Использование
научно-исследовательского метода обучения на занятиях математики и информатики
В ГБПОУ «Пищевой колледж №33» г. Москвы
Бойченко
Л.П., Бакулина Л.Е., - ГБПОУ «Пищевой колледж №33» г. Москвы
В
современном обществе востребован специалист, способный организовывать
собственную деятельность, осуществлять поиск, отображение и использование
информации, необходимой для выполнения задач личностного и профессионального
развития в рассматриваемой предметной области (например - пищевой); использовать
информационно-коммуникационные технологии в учебной, а затем и в
профессиональной деятельности, работать в команде, достигая определённых целей.
Выполнение этих требований опирается, на наш взгляд, на идеи
личностно-ориентированного обучения, которые можно реализовать через
дифференциацию учебного содержания, идеи педагогического сотрудничества и
практическую значимость. Рассматриваемое выполнение заведомо реализуется через
интерактивное взаимодействие преподавателя и студентов. В формировании многих их
качеств огромную роль, играют общеобразовательные фундаментальные дисциплины
такие как – математика и информатика. В новых государственных образовательных
стандартах третьего поколения говорится о том, что “одной из целей математического
образования является овладение учащимися системой математических знаний и
умений прикладного характера с использованием ИКТ, необходимых для применения в
практической деятельности”. Какие же практические знания должна давать
математика в совокупности с информатикой? Совершенно очевидно, что математика и
информатика не в состоянии обеспечить студента отдельными знаниями на всю
жизнь: как оформить кредит, как вычислить налоговые отчисления, выбрать
телефонный тариф, рассчитать коммунальные платежи. Но они должны и обязаны
вооружить его методами познания, сформировать познавательную самостоятельность
и выработать потребность к самовыражению с использованием персональных
компьютеров и ИКТ. Поэтому на занятиях математики и информатики студенты учатся
изучать, анализировать, рассуждать, доказывать, моделировать, представлять и находить
рациональные пути выполнения заданий, делать соответствующие выводы, одним
словом – думать и реализовывать свои задумки с помощью персональных компьютеров.
В основе всех перечисленных действий и процессов лежит мышление студентов,
которое понимается как форма мыслительной деятельности, основанная на глубоком
осмыслении, анализе, ассоциативном сравнении, обобщении и системном
конструировании знаний об окружающем мире, направленная на моделирование и решение
поставленных задач и достижении истины. Поэтому в современных условиях, в
образовательной деятельности важны ориентация не только на развитие
познавательной активности, а и самостоятельности студентов, формирование умений
проблемно- поисковой, научно-исследовательской деятельности. Занятия на современном
уровне характеризуются, прежде всего, активной самостоятельной деятельностью студентов.
Такую деятельность, на наш взгляд, удобно организовывать, используя учебно-научно-исследовательскую
работу, даже, в рамках учебного процесса со студентами. В качестве основного
средства организации исследовательской работы может служить система исследовательских
заданий.
Исследовательские
задания – это предъявляемые студентам задания, содержащие проблему. Решение
рассматриваемой проблемы как таковой в рамках учебного процесса требует
проведения теоретического анализа, применения одного или нескольких методов
научного исследования, с помощью которых студенты открывают ранее неизвестное
для них знание. Цель исследовательского метода заключается в том, чтобы
«вызвать» в уме студентов тот самый мыслительный процесс, который переживает
творец-учёный и изобретатель данного открытия или изобретения. Студент должен
почувствовать прелесть открытия и получения эмоционального, психологического и
умственного удовлетворения. Последнее формирует новые знания, которые могут
быть положены в основу продолжения исследовательских начинаний для достижения других,
более ёмких, целей. По объему осваиваемой методики научного исследования можно выделить
занятия: - с элементами исследования - занятия-исследования. На занятиях с
элементами исследования студенты отрабатывают отдельные учебные приемы,
составляющие основу исследовательской деятельности. По содержанию
исследовательской деятельности занятия такого типа могут быть различными: - занятия
по выбору темы или метода исследования - по выработке умения формулировать цель
исследования, - работа с источниками информации, а также с самой информацией -
заслушивание сообщений, (например - меры длинны и их соотношения, рассказ об
ученых и их достижениях в соответствующих областях) - защита рефератов и т.п.
Под занятием-исследованием мы представляем себе деятельность студентов и преподавателя,
связанную с решением студентов (при поддержке преподавателя) творческой, т.к.
«единого пути не существует», исследовательской задачи (пусть и с заранее
известным решением, но незнакомым студенту).
Главная
цель занятия-исследования заключается в приобретении студентами функционального
навыка проведения исследования как универсального способа получения новых прочных
знаний (получаемых самостоятельно и поэтому являющихся личностно значимыми, а
значит прочными), развитие способности к исследовательскому типу мышления,
активизации личностной позиции студента в образовательном процессе. Таким
образом, главным результатом занятия- исследования является интеллектуальный,
творческий продукт (знания), устанавливающий ту или иную истину в результате
процедуры исследования с использованием методов моделирования и реализации их
на персональных компьютерах. Ведущей ценностью такого занятия - исследования
является ценность процесса движения к истине и достижения её. Занятие-исследование
- это совместный (преподаватель и студент) процесс движения к истине. Да, не
каждое занятие можно сделать занятием исследования. К занятию – исследованию
необходима большая теоретическая подготовка, которую получают студенты на
традиционных учебных занятиях по изучению и первичному закреплению новых знаний
и способов деятельности, как таковых.
Но,
когда студенты теоретически подготовлены для приобретения новых знаний – вот
здесь и следует применять занятия-исследования. Теперь студенту предстоит
проанализировать возможность применения ранее полученных знаний для решения
поставленной проблемы. Знания, полученные студентом самостоятельно путём проб и
ошибок, перебора различных инструментов, применения всевозможных формул и
действий, останутся в его памяти надолго, а ценность мыслительного процесса,
который, к сожалению, нельзя описать и измерить – трудно переоценить. На занятиях-исследованиях
возможно использование разнообразных форм обучения: индивидуальной, парной,
групповой, коллективной. В структуре занятия – исследования выделяют несколько
этапов:
-
актуализация знаний;
-
мотивация;
-
создание проблемной ситуации;
-
постановка проблемы исследования;
-
определение темы исследования;
-
формулирование цели исследования;
-
выдвижение гипотезы;
-
проверка гипотезы (проведение эксперимента, лабораторной работы, чтение
литературы, размышление, использование ИКТ и т. д.);
-
интеграция полученных данных;
-
вывод по результатам исследовательской работы;
-
применение новых знаний в исследовательской работе;
-
подведение итогов урока;
-
домашнее задание.
Главное
таинство занятия – исследования заключается в зарождении идеи решения
поставленной проблемы. В качестве иллюстрации занятия-исследования приведём
фрагмент занятия по разделу геометрии по теме «Объемы и поверхности тел
вращения». Мотивирующей (исходной) задачей может служить следующая задача
практического характера: «Какой геометрической формы должен быть чайник (при
условии неизменного объема и материала, из которого изготовлен чайник), чтобы
вода в нем остывала как можно дольше?» Анализируя математическую модель этой
практической задачи, обучающиеся формулируют проблему – нужно выявить
геометрическую форму с наименьшей площадью поверхности при неизменном объеме
тел. Для решения этой проблемы можно организовать практическую работу
исследовательского характера с использованием электронных таблиц на
персональном компьютере. Для этого можно предложить студентам задание, работая
в группах: вычислить площади поверхностей чайников различной формы (шара,
цилиндра, полушара, усеченного конуса). После установления формы чайника с
наименьшей поверхностью требуется теоретическое обоснование, т.е.
доказательство теоремы «Из всех тел равного объёма наименьшую поверхность
имеет шар». В качестве домашнего задания по этой теме можно предложить
обучающимся найти применение этой теоремы в жизненных ситуациях. При изучении
темы «Пирамида» предлагаем обучаемым задачи на исследование.
1.
Поставьте куб так, чтобы ни одна грань не была вертикальной. Будут ли тогда у
него горизонтальные грани?
2.
Можно ли куб с ребром в 7 см оклеить листом бумаги в виде прямоугольника
шириной 14 см и длиной в 21 см?
3.
Сколько нужно взять прямоугольников и каким свойством они должны обладать,
чтобы из них можно было составить прямоугольный параллелепипед?
4.
Установите, прямой или наклонной является призма, у которой две смежные боковые
грани перпендикулярны основанию.
5.
Исследуйте, существует ли призма, имеющая 50 ребер? 54 ребра? 6. Какой
многоугольник лежит в основании призмы, если она имеет n граней?
7.
Сколько вершин, ребер и граней имеет n-угольная пирамида?
8.
Какое основание может иметь пирамида, у которой все ребра равны?
9.
У треугольной пирамиды все боковые ребра равны. Может ли высота такой пирамиды
находиться на одной из граней?
10.
Сравните термины: «правильная треугольная пирамида» и «правильный тетраэдр».
Можно ли утверждать, что они определяют одно и то же?
11.
Боковые ребра пирамиды равны. Может ли ее основанием быть: а) прямоугольная
трапеция, б) ромб?
Делая
вывод о значимости научно-исследовательских занятий с использованием
компьютеров и ИКТ, можно рекомендовать их проведение не только на занятиях по
математике или информатики, но и на других занятиях в рамках учебного процесса,
не исключая перенесение их в домашние условия для выполнения самостоятельных
работ по любой дисциплине изучаемой в рамках учебного процесса.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.