їх думки в потрібне русло і надає допомогу;
- обговорити хід думок, проаналізувати, які гіпотези вони висували, чому обрали ту чи іншу гіпотезу, які шляхи вони обрали для перевірки у правильності обраної ідеї. Це приводить студентів до аналізу власної діяльності з метою формування в них досвіду вивчення матеріалу на основі дослідницького підходу.
Останнім часом в Україні проводиться широке впровадження новітніх інформаційних технологій в освітній процес. Розроблено чимало прикладних програм, які можна застосовувати при навчанні як у середній школі, так і у вищій.
Якщо викладач організовує дослідницький підхід за допомогою ІКТ, перед ним ставиться ще низка додаткових вимог: мати уявлення про можливості комп’ютера як засобу навчання; знати вимоги до програм (дидактичні, технічні, психолого-ергономічні); вміти використовувати їх в навчальній діяльності. Останнє має на увазі не поверхневе знання комп’ютерної техніки, якої достатньо для запуску навчальних програм та праці у них на рівні «користувача. Як показує практика введення комп’ютерних технологій у навчання, досить часто приходиться зустрічатися з моментами, коли в певний момент комп’ютер з якихось причин відмовить. Взагалі це буває у двох випадках: коли відбулися програмні збої, які викладач не може передбачити, але він повинен мати навички по їх усуненню; або коли студент виконує вправу, яка не є правильною з математичної точки зору (наприклад, прихований поділ на нуль). В цьому разі вчитель повинен вміти розпізнати цей випадок, класифікувати помилку студента, з’ясувати причини її виникнення та в залежності від обставин або пояснити студенту причину її появи, або дати завдання самостійно з’ясувати причини відмови програми.
Однією з причин поширеного застосування ІКТ у навчанні є те, що при розв’язанні задач інколи доводиться відволікатися на рутинні обчислення, що заважатиме зосередженню на самій задачі. Через це студент втрачає можливість опанувати процес. Застосування ІКТ для проведення цих обчислень надає можливість не витрачати сили та час на них, а розв’язувати основну задачу.
Заслуговує на розгляд широко розповсюджена програма Microsoft Excel. Звернемо увагу на те, що застосування програми Microsoft Excel є сприятливим для праці через те, що навичками роботи з даним пакетом володіють майже всі користувачі комп’ютерів, тобто не потрібно витрачати час на ознайомлення студентів з інтерфейсом програми та навичками роботи з нею, а одразу приступати до розв’язування задач з курсу. Крім того, при цьому виконується інтеграція навчального матеріалу з математики та інформатики, оскільки вивчення програми Microsoft Excel входить у програму вивчення курсу інформатики у всіх навчальних закладах, тобто опанувавши способами обчислення матриць в цій програмі, студенти одночасно матимуть нагоду опанувати таким потужним обчислювальним пакетом, як електроні таблиці.
Таким чином, серед освітніх технологій, розповсюджених в сучасній освіті, має право на існування і дослідницький підхід, який характеризується високим рівнем активності та самостійності студентів по засвоєнню нових знань та вмінь. Даний метод може бути організований різними шляхами, серед яких виділяється залучення сучасної комп’ютерної техніки до проведення досліджень.
Подальший напрямок роботи в цій сфері автор вбачає в адаптуванні особливостей зазначеного підходу до вивчення конкретних розділів математики з чітким визначенням шляхів його організації та передбачення можливості залучення для цього ІКТ.
Бібліографія
- Лернер И.Я. Проблемное обучение. М., Знание, 1974. – 64 с.
- Махмутов М.И. Проблемное обучение. Основные вопросы теории. М., Педагогика, 1975. – 368 с.
- Освітні технології: Навч.-метод. посіб. /О.М. Пєхота, А.З. Кіктенко, О.М. Любарська та ін..; За ред.. О.М. Пєхоти. – К.:Видавництво А.С.К., 2003. – 255 с.
- Основы психологии и педагогики. Учебное пособие // Под редакцией С.А. Юшковой. М., 2004, 116 с.
- Раков С.А. Математична освіта: компетентнісний підхід з використанням ІКТ: Монографія. – Х.: Факт, 2005. – 360 с.
- Урок математики в сучасних технологіях: теорія і практика. Метод проектів. Комп’ютерні технології. Розвивальне навчання / Уклад. І.С. Маркова. – Х.: Вид. група «Основа»: «Тріада+», 2007. – 144 с.
Коментарі