Письма в

 Эмиссия.Оффлайн

2014

 The Emissia.Offline Letters           Электронное научное издание (научно-педагогический интернет-журнал)  

Издается с 7 ноября 1995 г.  Учредитель:  Российский государственный педагогический университет им. А.И.Герцена. ISSN 1997-8588

ART  2257  

Сентябрь 2014 г.

Татьяненко Светлана Александровна
кандидат педагогических наук, доцент, заведующий кафедрой математики и информатики, Тюменский государственный нефтегазовый университет, филиал в г. Тобольске, г. Тобольск

tatianenco@mail.ru  

Чижикова Елена Сергеевна
кандидат педагогических наук, доцент кафедры математики и информатики,  Тюменский государственный нефтегазовый университет в г. Тобольске, г.Тобольск

lena_ks2006@mail.ru  

Об использовании проектного метода в процессе изучения математических дисциплин в техническом вузе 

Аннотация
Статья посвящена проблеме совершенствования содержания и методов преподавания, отвечающих современным требованиям обучения в высшей школе, в частности при преподавании математических дисциплин. Авторы ставят своей целью  показать, что использование технологии проектной деятельности в процессе обучения математике в техническом вузе выступает как  средство формирования общекультурных и профессиональных компетенций.  

Ключевые слова:
проектная деятельность, метод проектов, преподавание математики, компетентностей подход 

Система высшего профессионального образования на современном этапе направлена на подготовку специалистов, обладающих не только фундаментальными знаниями, но и творческим мышлением, способностью к саморазвитию, к осуществлению качественного и количественного анализа различных явлений, принятию самостоятельных решений в ситуации выбора. 

Анализ федеральных государственных образовательных стандартов показал, что среди различных видов профессиональной деятельности, которые должны осуществлять бакалавры, одними из основных являются различные виды проектной деятельности (проектно-конструкторская, проектно-технологическая и т.д.). В таблице 1 представлены виды деятельности и профессиональные компетенции, формирование которых должно происходить в процессе обучения в Вузе у студентов различных направлений подготовки бакалавров.

Таблица 1. ФГОС ВПО по техническим направлениям подготовки (квалификация «Бакалавр»)

230100.62 Информатика и вычислительная техника  

Задачи Профессиональные компетенции

Сбор и анализ исходных данных для проектирования

Разработка проектной документации

Изучение отечественного и зарубежного опыта по тематике исследования

ПК-7. Готовит презентации, научно-технические отчеты по результатам выполненной работы, оформляет результаты исследований в виде статей, докладов на научно-технических конференциях.

ПК-6. Обосновывает принимаемые проектные решения, осуществляет постановку и выполняет эксперименты по проверке их корректности и эффективности.

240100.62 Химическая технология

Задачи Профессиональные компетенции

Сбор и анализ исходных данных

Участие в разработке  проектной документации

ПК-26. Разрабатывает проекты (в составе авторского коллектива).

ПК-27. Использует информационные технологии при разработке проектов.

190600.62 Эксплуатация транспортно-технологических  машин и комплексов

Задачи Профессиональные компетенции

Организация работы малых коллективов исполнителей

Разработка проектной документации

Проведение экспериментов по заданной методике, обработка и анализ результатов

ПК-5. Владеет основами методики разработки проектов и программ для отрасли.

ПК-20. Владеет умением проводить измерительный эксперимент и оценивать результаты измерений.

220700.62 Автоматизация технологических процессов и производств

Задачи Профессиональные компетенции

Сбор и анализ исходных данных

Разработка проектной документации

Организация работы малых коллективов исполнителей 

ПК-6. Способен участвовать в постановке целей проекта, его задач при заданных критериях, целевых функциях, ограничениях, разработке структуры и взаимосвязей, определении приоритетов решения задач.

ПК-30. Способен организовывать работу малых коллективов исполнителей.

140400.62 Электроэнергетика и  электротехника

Задачи Профессиональные компетенции

Сбор и анализ исходных данных

Разработка проектной документации

ПК-32. Готов  к кооперации с коллегами и работе в коллективе, к организации работы малых коллективах исполнителей.

ПК-40. Готов планировать экспериментальные исследования.

ПК-44. Способен выполнять экспериментальные исследования по заданной методике, обрабатывать результаты экспериментов.

Согласно ФГОС реализация компетентностного подхода должна предусматривать широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. Поэтому, проблема совершенствования содержания и методов преподавания, отвечающих современным требованиям обучения в высшей школе, приобрела особую актуальность.  

В последнее время большие надежды в образовании стали возлагать на метод проектов в связи с его возможностями организовать обучение в процессе деятельности, развивать способность применять знания для решения практических задач.  

В современной литературе различным аспектам технологии проектного метода посвящены работы Е.С.Полат [1,2], Д.Дьюи [3], А.Л.Блохина [4], Н.А.Краля [5], Дж. Равена [6], В.В.Гузеева [6] и др. В этих работах большое внимание исследователи уделяют проектированию как средству развития компетенций. Особый интерес представляет опыт обучения проектированию в зарубежных вузах [7,8]. Дисциплина "Инженерное проектирование", введенная во многих зарубежных вузах, проводится практически на каждом году обучения и состоит из курса лекций по методике проектирования и самостоятельной работе студентов в процессе непосредственного проектирования. Однако в процессе изучения других дисциплин метод проектов практически не используется. 

При реализации компетентностного подхода в образовании метод проектов возможно и необходимо использовать при изучении практически всех дисциплин, т.к он позволяя развивать творческие способности, активность, самостоятельность, креативность, гибкость мышления. 

Важнейшая роль в подготовке компетентного бакалавра технического направления принадлежит математическим наукам. Ведь именно математика является важным средством познания закономерностей окружающего мира и раскрытия путей использования этих закономерностей в практической деятельности человека. Способность и готовность использовать математические методы для решения профессиональных задач в соответствии с направлением и уровнем подготовки - одно из важнейших качеств профессиональной культуры современного специалиста.  

Проблеме математической подготовки студентов высших технических учебных заведений посвящено достаточное количество работ [9,10,11 и др.]. Работы ведущих отечественных ученых посвящены различным аспектам профессиональной направленности обучения математике. Многие рассматривают проблемы формирования математической компетентности. 

Несмотря на широкий круг исследований, посвященных проблеме математической подготовки студентов технических направлений подготовки, в них недостаточно внимания уделяется использованию технологии проектов в процессе обучения математике как средства формирования общекультурных и профессиональных компетенций. Более того, как показывает практика обучения, в процессе изучения математических дисциплин в техническом вузе (анализируя рабочие программы дисциплин «Математика», «Алгебра и геометрия», «Спецглавы математики») преподаватели не ставят целью формирование компетенций, связанных с проектной деятельностью (указанных в таблице 1). Все вышесказанное обуславливает актуальность нашего исследования, посвященного использованию метода проектов в процессе изучения математических дисциплин в техническом вузе. 

Согласно И. Д. Чечель, «метод проектов – педагогическая технология, ориентированная не на интеграцию фактических знаний, а на их применение и приобретение новых (порой и путём самообразования). Активное включение обучающегося в создание тех или иных проектов даёт ему возможность осваивать новые способы человеческой деятельности в социокультурной среде» [12] (рис.1).

Рис. 1 Преимущества проектного метода как средства формирования общекультурных компетенций

С 2011 года в филиале «Тобольский индустриальный институт» ТюмГНГУ преподавателями кафедры математики и информатики начал использоваться метод проектов в образовательном процессе. В проектную деятельность были вовлечены обучающиеся 1, 2 курсов технических направлений подготовки: 240100.62 Химическая технология, 140400.62 Электроэнергетика и  электротехника, 190600.62 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов.  

Курс математических дисциплин на данных направлениях подготовки в ТюмГНГУ разбит на 3-4 семестра. Темы проектов разрабатывались на каждый семестр в соответствии с рабочими программами дисциплин. 

Отбирая учебный материал для проектов, учитывалась его связь с будущей профессиональной деятельностью. Кроме того, проекты носят междисциплинарный характер, включают в себя интегрированные задания, и, главное, ориентированы на создание конечного продукта, готового к использованию. Например, студентам предложены темы проектов, которые представлены в таблице 2. 

Таблица 2. Темы проектов и формы их выполнения.

Раздел дисциплины Тема проекта Форма выполнения

Линейная, векторная алгебра

Создание мультимедийных презентаций по темам: «Применение векторной алгебры в физике, технике», «Применение линейной алгебры в финансовых и экономических расчетах»

Групповая

Аналитическая геометрия

Разработка видеоматериалов по теме «Кривые и поверхности 2-го порядка»

Индивидуальная

Математический анализ

Создание мультимедийных презентаций по темам: «Приложения производной в химии, биологии, физике, электротехнике и др. науках», «Приложения определенного интеграла»

Групповая

Разработка электронного учебного пособия «Функции комплексного переменного»

Групповая

Разработка электронного учебного пособия «Использование математического пакета Mapl при изучении кратных интегралов»

Парная

Создание видеороликов на тему «Решение дифференциальных уравнений с помощью различных сред: MachCad, Matlab, Mapl»

Групповая

Математическая статистика

Проведение и анализ статистического исследования «Определение минимальной стоимости потребительской продуктовой корзины в г.Тобольске»

Парная

Проведение и анализ статистического исследования «Исследование рынка мобильных приложений для смартфонов»

Парная

Выполнение учебных проектов было структурировано по этапам, на каждом из которых решались определенные задачи.

Рис. 2 Этапы работы над проектом

Задачей проблемно-целевого этапа является выделение и формулирование проблемы, определение цели и ожидаемого результата. На этом этапе преподаватель определяет темы проектов, намечает возможные  варианты проблем, которые важно исследовать по намеченной тематике. Происходит разбиение на группы (если групповые проекты). В группах происходит распределение ролей и обязанностей участников. Студенты выдвигают гипотезы и определяют методы исследования.  

На аналитическом происходит анализ проблемы, определяются источники информации. Происходит анализ собранных фактов, корректировка задач, составление плана, разделение задания на дискретные шаги.

На практическом этапе происходят реализация решения и получение результата. Преподаватель проводит консультации, стимулирует самостоятельную деятельность студентов. 

Задача рефлексивного этапа в оценке результатов проекта и процесса его реализации. Происходит обсуждение, редактирование. Преподаватель на данном этапе формирует у студентов способность к рефлексии, чтобы они могли реально оценивать свою работу.  

Презентационный предполагает представление выполненного учебного проекта, его защиту.

Презентация, защита проектов, которая может проводиться:

  1. виде конкурса между обучающимися на звание «Лучшая работа», с активным обсуждением порядка выполнения и полученных результатов работы;

  2. участие в научно-практических конференциях различного уровня;

  3. публикация статей (тезисов) в научных изданиях.

В Тюменского государственном нефтегазовом университете с 2007 года введена рейтинговая система оценки знаний студентов. Рейтинговая система базируется на принципах открытости, регулярности и объективности оценки результатов учебной деятельности  обучающихся путем накопления баллов. Нормативный рейтинг дисциплины за семестр составляет 100 баллов. Для оценивания учебного проекта разработана рейтинговая шкала учебного проекта, включающая критерии и показатели. Проект оценивается в 10 баллов, которые включены в рейтинговую таблицу дисциплины (табл. 3).

Таблица 3. Критерии оценки проекта

Критерии Показатели Баллы
Проблемно-целевой

Сформулированы и аргументированы проблема, цель, разработаны пути достижения цели.

0-2
Информационный

Исчерпывающая информация, взятая из разнообразных источников (лекционный материал, дополнительные источники, интернет).

0-1
Содержательный

Содержание проекта раскрыто полностью, представлен полный анализ хода работы над проектом, сделаны корректные выводы, намечены перспективы деятельности.

0-2
Креативный

Проявление интереса к идее проекта и его осуществлению, наличие нестандартных приемов, оригинальности.

0-2

Представление доклада на иностранном языке.

Когнитивный

Проявление глубины и широты знаний и представлений по излагаемой теме. 

0-2

Проявление глубины и широты представлений по данному предмету.          

Коммуникативно-презентационный 

Свободное владение темой учебного проекта, уровень коммуникативных умений.

0-1

Свободное владение темой учебного проекта, уровень коммуникативных умений.

Представление доклада (презентация, визуализация).

Итого 0-10

На основании выделенных критериев и показателей были определены уровни сформированности когнитивной и деятельностной составляющих компетенций из табл.1:

  • 0-3 – критический;

  • 3-5 – низкий;

  • 5-8 – базовый;

  • 8-10 - продуктивный.

Для проверки эффективности использования проектного метода при изучении математики был проведен сравнительный анализ усвоения базовых математических понятий среди обучающихся, а также уровень сформированности когнитивной и деятельностной составляющих компетенций. В исследовании были задействованы обучающиеся 1, 2 курсов технических направлений подготовки (30 человек). 

На начальном этапе эксперимента в группах было проведено входное тестирование. Первый тест – диагностическое тестирование первокурсников (НИИ мониторинга качества образования). Результаты представлены на рис. 3.

Рис. 3. Результаты входного диагностическое тестирование первокурсников            

Второй тест определял лидерские качества студентов и результаты социометрического исследования (рис.4).

Рис. 4. Результаты социометрического исследования

Можно считать, что уровень благополучия взаимоотношений (УБВ) группы средний, так как количество представителей I и II социальных уровней («звезд» и «предпочитаемых») значительно не превышает количество представителей групп «принятых», «отвергаемых» и «изолированных».

Сопоставляя полученные данные с выделенными критериями и показателями, был сделан вывод о распределении студентов 1-го курса по уровням сформированности составляющих ПК (рис.5).

Рис.5. Распределение студентов 1-го курса по уровням сформированности составляющих ПК

После проведения эксперимента было повторно проведено тестирование. В него входило определение усвоения основных дидактических единиц по математике на основании Федерального Интернет-экзамена в сфере профессионального образования (НИИ мониторинга качества образования), определение психологических характеристик и результатов выполнения проектов.

Рис.6. Результаты Федерального Интернет-экзамена в сфере профессионального образования по математике

Рис.7. Результаты повторного социометрического исследования 

Таким образом, можно считать, что уровень благополучия взаимоотношений (УБВ) группы выше среднего, так как количество представителей I и II социальных уровней («звезд» и «предпочитаемых») значительно превышает количество представителей групп «принятых», а число  «отвергаемых» и «изолированных» равно нулю (рис.7).

Анализируя полученные данные с выделенными критериями и показателями, был сделан вывод о распределении студентов 2-го курса по уровням сформированности составляющих ПК (рис.8).

Рис.8. Распределение студентов 2-го курса по уровням сформированности составляющих ПК

Проведенный анализ показал, что в результате использования проектного метода в процессе изучения математики значительно увеличилось количество обучающихся, имеющих базовый и продуктивный уровни сформированности когнитивного и деятельностного компонента профессиональных компетенций.

Таблица.4. Изменение количества студентов по уровням сформированности ПК за период 2011-2013гг.

Уровни сформированности составляющих ПК 10.09.2011г. 15.05.2013г. Изменение
%
чел. % чел. %
Критический 6 20 0 0 -20%
Низкий 13 43 3 10 -33%
Базовый 9 30 15 50 +20%
Продуктивный 2 7 12 40 +33%

Таким образом, учитывая процентное изменение распределения количества студентов по уровням сформированности за период с 2011 года по 2013 год, можно сделать вывод об актуальности и необходимости использования проектного метода в преподавании математики при реализации компетентностного подхода в образовательном учреждении.

Литература

  1. Полат Е.С., М.Ю. Бухаркина, М.В.Моисеева, А.Е. Петрова "Новые педагогические и информационные технологии в системе образования". – М., 2004.

  2. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: Учебное пособие для студ. пед. вузов и системы повыш. квалиф. пед. кадров / Е. С. Полат, М. Ю. Бухаркина, М. В. Моисеева, А. Е. Петров; Под ред. Е. С. Полат. — М.: Издательский центр «Академия», 2002. — 272 с. — ISBN 5-7695-0811-6

  3. Дьюи Д. Психология и педагогика мышления / Пер. с англ. Н.М. Никольской. - М.: Совершенство, 1997.— 208 с.

  4. Блохин А.Л. Метод проектов как личностно-ориентированная педагогическая технология: Автореф. дис. канд. пед. наук: (13.00.01) / А.Л. Блохин. Ростов н/Д, 2005. - 24с.

  5. Краля Н.А.. Метод учебных проектов как средство активизации учебной деятельности учащихся: Учебно-методическое пособие / Под ред. Ю.П. Дубенско- го. - Омск: Изд-во ОмГУ,2005. - 59 с.

  6. Метод проектов. Серия "Современные технологии университетского образования"; выпуск 2/ Белорусский государственный университет. Центр проблем развития образования. Республиканский институт высшей школы БГУ. - МН.: РИВШ БГУ, 2003. - 240 с.

  7. Appendix I to Beng (Hons)/ Meng Module Descriptors. - Glasgow: Galedonian University, 1999. - 268 p.

  8. Self-study report for review of the program leading to the degree of Bachelor of Science in Engineering by the ABET. -  Colorado School of Mines, 2001. - 165 p.

  9. Арсланбекова С.А. Реализация развивающего потенциала естественно-математических дисциплин на основе проектно-технологического подхода, (на примере математики): Автореф. дис. канд. пед. наук: (13.00.01) / С.А. Арсланбекова. — Уфа, 2003. — 22с.

  10. Крымова JI.H. Метод проектов в обучении математике: курс «Наглядной геометрии» в гимназии №45 г. Барнаула. // Математика в школе. М.: Школ.

  11. Монахов В.М. Педагогическое проектирование современный инструментарий дидактических исследований. / Школьные технологии. 2001. №5. с.75-98. Пресса, 2006. - №4. - С.62-68.

  12. Чечель, И.Д. Исследовательские проекты в практике школы / И.Д. Чечель. - М.: Педагогика, 1998. - С. 85

Рекомендовано к публикации:
Н.Ф.Радионова, доктор педагогических наук, член Редакционной Коллегии

              

Svetlana A. Tatianenko
Candidate of pedagogical sciences,
Associate professor, Head of Department of mathematic sand computer science Tyumen State Oil and Gas University,  Affiliate in Tobolsk,   Tobolsk-city, Tyumen Region
tatianenco@mail.ru

ElenaS. Chizhikova
Candidate of pedagogical sciences, Associate professor,
Department  of mathematics and computer science, Tyumen State Oil and Gas University, Affiliate in Tobolsk,   Tobolsk-city, Tyumen Region
lena_ks2006@mail.ru
 

On the use of the project method in the study of mathematical disciplines at technical university 

The paper is devoted to improving the content and teaching methods that meet modern requirements to teaching at higher school, particularly while teaching mathematical disciplines. The authors aim to show that the use of project work technology in teaching mathematics at technical University is a means of formation of basic professional skills. The research carried out by the authors suggests that the use of the project method in teaching mathematics has significantly increased the number of students who have basic and productive levels of the formed activity and cognitive components of professional competencies.

Keywords:
project work
, project method, teaching of mathematics, general cultural and professional competence, competence-based approach 

  1. Polat E.S., M.YU. Bukharkina, M.V. Moiseeva, A.E. Petrova "Novye pedagogicheskie i informatsionnye tekhnologii v sisteme obrazovaniya". - M., 2004.

  2. Novye pedagogicheskie i informatsionnye tekhnologii v sisteme obrazovaniya: Uchebnoe posobie dlya stud. ped. vuzov i sistemy povysh. kvalif. ped. kadrov / E.S. Polat, M.YU. Bukharkina, M.V. Moiseeva, A.E. Petrova; Pod red. E.S. Polat. — M.: Izdatelskiy tsentr "Akademiya", 2002. — 272 s. — ISBN 5-7695-0811-6

  3. Dewey D. Psikhologiya i pedagogika myshleniya / Per. s angl. H.M. Nikolskoy. - M.: Sovershenstvo, 1997.— 208 s.

  4. Blokhin A.L. Metod proektov kak lichnostno-orientirovannaya pedagogicheskaya tekhnologiya: Avtoref. dis. kand. ped. nauk: (13.00.01) / A.L. Blokhin. Rostov n/D, 2005. - 24s.

  5. Kralya N.A. Metod uchebnykh proektov kak sredstvo aktivizatsii uchebnoy deyatelnosti uchashchikhsya: Uchebno-metodicheskoe posobie / Pod. red. YU.P. Dubenskogo. - Omsk: Izd-vo OmGU,2005. - 59 s.

  6. Metod proektov. Seriya "Sovremennye tekhnologii universitetskogo obrazovaniya"; vypusk 2/ Belorusskiy gosudarstvenny universitet. Tsentr problem razvitiya obrazovaniya. Respublikanskiy institut vysshey shkoly BGU. - MN.: RIVSH BGU, 2003. - 240 s.

  7. Appendix I to Beng (Hons)/ Meng Module Descriptors. - Glasgow: Galedonian University, 1999. - 268 p.

  8. 8. Self-study report for review of the program leading to the degree of Bachelor of Science in Engineering by the ABET. - Colorado School of Mines, 2001. - 165 p.

  9. Arslanbekova S.A. Realizatsia razvivayushchego potentsiala estestvenno-matematicheskikh distsiplin na osnove proektno-tekhnologicheskogo podkhoda, (na primere matematiki): Avtoref. dis. kand. ped. nauk: (13.00.01) / S.A. Arslanbekova. — Ufa, 2003. — 22s.

  10. Krymova JI.H. Metod proektov v obuchenii matematike: kurs "Naglyadnoy geometrii" v gimnazii №45 g. Barnaula. // Matematika b shkole. M.: Shkol. 

  11. Monakhov V.M. Pedagogicheskoe proektirovanit sovremenny instrumentariy didakticheskikh issledovaniy. / Shkolnye tekhnologii. 2001. №5. s.75-98. Pressa, 2006. - №4. - s.62-68.

  12. Chechel I.D. Issledovatelskiye proekty v praktike shkoly / I.D. Chechel. - M.: Pedagogika, 1998. - s. 85


Copyright (C) 2014, Письма в Эмиссия.Оффлайн (The Emissia.Offline Letters) 
ISSN 1997-8588. Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-33379 (000863) от 02.10.2008 от Федеральной службы по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций
При перепечатке и цитировании просим ссылаться на " Письма в Эмиссия.Оффлайн
".
Эл.почтаemissia@mail.ru  Internet: http://www.emissia.org/  Тел.: +7-812-9817711, +7-904-3301873
Адрес редакции: 191186, Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 48, РГПУ им. А.И.Герцена, корп.11, к.24а

Рейтинг@Mail.ru

    Rambler's Top100