Использование компьютерных математических систем в обучении математике студентов специальности "Информатика" педагогических вузов

• Автор: Плясунова, Ульяна Валерьевна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 148 с. : ил.

1 подготовка пользователей системы
2 применение системы в дисциплинах физикоматематического цикла во время лекционных, практических и лабораторных занятий, а также для организации самостоятельной работы студентов
3 применение системы в процессе учебноисследовательской и научноисследовательской работы студентов при подготовке курсовых и дипломных работ, а также в работе студенческих научных кружков и проблемных групп.
Методически учебный процесс предлагается строить традиционно лекции, семинары, лабораторные работы. лекциях используются компьютерные демонстрации и компьютерное решение задач. Па семинарах используется компьютерное решение задач, лучше всего основанное на готовых, запрограммированных в КМС заранее, решениях опорных задач по данной теме.
С.А. Дьяченко разработана методическая модель обучения высшей математике на первом курсе вузов естественнотехнического профиля с применением КМС i. В данной модели при изучении курса
высшей математики исходные теоретические знания студент получает на лекции. Они носят характер общего и показывают структуру изучаемого материала. Лабораторные работы с помощью КМС помогают указать общие формулы для решения задач определенного класса, помогают установить общие свойства изучаемых объектов и т. д. На практических занятиях рассматриваются частные случаи, уточняются отдельные свойства, решаются отдельные примеры, рассматриваются отдельные задания в рамках одного общего способа решения заданий данной темы. Таким образом, студенты начинают изучение с общего, затем переходят к рассмотрению частных случаев. Как показывают результаты исследования С.А. Дьяченко, при наличии лабораторной работы на основе КМС как связующего звена между соответствующим лекционным и практическим материалом обучение курсу высшей математики в вузе поднимается на более высокий качественный уровень. Как отмечает С.А. Дьяченко, без овладения навыками пользования КМС невозможно решать математические задачи с помощью компьютера в то же время, невозможно овладеть КМС, не зная основ математики. Таким образом, возникает необходимость параллельного изучения КМС и курса высшей математики.
С.А. Дьяченко сформулированы требования к содержанию обучения с использованием КМС, к деятельности преподавателя и студента переформулированы дидактические принципы для процесса обучения высшей математике с использованием КМС.
В.П. Дьяконов отмечает, что недостаточное знакомство с системами символьной математики преподавателей вузов приводит к неверной оценке значимости таких систем .некоторые преподаватели полагают, что системы символьной математики отучают школьников и студентов от анализа математической сущности задач, однако такое мнение обусловлено недостаточно глубоким знакомством с возможностями и принципами работы КМС .
В то же время, как показывает анализ литературы, преподаватели, использующие КМС в обучении математике, отмечают повышение уровня математической подготовки учащихся по сравнению с обучением математике без использования компьютеров различия в уровне математической подготовки учащихся при использовании различных технологий использования КМС в обучении математике не анализируются.
Однако имеется ряд противоречий, связанных с математической подготовкой будущих педагоговматематиков, среди которых
существенными являются следующие
между скоростью развития информационных технологий и состоянием преподавания математики в современном педагогическом вузе
между возможностями использования КМС в обучении математике и недостаточностью научнометодических разработок
между необходимостью формирования вычислительных навыков студентов и практикой использования студентами компьютерных математических систем при самостоятельном решении задач
между необходимостью формирования у студентов умения построения алгоритмической модели при решении математической задачи и значительным объемом вычислений, препятствующих осознанию структуры модели.
Актуальность


Капустиной сформулированы методические основы использования системы i при преподавании математических дисциплин на примере курса дифференциальной геометрии в педагогическом вузе. Т.В. Методически учебный процесс предлагается строить традиционно лекции, семинары, лабораторные работы. Па семинарах используется компьютерное решение задач, лучше всего основанное на готовых, запрограммированных в КМС заранее, решениях опорных задач по данной теме. С.А. Дьяченко разработана методическая модель обучения высшей математике на первом курсе вузов естественнотехнического профиля с применением КМС i. Они носят характер общего и показывают структуру изучаемого материала. Лабораторные работы с помощью КМС помогают указать общие формулы для решения задач определенного класса, помогают установить общие свойства изучаемых объектов и т. На практических занятиях рассматриваются частные случаи, уточняются отдельные свойства, решаются отдельные примеры, рассматриваются отдельные задания в рамках одного общего способа решения заданий данной темы. Таким образом, студенты начинают изучение с общего, затем переходят к рассмотрению частных случаев. Как показывают результаты исследования С. А. Дьяченко, при наличии лабораторной работы на основе КМС как связующего звена между соответствующим лекционным и практическим материалом обучение курсу высшей математики в вузе поднимается на более высокий качественный уровень. Как отмечает С. А. Дьяченко, без овладения навыками пользования КМС невозможно решать математические задачи с помощью компьютера в то же время, невозможно овладеть КМС, не зная основ математики. Таким образом, возникает необходимость параллельного изучения КМС и курса высшей математики. С.А. Дьяченко сформулированы требования к содержанию обучения с использованием КМС, к деятельности преподавателя и студента переформулированы дидактические принципы для процесса обучения высшей математике с использованием КМС. В.П. Дьяконов отмечает, что недостаточное знакомство с системами символьной математики преподавателей вузов приводит к неверной оценке значимости таких систем . КМС . В то же время, как показывает анализ литературы, преподаватели, использующие КМС в обучении математике, отмечают повышение уровня математической подготовки учащихся по сравнению с обучением математике без использования компьютеров различия в уровне математической подготовки учащихся при использовании различных технологий использования КМС в обучении математике не анализируются. Актуальность исследования определяется, таким образом, необходимостью повышения эффективности педагогических технологий обучения математическим дисциплинам, основанных на использовании компьютерных математических систем, а также дидактических условий применения их в качестве средств информационных технологий в обучении математике. Объектом исследования является процесс использования компьютерных математических систем в учебном процессе. Предметом исследования являются дидактические условия, при которых использование компьютерных математических систем в процессе обучения математике студентов педагогических вузов позволит повысить эффективность профессиональной подготовки студентов по специальности Информатика. Цель исследования выявить дидактические условия, при которых использование компьютерных математических систем повысит эффективность профессиональной подготовки студентов по специальности Информатика. КМС студентов педагогических вузов. Теоретикометодологическая основа исследования. Исследование опиралось на фундаментальные исследования в области психологии Б. Г. Ананьев, Л. С. Выг отский, А. Н. Леонтьев и др. Ю.К. Бабанский, В. И. Загвязинский, П. И. Пидкасистый, Н. Ф. Талызина и др. П.Я. Гальперин, Н. Г. Салмина, Н. Ф. Талызина и др. В.А. Гусев, В. П. Беспалько, Ю. М. Калягин, Д. Б. Эльконин и др. Е.В. Бондаревская, В. В. Сериков, И. С. Якиманская и др. Е.И. Смирнов, Т. Н. Карпова, И. Н. Мурина и др. С.И. Архангельский, Леднев, В. М. Монахов, А. Н.Л. Стефанова и др. Б.С. Гершунский, А. П. Ершов, В.