Использование информационных технологий в обучении математике и информатике студентов средних специальных учебных заведений технического профиля

Адекватность роли компьютера задачам обучения обеспечивается преподавателем путём выбора заданий, их последовательности, вопросов к заданиям, контрольных вопросов, тщательно подобранным домашним заданиям. Очень важно, чтобы студент мог сам адаптировать учебный материал, подчас самостоятельно поднимаясь на более высокий уровень.

Важным здесь является то, что методика обучения в условиях применения системы Mathematica находится целиком в руках преподавателя, позволяет ему полноценно использовать все имеющиеся в его распоряжении методические приёмы, сохранять полезные традиции. Основным моментом является то, что занятия с применением КМС проводятся так и тогда, когда помощь компьютерной математической системы существенно способствует получению информации и повышению её уровня. Занятия с компьютерным сопровождением в такой форме легко адаптируются к любым программам, не вступая в противоречие с накопленным методическим и педагогическим опытом, расширяя рамки и способы взаимодействия с обучаемыми.

Методика педагогического эксперимента включала использование таких общепедагогических методов, как индивидуальные беседы, опрос, анкетирование, наблюдение учебного процесса преподавания математики и информатики в среднем специальном учебном заведении технического профиля, изучение результатов деятельности студентов технических специальностей в экспериментальной и контрольной группах.

В ходе поискового и констатирующего этапов педагогического эксперимента решались задачи по изучению состояния проблемы исследования и выяснению объективных возможностей применения системы Mathematica в преподавании математики и информатики в средних специальных учебных заведениях при обучении студентов технического профиля.

Эффективность использования новой информационной технологии обучения математике и информатике студентов технических специальностей определялась в ходе формирующего эксперимента. Непосредственным объектом формирующего эксперимента явились изменения объёма, характера и качества знаний, умений и навыков студентов, происходящие под влиянием педагогического воздействия применения в учебном процессе компьютерной математической системы Mathematica. Результаты формирующего эксперимента позволили доказать справедливость утверждения о высокой эффективности КМС Mathematica в деле интенсификации учебного процесса на основе принципа межпредметности, формирования познавательного интереса студентов и эффективной организации их деятельности по приобретению и применению знаний, а также развития их математической и информационной культуры, развитию профессиональной математической компетенции.

Экспериментальная методика осуществлялась на основе использования разработанного автором учебного пособия по дисциплине «Математика» и компьютерного учебника, выполненного в среде Mathematica, а также применения системы в курсе информатики в качестве базового программного продукта при изучении основных понятий программирования.

Эффективность обучения математике и информатике студентов технических специальностей с использованием системы Mathematica оценивалась по методике С. Кульбака путём сравнения проведённой работы со студентами экспериментальной и контрольной групп. Оценка производилась по двум направлениям:

1) оценка теоретических знаний;

2) оценка практических умений и навыков (в экспериментальной и контрольной группах).

Их анализ позволяет доказать справедливость утверждения о высокой эффективности компьютерной системы Mathematica в деле интенсификации учебного процесса преподавания математики и информатики, формирования познавательного интереса студентов и организации их активной деятельности по приобретению глубоких знаний по данным дисциплинам.

Обоснованность выводов экспериментального исследования подтверждается длительностью эксперимента, сопоставлением исходных данных, полученных с помощью различных методов педагогического исследования, статистическими методами обработки результатов педагогического эксперимента.

Основные результаты работы и выводы

В результате диссертационного исследования:

1. На основании проведённого анализа педагогической и методической литературы на предмет комплексного использования информационных технологий в процессе обучения математике и информатике будущих специалистов среднего звена технического профиля установлено, что одним из перспективных направлений в области информатизации среднего профессионального образования является использование в процессе обучения компьютерных математических систем.

2. Обосновано, что компьютерная система Mathematica, как универсальный программный продукт, сочетающий в себе свойства систем компьютерной математики и языков программирования, является полноценной компьютерной математической средой, и это даёт основания для использования её в обучении математике и информатике в качестве средства новых информационных технологий и средства осуществления межпредметных связей данных дисциплин.

3. Разработана методика комплексного использования КМС Mathematica в курсах математики и информатики, включая использование системы Mathematica во всех видах учебных занятий данных дисциплин (лекционных, практических, лабораторных, факультативных), в самостоятельной и исследовательской работе студентов средних специальных учебных заведений технического профиля.

4. Разработаны средства интенсификации профессиональной подготовки будущих специалистов среднего звена - элементы учебно-методического комплекса обучения математике и информатике с использованием КМС Mathematica, включающие: примерные и тематические планы обучения дисциплинам с использованием системы Mathematica, описание методики использования системы в курсе информатики в качестве базового программного продукта при изучении основных понятий программирования, учебное пособие по дисциплине «Математика» для работы с компьютерной математической системой Mathematica и компьютерный учебник, выполненный в среде Mathematica, описание методики их использования в процессе обучения математике в системе среднего профессионального образования.

5. Экспериментальная проверка использования разработанного учебно-методического обеспечения показала эффективность компьютерной математической системы Mathematica в преподавании курсов математики и информатики студентам технических специальностей, формирования их познавательного интереса, организации активной деятельности по приобретению глубоких знаний по дисциплинам, развитию профессиональной математической компетенции, совершенствованию профессиональных навыков будущих специалистов среднего звена.

Предложенные в диссертации методика и учебно-методическое обеспечение комплексного использования КМС Mathematica в курсах математики и информатики могут быть использованы в профессиональной подготовке специалистов среднего звена не только технических, но и гуманитарных специальностей.

Основные положения диссертационного исследования отражены в следующих публикациях

1. Иванова, Т.А. Компьютерный практикум по математике как средство повышения уровня математических знаний и информационной культуры [Текст] / Т.А. Иванова // Среднее профессиональное образование. - 2008. №3. - С. 12-15. (0,61 п. л.).

2. Иванова, Т.А. Компьютерные математические системы как средство новых информационных технологий обучения [Текст] / Т.А. Иванова // Среднее профессиональное образование. - 2008. - №8. - С. 20-22 (0,44 п. л.).

3. Иванова, Т.А. Роль математики в подготовке специалистов технического профиля [Текст] / Т.А. Иванова // Рынок труда и профессиональное образование: Материалы Республиканской научно-практической конференции. - Казань: РИЦ «Школа», 2004. - С. 65-67. (0,13 п. л.).

4. Иванова, Т.А. Использование компьютерных математических систем в колледжах технического профиля [Текст] / Т.А. Иванова // Образование и воспитание социально-ориентированной личности студента: отечественный и зарубежный опыт: Материалы международной научно-практической конференции. В 2 т.: Т. 2. - Казань: Изд-во «Отечество», 2005. - С. 427-429. ISBN 5-9222-0125-5. (0,21 п. л.)

5. Иванова, Т.А. Роль компьютерной математической системы Mathematica в подготовке специалистов технического профиля [Текст] / Т.А. Иванова // Информатизация образования в Республике Татарстан: опыт, проблемы, перспективы: Материалы Республиканской научно-практической конференции. В 2 ч.: Ч. 2. - Казань: Изд-во «Таглимат» Инс-та. экон., управл. и права, 2006. - С. 322-326. - ISBN 5-8399-0149-0. (0,25 п. л.).

6. Иванова, Т.А. Компьютерный практикум по математике на основе компьютерной математической системы Mathematica [Текст] / Т.А. Иванова // Наука и профессиональное образование: Материалы региональной научно-практической конференции. - Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2007. - С. 91-94. - ISBN 978-5-7579-1000-0. (0,38 п. л.).

7. Иванова, Т.А. Новые информационные технологии в образовании на основе компьютерной математической системы Mathematica [Текст] / Т.А. Иванова // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-20: сб. трудов XX Международной научной конференции. В 10 т. Т 9. Секция 7, 10. - Ярославль: Изд-во Яросл. гос. техн. ун-та, 2007. - С. 206-207. ISBN 5-230-20702-7. (0,12 п. л.).

8. Иванова, Т.А. Формирование профессиональной компетентности будущего специалиста с помощью компьютерной математической системы Mathematica [Текст] / Т.А. Иванова // Инновации в преподавании информационных технологий в ССУЗ РТ: Республ. науч.-практ. семинар, 23 апр. 2008 г.: сб. ст. - Казань: РИЦ «Школа», 2008. - С. 93-98 (0,3 п. л.).

9. Иванова, Т.А. Исследовательская работа студентов средствами информационных технологий - важнейший фактор повышения качества подготовки специалистов [Текст] / Т.А. Иванова // Инновации в преподавании информационных технологий в ССУЗ РТ: Республ. науч.-практ. семинар, 23 апр. 2008 г.: сб. ст. - Казань: РИЦ «Школа», 2008. - С. 86-93 (0,4 п. л.).

10. Иванова, Т.А. Практикум по дисциплине «Математика» с использованием компьютерной математической системы Mathematica для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования по техническим специальностям [Текст] / Т.А. Иванова. - Нижнекамск: УМЦ, 2007. - 123 с. (7,7 п. л.).

Размещено на Allbest.ru