Інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування

Размещено на http://allbest.ru

2

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата педагогічних наук

Інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

інтегрування дисципліна професійний програміст

Актуальність і доцільність дослідження. Орієнтація на перспективний розвиток комп'ютерних технологій, а також необхідність забезпечити відповідність конкурентоспроможних фахівців на ринку праці спонукають до оновлення змісту освітньо-професійних програм підготовки техніків-програмістів, а характер майбутньої професійної діяльності зумовлює поглиблення вимог до їх математичної підготовки, яка є загальнонауковим фундаментом для оволодіння системою спеціальних знань. Вимоги до професійної підготовки майбутнього молодшого спеціаліста з програмування зумовлюються специфікою його професійної діяльності в галузі розробки програмного забезпечення, створенням принципово нових технологій, що спричиняється швидким розвитком робототехніки і гнучких автоматизованих виробництв, застосуванням ефективних засобів обробки інформації в системах керування і автоматизації проектування.

Оскільки внаслідок швидкого прогресу в галузі розвитку комп'ютерної техніки виникає розрив між сучасними обчислювальними методами, з якими ознайомлюють студентів технічного профілю при вивченні спеціальних дисциплін, і програмним забезпеченням, з яким матиме справу молодший спеціаліст з програмування, постає потреба ретельного перегляду професійної підготовки техніків-програмістів.

Вивчення математичних дисциплін молодшими спеціалістами з програмування має прикладний характер і сприймається не як самостійний об'єкт вивчення, а як інструмент розв'язання питань практичної діяльності, тому орієнтація на засвоєння знань з математики без належних зв'язків із спеціальними дисциплінами не може відчутно впливати на підвищення якості професійної підготовки майбутніх фахівців з програмування.

У працях В.Ю. Бикова, М.М. Берулави, Л.В. Васіної, С.У. Гончаренка, Р.С. Гуревича, І.А. Зязюна, В.Р. Ільченко, І.М. Козловської, Д.І. Коломійця, Н.Г. Ничкало, Я.М. Собка та інших доведено, що однією з найбільш важливих умов підвищення наукового рівня засвоєння основ наук та підвищення ефективності всього навчального процесу є дидактична інтеграція знань.

Інтегративний підхід до вивчення математичних і спеціальних дисциплін майбутніми молодшими спеціалістами з програмування забезпечує подолання фрагментарності знань студентів, економію навчального часу за рахунок уникнення дублювань навчального матеріалу суміжних чи близьких дисциплін, укрупнення дидактичних одиниць знань, що виникає в результаті об'єднання одиниць знань навколо найсуттєвіших змістових та структурних зв'язків між компонентами навчального матеріалу.

Як свідчить аналіз практики, в результаті недостатньої взаємопов'язаності вивчення математики та спеціальних дисциплін математичні знання студентів досить часто не задовольняють вимог щодо їх комплексного використання у професійній діяльності сучасного фахівця з програмування. Проте встановлення міжпредметних зв'язків та координація навчального матеріалу за традиційними методиками не дають змоги забезпечити розв'язання таких важливих проблем сьогодення, як от: забезпечення цілісності в оволодінні студентами сучасним змістом освіти, набуття ними систематизованих знань, умінь і навичок з навчальних предметів за фахом. Це породжує низку суперечностей між:

- зростанням обсягу змісту дисциплін та обмеженою кількістю годин, які відводяться на вивчення їх у навчальних планах;

- процесами інтеграції наукових дисциплін і неузгодженістю їхніх аналогів у навчальних програмах;

- доцільністю використання інтегративного підходу в підготовці техніків-програмістів і нерозробленістю методики інтеграції математичної та спеціальної підготовки.

Подолання означених суперечностей потребує науково-теоретичної розробки нових підходів до взаємопов'язаного вивчення математики та спеціальних дисциплін шляхом інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування.

Аналіз психолого-педагогічної літератури з проблеми професійної підготовки молодших спеціалістів з програмування свідчить про значну увагу науковців до її дослідження, зокрема, психологічний аспект досліджуваної проблеми глибоко розроблений в працях Л.С. Виготського, В.В. Давидова, О.М. Леонтьєва, Н.О. Менчинської, С.Л. Рубінштейна; загальним питанням організації навчання студентів у вищому закладі освіти присвятили свої дослідження С.І. Архангельский, К.Д. Марквардт, А.Г. Молібог та інші вчені та педагоги; удосконаленню навчального процесу в загальноосвітній і вищій школах присвячені праці А.М.Алексюка, С.А. Архангельського, Ю.К. Бабанського, В.К. Буряка, А.А. Вербицького, В.М. Вергасова, В.А. Козакова, О.Г. Мороза та інших; проблему професійної підготовки і розробки моделі спеціаліста аналізують Н.М. Буринська, П.М. Воловик, І.А.Зязюн, Л.Г. Коваль, Н.Г. Ничкало, З.А. Решетова, Н.А. Селезньова, В.А. Семиченко, Н.Ф.Тализіна.

Навчанню математики присвячено значну кількість досліджень. Більшість із них стосується підготовки вчителя математики, навчання математики у вищих навчальних закладах (Н. В. Ванжа, Г. Я. Дутка, Т. В. Крилова, Г. С. Пастушок, О.Г. Фомкіна), міжпредметних зв'язків у викладанні математики у загальноосвітній школі (О. І. Єфремова, В. В. Коваль, В. В. Міхеєв, Т. Д. Чабанова, Т. В. Дубова, О. А. Смалько, Є. М. Смирнова), питанням контролю знань та умінь студентів ( І.Є. Булах, Н.Д. Карапузова, І.Я. Лернер, М.М. Ржецький, Л.Н. Русанова, В.А. Якунін), інтеграції природничонаукових знань (С.Ф. Клепко, А.В. Степанюк, Ю.І. Дік, В.Г. Разумовський, Н.О. Талалуєва), основ міжпредметних зв'язків та професійної спрямованості навчання (Л.П. Вороніна, О.С. Дубинчук, І.Д. Зверєв, Н.А. Лошкарьова, В.Н. Максимова, В.І. Паламарчук, Л.В. Савельєва, В.Н. Федорова, Л.Д. Хромова), наступності у вивченні математики тощо. Окремим аспектам професійної підготовки фахівців в умовах ступеневої освіти присвячено праці С.М. Мамрича, Г. О. Шемелюк, О.І. Щербак (неперервна та ступенева професійна підготовка), Р. С. Гуревича, І. М. Козловської, Я. М. Собка, Т. Д. Якимович, Л.С. Васіної, Л.В. Сліпчишин (інтеграція змісту професійної освіти), М. Я. Ігнатенка, Л. О. Соколенко (прикладна спрямованість шкільного курсу математики). Проблема підготовки фахівців комп'ютерних спеціальностей в умовах вищих навчальних закладів I - II рівнів акредитації досліджувалася М.К. Бугром, Ф.П. Якімовим. І все ж проблема формування цілісної системи знань із математики та спеціальних дисциплін залишається недостатньо розробленою. Зокрема, можливості і особливості інтегрування змісту різноциклових дисциплін у вищих навчальних закладах I - II рівнів акредитації, у математичній та спеціальній підготовці техніків-програмістів ще й дотепер цілеспрямовано не вивчалися.

Вищевикладене й зумовило вибір теми дисертаційного дослідження - “Інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування”.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами. Дисертаційне дослідження виконано згідно з планом науково-дослідних робіт Інституту педагогічної освіти і освіти дорослих АПН України у розробці теми “Психолого-педагогічні основи особистісного підходу до впровадження педагогічних технологій у професійних закладах освіти” (РК № 0102 U 000401).

Тема дисертації затверджена вченою радою Інституту педагогічної освіти і освіти дорослих АПН України (протокол № 14 від 25 грудня 2003 р.) та узгоджена у Раді з координації наукових досліджень у галузі педагогіки і психології в Україні (протокол № 6 від 14 червня 2005 р.).

Об'єкт дослідження - професійна підготовка молодших спеціалістів з програмування у вищих навчальних закладах I - II рівнів акредитації.

Предмет дослідження - інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування у вищих навчальних закладах I - II рівнів акредитації.

Мета дослідження - визначити та обґрунтувати педагогічні умови інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування.

Провідною концептуальною ідеєю дослідження є положення про те, що інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування для електронно-обчислювальної техніки і автоматизованих систем спрямоване на підвищення якості фахової і професійної підготовки майбутніх техніків-програмістів. Визначаючи провідну концептуальну ідею, враховано, що на сучасному етапі розвитку освіти не забезпечується належний рівень готовності майбутніх молодших спеціалістів з програмування до роботи в сучасних умовах ринкової економіки, оскільки він базується на традиційних методах. Інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування для електронно-обчислювальної техніки і автоматизованих систем створює умови для поліпшення якості професійної підготовки майбутніх техніків-програмістів та більш раціонального використання навчального часу з точки зору оволодіння професійними знаннями, вміннями та навичками.

Гіпотеза дослідження полягає в тому, що інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування сприятиме підвищенню ефективності професійної підготовки майбутніх техніків-програмістів за умов:

- інтегративного підходу до вивчення математичних і спеціальних дисциплін;

- посилення професійно-прикладного характеру математичних знань і вмінь у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування в процесі вивчення спеціальних дисциплін;

- координації вивчення відібраного змісту матеріалу з математики в аудиторній і позааудиторній роботі з метою формування знань зі спеціальних дисциплін;

- активізації самостійної навчальної діяльності шляхом застосування методично виваженої системи коригування професійно спрямованих знань з математики.

Відповідно до предмета, мети і гіпотези визначені основні завдання дослідження:

1. На основі аналізу філософської, психологічної, педагогічної, методичної літератури, теорії та практики досліджуваної проблеми з'ясувати сутність та особливості математичної і професійної підготовки молодших спеціалістів з програмування.

2. Виокремити педагогічні умови інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування.

3. Визначити базовий математичний компонент в змісті професійної підготовки молодших спеціалістів з програмування.

4. Розробити й експериментально перевірити методику інтегрування знань з математики і спеціальних дисциплін (числові методи, математичне програмування) у підготовці молодших спеціалістів з програмування.

5. Підготувати методичні рекомендації й дидактичні матеріали щодо інтегрування знань математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування для викладачів математики, спеціальних дисциплін, студентів вищих навчальних закладів I - II рівнів акредитації.

Методологічну основу дослідження становлять основні положення теорії пізнання, філософії; положення про єдність і взаємозумовленість загального та професійного розвитку людини; принципи науковості, системності, єдності теорії та практики; теоретичні основи інтегративного, системного і діяльнісного підходів у навчанні; психолого-педагогічні теорії розвитку і саморозвитку професійних якостей. На всіх етапах дослідження враховувались основні положення державних документів щодо розвитку освіти в Україні, законах України “Про освіту”, “Про загальну середню освіту”, “Про вищу освіту”, “Про професійно-технічну освіту”.

Теоретичну основу дослідження становлять провідні положення щодо загальної та професійної педагогіки (П.М. Воловик, С.У. Гончаренко, І.А. Зязюн, М.І. Махмутов, Н.Г. Ничкало), інтеграційних процесів у освіті (М.М. Берулава, В.С. Безрукова, Л.С. Васіна, Р.С. Гуревич, І.М. Козловська, Р.З. Мустафіна, Л.В. Сліпчишин, Я.М. Собко, Н.Ф. Тализіна, Ю.С. Тюнников, Т.Д. Якимович), технологізації та інформатизації освітньої діяльності (В.Ю. Биков, В.І. Грищенко, Ю.Г. Лотюк, С.О. Сисоєва, Р.М. Собко), навчання математики у професійних навчальних закладах (Г.А. Бокарєва, О.С. Дубинчук, Г.Я. Дутка, П.І. Сікорський), організації самостійної роботи (В.К. Буряк, В.О. Качурівський, І.В. Хом'юк, А.Я. Цюприк), контролю та коригування знань (О.М. Кондратьєва).

У проведенні експериментально-пошукової роботи були використані такі методи дослідження: а) теоретичні - вивчення і аналіз науково-педагогічної та спеціальної літератури, дисертаційних робіт з проблеми інтеграції змісту освіти, нормативної документації щодо роботи вищих навчальних закладів I - II рівнів акредитації, навчальних програм, документів з обліку успішності з метою визначення стану практичної підготовки молодших спеціалістів з програмування; систематизація й узагальнення педагогічного досвіду з метою формування поняття “інтегрування змісту математичних та спеціальних дисциплін”; б) емпіричні - педагогічне спостереження, анкетування, тестування, бесіда, порівняння, метод діагностичних контрольних робіт, педагогічний експеримент із метою визначення ефективності застосування методики інтегративного підходу до вивчення математичних і спеціальних дисциплін; в) статистичні - математичне опрацювання результатів дослідження, якісний та кількісний аналіз, інтерпретація дослідно-експериментальних даних для забезпечення достовірності результатів.

Організація та основні етапи дослідження. Дослідження проводилось упродовж 2003 - 2008 рр. у три етапи.

На першому етапі (2003 - 2004 рр.) було вивчено стан досліджуваної проблеми в її теоретичному аспекті, обґрунтовано проблему дослідження; сформульовано об'єкт, предмет, мету і завдання; проаналізовано філософську, психологічну, педагогічну та спеціальну літературу, навчально-програмну документацію, пов'язану з означеною проблемою.

На другому етапі (2004 - 2005 рр.) визначено педагогічні умови інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування; проведено констатувальний експеримент, розроблено програму і методику формувального експерименту, визначено його експериментальну базу.

На третьому етапі (2005 - 2008 рр.) проведено формувальний експеримент, систематизовано й узагальнено результати, здобуті у процесі теоретичного аналізу та дослідно-експериментальної роботи, сформульовано загальні положення і основні висновки дослідження, оформлено результати дослідження у вигляді кандидатської дисертації.

Експериментальна база дослідження. Науково-дослідна робота здійснювалась у Миколаївському політехнічному інституті, Миколаївському політехнічному технікумі, Київському технікумі електронних приладів. До експериментальної роботи було залучено 466 студентів, 12 викладачів математики, 18 викладачів спеціальних дисциплін.

Наукова новизна і теоретичне значення дослідження полягає у тому, що: - вперше визначено і обґрунтовано педагогічні умови інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування (професійна спрямованість математичних знань і вмінь, міждисциплінарна інтеграція системи коригуючих заходів в структуруванні змісту навчання математичних і спеціальних дисциплін, мотивація вивчення математичних та спеціальних дисциплін в аудиторний та позааудиторний час);

- уточнено теоретичний зміст поняття “інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін”;

- удосконалено зміст навчальних програм з математики та спеціальних дисциплін у підготовці молодших спеціалістів з програмування в умовах вищих навчальних закладів I - II рівнів акредитації;

- подальшого розвитку набули теоретичні положення щодо інтегративних процесів в професійній освіті та професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування у вищих навчальних закладах I - II рівнів акредитації.

Практичне значення результатів дослідження визначається тим, що розроблено і впроваджено: авторську методику інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійну підготовку молодших спеціалістів з програмування; дидактичні матеріали щодо реалізації інтегративних зв'язків математики та спеціальних дисциплін у підготовці молодших спеціалістів з програмування у політехнічному технікумі; розроблено методичні рекомендації для проведення практичних робіт із деяких розділів вищої математики.

Результати дослідження можуть бути використані у процесі розробки методичної документації для підготовки фахівців технічного профілю викладачами математики вищих навчальних закладів І - ІІ рівнів акредитації, викладачами спеціальних дисциплін під час проведення лабораторно-практичних робіт, а також у процесі підготовки навчально-методичних посібників і проведення науково-педагогічних досліджень.

Основні результати дослідження щодо професійної підготовки молодших спеціалістів з програмування впроваджено у навчально-виховний процес вищих навчальних закладів, зокрема: Миколаївського політехнічного технікуму (довідка № 52 від 20 березня 2007 р.), Миколаївського політехнічного інституту (довідка № 29 від 10 травня 2007 р.), Київського технікуму електронних приладів (довідка № 437 від 30 травня 2008 р.), Херсонського політехнічного коледжу (довідка № 01-8/323 від 17 жовтня 2008 р.), коледжу Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля (довідка № 963 від 24 жовтня 2008 р.).

Особистий внесок здобувача. У статті “Формування у майбутніх техніків-програмістів професійних умінь у процесі самостійної роботи”, опублікованій у співавторстві з Оксаною Суворовою авторові належить теоретична розробка й обґрунтування основних ідей і положень проблеми інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування, реалізація цих ідей у структуруванні змісту професійної підготовки техніків-програмістів.

Вірогідність результатів дослідження забезпечується науково-теоретичною обґрунтованістю його вихідних положень; використанням комплексу взаємопов'язаних методів дослідження, зорієнтованих на досягнення мети, розв'язання визначених завдань; поєднанням кількісного та якісного аналізу дослідницьких даних, а також позитивними результатами апробації основних положень дослідження у практиці навчання математичним і спеціальних дисциплін молодших спеціалістів з програмування.

На захист виносяться:

1. Визначені і теоретично обґрунтовані педагогічні умови інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування.

2. Методика інтегрування математичних і спеціальних дисциплін у змісті, формах, методах і засобах навчання у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування.

Апробація результатів дослідження. Проміжні та кінцеві результати дисертації доповідалися та обговорювалися на засіданнях відділу інноваційних педагогічних технологій Інституту педагогічної освіти і освіти дорослих АПН України, на наукових і науково-практичних конференціях, у тому числі міжнародних: "Актуальні проблеми теорії і методики навчання математики" (Київ, 2004), "Науковий потенціал світу 2004" (Дніпропетровськ, 2004), всеукраїнських: "Проблеми математичної освіти" ( Черкаси, 2005); "Проблеми математичної освіти" (Черкаси, 2007), міжвузівських науково-практичних конференціях:"Науковий потенціал вищої школи" (Миколаїв, 2005-2008 рр.); на засіданнях методичного об'єднання викладачів математики ВНЗ І-ІІ рівнів акредитації Миколаївської області (Миколаїв, 2004-2008 рр.), на засіданнях кафедри природничо-математичних дисциплін Миколаївського політехнічного інституту (Миколаїв, 2003-2008 рр.).

Основні результати дослідження опубліковано у 12 наукових і науково-методичних працях (із них 11 написано без співавторів), у тому числі: 4 одноосібних статті у провідних наукових фахових виданнях затверджених ВАК України, 1 стаття у співавторстві у провідному фаховому виданні затвердженому ВАК України, 7 статей у збірниках матеріалів конференцій.

Структура роботи: робота складається із вступу, трьох розділів, висновків до кожного розділу, загальних висновків, додатків, списку використаних джерел, що налічує 275 найменувань. Дисертація містить 7 таблиць, 2 рисунки, 1 схему, 7 діаграм, 11 додатків на 48 сторінках. Обсяг основного тексту - 199 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження та доцільність наукового пошуку, визначено мету, завдання, гіпотезу, об'єкт, предмет, концепцію дослідження, розкрито наукову новизну, теоретичне і практичне значення дослідження, вказано теоретико-методологічну основу й методи дослідження; подано відомості про експериментальну базу, апробацію та впровадження результатів досліджень, охарактеризовано особистий внесок здобувача, обґрунтовано висновки дисертаційної роботи.

У першому розділі - “Теоретичні засади інтеграції знань в процесі вивчення математики і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування” - проаналізовано підготовку молодших спеціалістів з програмування як педагогічну проблему; зміст математичних і спеціальних дисциплін як компонентів професійної підготовки молодших спеціалістів з програмування, розглянуто теоретичні основи інтеграції знань.

Серед питань, висвітлених у розділі, значної уваги надається взаємозв'язку математичних і спеціальних дисциплін як передумові інтеграції змісту професійної підготовки молодшого спеціаліста з програмування та проблемам підготовки техніка-програміста у руслі сучасних запитів науки та виробництва.

Теоретичний аналіз проблеми дослідження дав можливість зробити висновок про наявність різних поглядів на інтеграцію, що є результатом процесів взаємопроникнення інтеграційних процесів не тільки в науці, а й у всіх сферах людської діяльності. Інтеграція у кожному конкретному випадку розглядається як сукупність суттєвих ознак взаємопроникнення його властивостей і характеристик (І.М. Козловська, Н.Г. Костюк, Р.З. Мустафіна). При цьому враховується, що ефективність процесів інтеграції залежить не тільки від структурних зв'язків компонентів інтеграції, а й від взаємозв'язку їхніх потенційних можливостей, інтересів, мотивів. Для інтегративних процесів, зокрема у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування, характерний тісний зв'язок спеціальних дисциплін з математикою, що зумовлює взаємопроникнення елементів спеціальних дисциплін і сприяє підвищенню теоретичного рівня математичних знань, прискоренню їх практичного застосування, підвищує мотивацію навчання. У результаті такого підходу до змісту визначальних понять дослідження (інтеграція, математична, спеціальна підготовка тощо) визначено основні проблеми, пов'язані із професійною підготовкою молодших спеціалістів з програмування в процесі вивчення математичних і спеціальних дисциплін, викладено результати аналізу сучасного стану розвитку загальнонаукових поглядів на проблему та її дидактичні аналоги.

Теоретичний аналіз стану вивчення різноциклових дисциплін, зокрема математики, числових методів та математичного програмування, дав можливість розв'язати проблему оптимального поєднання вивчення математики і спеціальних дисциплін шляхом використання інтегративного підходу до вивчення означених дисциплін. Оскільки інтеграція математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування є основою їхньої професійної компетенції, то в результаті інтегративного підходу до вивчення математичних і спеціальних дисциплін формується професійний поняттєвий апарат вищого рівня узагальнення, реалізується наступність у навчанні.

Підтвердженням цього є результати комплексних контрольних робіт майбутніх молодших спеціалістів з програмування. Виконані на етапі констатувального експерименту комплексні контрольні роботи, результати яких оцінювались показниками "справився - не справився", показали, що навіть низькі рівні інтеграції знань з математики і спеціальних дисциплін з ініціативи викладачів позитивно позначаються на якості професійних знань студентів. Результати комплексної контрольної роботи дали змогу дійти такого висновку: основною причиною низького рівня інтеграції математичних знань зі змістом спеціальних дисциплін є відсутність методики її впровадження. На основі аналізу даних, здобутих унаслідок проведеного експерименту, виявлено наявність значного зв'язку між рівнями підготовленості студентів з математичних і спеціальних дисциплін.

Вивчення проблеми свідчить, що інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування необхідно здійснювати на засадах діяльнісного, системно-синергетичного та модельного підходів з урахуванням надбань семіотики. Діяльнісний підхід реалізується з урахуванням семіотичного аспекту, дає підстави для обґрунтованого вибору форм, способів та засобів інтеграції; системно-синергетичний підхід дає можливість більш глибоко розглянути механізми процесу інтегрування, прогнозувати його кінцевий результат; модельний підхід несе в собі цілісність подання інформації про інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін.

Інтегративний підхід до вивчення математики і спеціальних дисциплін ґрунтується на взаємодії понять, законів, формул зі спеціальних дисциплін із використанням математичних прийомів обчислення, що забезпечує підготовку майбутніх техніків-програмістів на рівні сучасних вимог до фахівців даного профілю.

У другому розділі - “Педагогічні умови інтеграції знань з математики і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування” - визначено і обґрунтовано педагогічні умови інтегрування змісту математичної і спеціальної підготовки молодших спеціалістів з програмування: формування системи математичних і спеціальних знань комп'ютерного профілю на основі інтегративного підходу; використання системи коригуючих заходів щодо структурування змісту навчання математики і спеціальних дисциплін на засадах міждисциплінарної інтеграції; організації самостійної роботи з математичних і спеціальних дисциплін на основі інтегративного підходу.

Професійна підготовка молодших спеціалістів з програмування, яка здійснювалася шляхом вивчення спеціальних дисциплін у тісному взаємозв'язку з математичними дисциплінами дала можливість виділити такі дидактичні положення необхідності надання курсу математичних дисциплін професійної спрямованості: подолання формально-логічного викладання матеріалу і надання абстрактним математичним поняттям і положенням конкретного змісту; забезпечення органічної єдності понять спеціальних дисциплін з умовами математичних задач; ознайомлення студентів з числовими методами як необхідного елемента професійної підготовки; розвиток професійно-прикладного математичного мислення студентів (відпрацювання навичок постановки і розв'язання прикладних задач за допомогою математичних методів); забезпечення мотивації вивчення математичних дисциплін, як необхідного психологічного чинника, що сприяє підвищенню інтересу до вивчення спеціальних дисциплін.

У ході дослідження було виявлено, що сучасним критерієм ефективної професійної підготовки техніка-програміста є його спроможність поповнювати знання та уміння протягом життя відповідно до постійно зростаючих вимог до його компетентнісних характеристик: особливої значущості при цьому набуває проблема збереження попередньо здобутих знань та умінь.

Значну увагу приділено етапу планування коригуючих професійно спрямованих заходів викладача на заняттях математики. Обґрунтовано, що планування заходів коригуючої діяльності доцільно здійснювати на підставі аналізу особливостей внутрішньої структури курсу математики та її професійної спрямованості. При цьому в процесі здійснення запланованої коригуючої діяльності викладачем ретельно досліджуються саме ті навчальні елементи, якість коригування яких значно підвищить рівень засвоєння матеріалу спеціальних дисциплін. На етапі планування керівної коригуючої діяльності викладача ефективними виявилися «план-карти коригування».

Виділено основні функції коригування професійно спрямованих знань та умінь студентів у процесі вивчення математики: навчальну (сприяє осмисленню, усвідомленню, розширенню, уточненню, систематизації за закріплення математичних знань та умінь студентів); розвивальну (сприяє розвитку алгоритмічного мислення студента, розкриттю перспектив застосування математичних знань у майбутній професійній діяльності); виховну (сприяє розвитку пізнавального інтересу, навичок систематичної наполегливої праці, зумовлює формування важливих якостей особистості: відповідальності за прийняте рішення, самостійності); мотиваційно-стимулюючу (впливає на мотиваційну сферу студента, спонукає до поліпшення результатів навчання). Встановлено, що у підготовці молодших спеціалістів з програмування коригування професійно спрямованих знань з математики доцільно здійснювати у два способи: коригування знань та умінь як реакцію на вже допущені помилки студентів та як профілактичне коригування знань та умінь студентів.

Доведено, що ефективність заходів коригування професійно спрямованих математичних знань та умінь на вже допущені помилки зростає, якщо під час їх здійснення враховується професійна спрямованість математичних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування. Реалізація професійної спрямованості математичних дисциплін виражається у змісті навчального матеріалу, який передбачає виконання завдань на складання алгоритмів. Профілактичне коригування професійно спрямованих знань та умінь на заняттях математики забезпечує підвищення ступеня узагальненості математичних знань і вмінь, автоматизації та самостійності цих знань і вмінь.

Врахування прогностичної спрямованості інтеграції змісту, форм і методів навчання у вищих навчальних закладах I - II рівнів акредитації дало можливість частково розв'язати деякі інші дидактичні проблеми. Головними з них визначено такі: мотивація вивчення фундаментальних дисциплін і формування у студентів інтересу до них, визначення можливостей професійного спрямування навчального процесу на перших курсах у вищих навчальних закладах I - II рівнів акредитації, наукове обґрунтування дидактичного забезпечення цілісності знань і вмінь, формування навичок самостійної роботи майбутніх молодших спеціалістів.

З'ясовано, що інтегрований підхід сприяє об'єктивнішому відбору змісту навчального матеріалу для курсів математики та спеціальних дисциплін майбутніх техніків-програмістів, що дає можливість зберігати специфіку кожної з методик. Виділено та обґрунтовано критерії відбору змісту навчального матеріалу.

Розв'язання проблеми якості професійної підготовки молодших спеціалістів з програмування залежить від багатьох чинників і потребує комплексного, системного підходу. Однією з провідних якісних характеристик професійної підготовки майбутніх фахівців є результативність організації самостійної роботи студентів. Самостійну роботу молодших спеціалістів з програмування визначено як форму навчання, під час якої студент засвоює необхідні знання, оволодіває вміннями і навичками, навчається планомірно й систематично працювати, мислити, формує свій стиль розумової діяльності. Відмінність її від інших форм навчання полягає в можливості студента самостійно організовувати свою діяльність відповідно до поставлених завдань, тобто становить собою єдність творчості й пізнання.

До особливостей організації самостійної роботи студентів технічного профілю на заняттях математики, на наш погляд, належать необхідність формувати у майбутніх техніків-програмістів вміння самостійно приймати рішення. Означений підхід детермінується специфікою роботи молодшого спеціаліста з програмування. Переважно його діяльність (створення баз даних, розроблення програмного забезпечення тощо) побудована на повній самостійності, де не відводиться час на професійну адаптацію. Проблеми, що постають, треба розв'язувати, спираючись на власні знання, вміння і досвід. За таких умов кожна помилка чи невчасно виконана технологічна операція може призвести до збитків, невиправданих витрат. Зважаючи на це, одним з особливо важливих завдань викладачів математики і спеціальних дисциплін у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування за умов інтегрованого підходу до вивчення математичних і спеціальних дисциплін є розвиток самостійності у студентів-початківців. Ця якість формується як спосіб мислення і діяльності, які знаходять свій вияв у виконанні завдань, у застосуванні засвоєних знань і вмінь у конкретних умовах, у здатності швидко орієнтуватися в нових умовах, знаходити раціональні прийоми і способи вирішення різноманітних завдань професійного характеру.

У третьому розділі - “Організація та проведення експериментальної роботи”-- розкрито етапи та методику педагогічного експерименту, проаналізовано його результати.

Педагогічний експеримент проводився у чотири етапи. На першому етапі, діагностичному, вивчався сучасний стан професійної підготовки молодших спеціалістів з програмування та визначався рівень їхньої базової математичної підготовки; проаналізовано навчальну документацію, зокрема навчальні плани з математики, вищої математики, числових методів та математичного програмування. На другому етапі, мотиваційно-цільовому, формулювалася мотивація і потреби студентів у професійному спрямуванні вивчення математики. На третьому етапі, організаційно-процесуальному, впроваджено методику інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійну підготовку молодших спеціалістів з програмування. На четвертому етапі, завершальному, проведено аналіз отриманих результатів упровадження методики інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у професійну підготовку молодших спеціалістів з програмування.

Мета формувального експерименту полягала у визначенні ефективності інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін за розробленою авторською методикою. Для цього було сформовано однорідні за рівнем успішності групи студентів вищого навчального закладу II рівня акредитації, які навчалися за спеціальностями "Програмування для електронно-обчислювальної техніки і автоматизованих систем" та "Експлуатація систем обробки інформації та прийняття рішень". В експериментальній групі було передбачено проведення інтегративних занять, розв'язування задач інтегративних типів, коригування професійно спрямованих знань.

Для обробки результатів ефективності застосування експериментальної методики використувалися методи, описані в науковій літературі, зокрема, статистичні методи (професор П.М.Воловик).

Реалізація методики передбачала на початковому етапі формувального експерименту визначення рівня глибини математичних знань майбутніх техніків-програмістів. З цією метою на початку першого семестру студентам експериментальної і контрольної груп була запропонована діагностична контрольна робота (вхідний контроль 1). На основі результатів даної роботи для кожного студента експериментальної групи складалася індивідуальна "план-карта коригування", проводилася робота щодо ліквідації "прогалин" у знаннях з математики за базовий шкільний курс. Враховуючи той факт, що практично до всіх задач з математики можна скласти алгоритми щодо їх розв'язання, зверталася увага студентів на те, що в основу професійних умінь молодшого спеціаліста входить уміння складати алгоритми. Паралельно з вивченням нового матеріалу на практичних заняттях з математики розв'язувалися задачі професійно спрямованого характеру. В процесі вивчення нового матеріалу постійно здійснювався контроль за рівнем раніше здобутих знань і умінь майбутніх техніків-програмістів та на основі їх результатів проводилася корекція професійно спрямованих знань. У кінці зазначеного терміну здачі матеріалу за змістом, визначеним у "планах-картах коригування", проводилася повторна контрольна робота (вхідний контроль 2). Для оцінки глибини базових математичних знань студентів було визначено такі рівні: 1-й - студент тільки відрізняє даний математичний об'єкт або дію від аналогів, показуючи формальне ознайомлення з об'єктом чи процесом навчання, з їх зовнішніми, поверховими характеристиками; 2-й - студент не тільки обирає на основі ряду ознак той чи інший математичний об'єкт, але й дає визначення поняттю, коротко розкриває зміст навчального матеріалу; 3-й - студент не тільки показує розуміння функціональних залежностей між явищами, які вивчаються, і вміє описувати об'єкт, а й розв'язує задачі, розкриваючи причинно-наслідкові зв'язки, вміє застосовувати знання, розв'язуючи інші за змістом завдання, зокрема пов'язані з життям; 4-й - студент здатний шляхом цілеспрямованого вибіркового застосування відповідних знань під час розв'язування творчих задач виробляти нові прийоми і способи їх розв'язання. Результати вхідного контролю 1 ( ВК-1) та вхідного контролю 2 (ВК-2) представлені на рис. 1. і рис.2.

Рис. 1.Результати ВК-1

Рис.2. Результати ВК-2.

Як показали діагностичні зрізи, показники рівнів глибини математичних знань у студентів експериментальних груп внаслідок впровадження методики коригування професійно спрямованих знань є вищими, ніж у студентів контрольної групи. Для визначення показників повноти знань зі спеціальних дисциплін було проаналізовано результати виконання завдань із "Числових методів" та "Математичного програмування".

Для встановлення наявності чи відсутності статистично вірогідних відмінностей між показниками повноти знань студентів контрольної і експериментальної груп використовувався критерій Пірсона ² (при рівні значущості 0,05, =3). Результати обрахунків (²_обр⁼ 11,25> _крит ⁼ 7,9) засвідчили про позитивний вплив на якісні зміни у параметрах спеціальних знань в процесі вивчення математики.

У результаті інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін зріс і якісний показник рівня сформованості навичок самостійної роботи майбутніх техніків-програмістів. Якщо на початку вивчення курсів вищої математики та числових методів у експериментальній групі середній і високий рівні сформованості навичок самостійної роботи становили 61,3 % студентів, то після впровадження методики інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін ці рівні сформованості становили 76,4 % студентів.

Навчання згідно із пропонованою методикою одержало позитивну оцінку також студентів вищих навчальних закладів І - ІІ рівнів акредитації: було зроблено висновок про зменшення навчального навантаження, більшу доступність знань з математики. Завдяки коригуванню професійно спрямованих знань підвищилася якість математичних знань і вмінь, рівень сформованості навичок самостійної роботи, полегшилося засвоєння деяких понять спеціальних дисциплін, з'явилися можливості реального застосування математичних знань у професійній діяльності.

ВИСНОВКИ

1. Дослідження стану професійної підготовки майбутніх молодших спеціалістів з програмування засвідчило переважно про їхню неспроможність на достатньому рівні використовувати знання і вміння в нових ситуаціях, в той час як якість підготовки фахівців, вміння самостійно поповнювати свої знання, застосовувати одержані знання для розв'язування практичних завдань, які мають комплексний характер, розвиток творчого потенціалу особистості залежить не тільки від рівня засвоєння окремих дисциплін, але і від взаємодії між галузями знань, які становлять теоретичну основу діяльності фахівців. Зміст професійної підготовки майбутніх техніків-програмістів повинен забезпечувати синтез, всебічне вивчення закономірностей явищ і процесів у їх загальному зв'язку, у взаємодії й динаміці. Одним із ефективних шляхів подолання розмежування знань та відокремлення їх вивчення в навчальному процесі, забезпечення цілісності сприймання навколишнього світу, повноти наукового пізнання кожного конкретного явища сучасними науковцями і практиками визнана інтеграція змісту освіти. Забезпечення професійної спрямованості викладання математичних дисциплін в контексті інтегративного підходу сприяє розвитку математичного мислення фахівця, підвищує мотивацію навчальної та пізнавальної діяльності, формує уміле застосування набутих математичних знань і вмінь у професійній діяльності.

2. Доведено, що інтегративний підхід сприяє більш об'єктивному відбору змісту навчального матеріалу для курсів математики та спеціальних дисциплін майбутніх техніків-програмістів, що дає можливість зберігати специфіку кожної із застосованих методик. Виділено основні критерії відбору змісту навчального матеріалу для інтеграції математичних і спеціальних дисциплін, а саме: оптимальне співвідношення обсягів інтегрованих дисциплін з метою уникнення їх невідповідності; предметно-професійна доцільність; відповідність сучасному стану галузі освоюваних знань і її прогностичності; відповідність навчального матеріалу рівню підготовки студентів, розвитку їхніх умінь і навичок; відповідність застосовуваних методів і дидактичних умов матеріально-технічній базі навчального закладу.

3. Всебічно проаналізовано педагогічні умови, що сприяють успішному впровадженню інтегративного підходу у професійній підготовці майбутніх техніків-програмістів, теоретично обгрунтувано зміст, способи та форми інтегративного підходу до професійної підготовки майбутніх молодших спеціалістів з програмування. Доведено важливе значення впровадження інтегративного підходу у професійну підготовку майбутніх техніків-програмістів у вищій школі за умов конкретизації способів розгортання інтеграції у процесі професійної підготовки майбутніх молодших спеціалістів з програмування, оптимального співвідношення предметного та інтегративного навчання.

4. Визначено роль коригування професійно спрямованих знань у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування. Встановлено, що найбільш ефективними прийомами коригуючої діяльності викладача є створення проблемних ситуацій з метою виявлення та усунення самими студентами прогалин у своїх знаннях і вміннях, пропонування їм завдань, в яких знання і вміння з розділів математики та вищої математики, які вивчалися раніше, включаються до нової діяльності, що забезпечує їх міцне запам'ятовування та полегшує вивчення спеціальних дисциплін.

5. З урахуванням критеріїв відбору змісту навчального матеріалу для інтеграції математичних і спеціальних дисциплін було розроблено систему прикладного математичного забезпечення майбутніх техніків-програмістів. Для реалізації цієї системи відпрацьовано методики використання практичних завдань для інтегрованого вивчення математики та спеціальних дисциплін, орієнтованих на майбутню професійну діяльність, при виборі способів ознайомлення студентів з числовими методами, розв'язування задач з математики шляхом складання алгоритмів, формування математичних умінь і навичок, необхідних для розв'язування практичних професійних завдань на заняттях з математики. Визначено роль і місце самостійної роботи при застосуванні інтегративного підходу до вивчення математичних і спеціальних дисциплін майбутніми молодшими спеціалістами з програмування.

6. Ефективність запропонованої методики підвищення ефективності професійної підготовки майбутніх техніків-програмістів шляхом інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін перевірено в ході експерименту. Результати експериментального дослідження продемонстрували позитивну динаміку рівнів готовності майбутніх техніків-програмістів до засвоєння інтегрованих знань у студентів експериментальних груп та підвищення показників мотиваційно-ціннісного, навчально-пізнавального, операційно-діяльнісного критеріїв сформованості інтегрованих науково-предметних знань.

7. Аналіз результатів дослідження показав, що реалізація методики інтегрування змісту математичних і спеціальних дисциплін у процесі підготовки майбутніх техніків-програмістів забезпечує підвищення рівня їхніх професійних умінь і навичок. Одержані результати засвідчують доцільність упровадження методики коригування професійно спрямованих знань у процесі інтегрованого вивчення математики та спеціальних дисциплін під час підготовки майбутніх молодших спеціалістів з програмування. Поширення пропонованої методики у роботі з ширшим колом студентів, її реалізація у навчальному процесі вищих навчальних закладів I - П рівнів акредитації підтвердили вірогідність висунутої гіпотези, достовірність даних експериментального навчання, що підтверджує розв'язання основних завдань дослідження.

Результати дослідження можуть бути використані: науково-методичними підрозділами Міністерства освіти і науки України, вищими навчальними закладами І - ІІ рівнів акредитації, що здійснюють професійну підготовку молодших спеціалістів з програмування на основі створення й реалізації інтегрованих лекцій та практичних занять, викладачами математичних дисциплін з метою кваліфікованої професійної спрямованості навчальних дисциплін.

Здійснене дослідження, однак, не вичерпує всіх аспектів означеної проблеми. Потребують подальшого дослідження концептуальне обґрунтування системи прикладного математичного забезпечення у підготовці майбутніх техніків-програмістів, системи коригуючих навчальних завдань у професійній підготовці молодших спеціалістів з програмування, інші проблеми, які актуалізує практика підготовки техніків-програмістів.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ВІДОБРАЖЕНО В ТАКИХ ПУБЛІКАЦІЯХ

Статті у наукових фахових журналах та збірниках наукових праць

1. Тищенко С.І. Інтеграція знань з математики і спеціальних дисциплін як чинник підвищення якості професійної підготовки майбутніх техніків - програмістів / Світлана Тищенко // Неперервна професійна освіта: теорія і практика. - 2008. - Вип. I/II. - С. 120-131.

2. Тищенко С.І.Інтеграційний підхід до вивчення математики і спеціальних дисциплін при підготовці техніків-програмістів у вищих навчальних закладах I-II рівнів акредитації / С.І. Тищенко // Педагогічний процес: теорія і практика: зб. наук. пр./ Благод. фонд ім. А.С. Макаренка;[голов. ред. С.О.Сисоєва] - К., 2008. - Вип. II. - С. 213-225.

3. Тищенко С.І. Педагогічна технологія корекції знань з математики студентів першого курсу вищих навчальних закладів II рівня акредитації (спеціальність: “Програмування електронно-обчислювальної техніки і автоматизованих систем”) / Світлана Тищенко // Неперервна професійна освіта: теорія і практика. - 2005.- Вип. III /IV. - С. 108-114.

4. Тищенко С.І. Формування у майбутніх техніків-програмістів професійних умінь у процесі самостійної роботи / Світлана Тищенко, Оксана Суворова // Неперервна професійна освіта: теорія і практика. - 2006. - Вип. III/IV. - С. 79-84.

5. Тищенко С.І. Формування знань, умінь і навичок математичного компонента у змісті професійної підготовки майбутніх молодших спеціалістів з програмування для електронно-обчислювальної техніки і автоматизованих систем / Світлана Тищенко // Неперервна професійна освіта: теорія і практика. - 2007. - Вип. I/II. - С. 125-134.

Матеріали конференцій та тези

6. Тищенко С.І. Процеси вирівнювання - технологія підвищення якості знань з математики студентів вищих навчальних закладів I-II рівнів акредитації / С.І.Тищенко // Тези Всеукр. наук.-практ. конф. [“Актуальні проблеми теорії і методики навчання математики”], (Київ, 6 жовт. 2004 р.) / НПУ імені М.П.Драгоманова. - К., 2004. - С.177-178.

7. Тищенко С.І. До проблем наступності математичної освіти в системі “загальноосвітня школа - вищий навчальний заклад” // Матеріали I Міжнар. наук.-практ. конф. [“Науковий потенціал світу 2004”]: Т.42: Стратегічні напрями реформування системи освіти. - Дніпропетровськ, 2004. - С. 43-45.

8. Тищенко С.І. Корекція знань з математики студентів першого року навчання вищих навчальних закладів II рівня акредитації спеціальності “Програмування для електронно-обчислювальної техніки і автоматизованих систем” / С.І.Тищенко // Матеріали Всеукр. наук.-метод. конф.[“Проблеми математичної освіти (ПМО-2005)”], ( Черкаси, 20-22 квіт., 2005 р.). - Черкаси, Вид. від. ЧНУ ім. Б.Хмельницького, 2005. - С. 364-365.

9. Тищенко С.І. Організація самостійної роботи в процесі вивчення математики майбутніми техніками-програмістами /С.І.Тищенко// Матеріали Всеукр. наук.-метод. конф. [“Проблеми математичної освіти» (ПМО-2007)”], ( Черкаси, 16-18 квіт. 2007 р.). - Черкаси: Вид. від. ЧНУ ім. Б.Хмельницького, 2007. - С. 203-204.

10. Тищенко С.І. Професійне спрямування математичних знань фахівців технічного профілю / С.І.Тищенко// Матеріали II Міжвуз. наук.-практ. конф. [“Науковий потенціал вищої школи” (теорія, методологія, методика)], ( Миколаїв, 28-29 квіт. 2005 р.). - Миколаїв, 2006. - С. 96-99.

11. Тищенко С.І. Інтеграційний підхід до вивчення математики при підготовці техніків-програмістів / С.І.Тищенко// Матеріали III Міжвуз. наук.-практ. конф. [“Науковий потенціал вищої школи: політехнічна освіта в контексті Болонського процесу ”], (Миколаїв, 26-27 квіт. 2007 р). - Миколаїв, 2007. - С. 239-242.

12. Тищенко С.І. Інтеграція знань у математичній підготовці майбутніх техніків-програмістів / С.І.Тищенко// Матеріали IV Міжвузівської науково-практичної конференції [“Науковий потенціал вищої школи”], (Миколаїв, 24-25 квіт.2008р.). - Миколаїв, 2008. - С. 199-202.

Размещено на Allbest.ru