На сегодняшний день развитие науки обусловлено тесным взаимопроникновением научных дисциплин друг в друга. Такое взаимопроникновение отражается в том числе и на учебных предметах. При этом связь между учебными предметами является, прежде всего, отражением объективно существующей связи между отдельными науками и связи наук с техникой, с практической деятельностью людей и определяет роль этих предметов в настоящей и будущей жизнедеятельности.
Концепция математического и информационного образования в школе нацеливает на формирование представлений об идеях и методах математики и информатики; на овладение конкретными знаниями, необходимыми для практической деятельности; на воспитание личности и интеллектуальных умений, необходимых для полноценной жизни в обществе. Проблема использования межпредметных связей в обучении математике привлекала и привлекает внимание исследователей и является одной из приоритетных проблем теории и методики обучения математике. Однако составляющие данной проблемы изучаются изолированно, трактуются достаточно произвольно. Это приводит к большому числу рекомендаций, порой противоречащих друг другу. Отсутствует понятийный аппарат, необходимый для отражения всей совокупности материалов, раскрывающих взаимосвязи математики и информатики.
В современных исследованиях А.И. Гурьева, Н.Т. Костюк, В.Н. Максимовой и др. отмечены преимущества и недостатки реализации межпредметных связей, мировоззренческие и развивающие функции межпредметных связей, их влияние на формирование системы научных знаний у учащихся. Вместе с тем, в вышеизложенных исследованиях недостаточно отражены вопросы реализации межпредметных связей информатики и математики в информационной и математической подготовке школьников среднего звена школы.
В исследованиях Л.Л. Босовой, И.Г. Семакина, Л.З. Шауцуковой и др. показана целесообразность использования учебно-методических комплексов (УМК) в процессе обучения информатике, обеспечивающих целостность изучаемого учебного материала по предмету и методические подходы к их использованию. Вместе с тем, существующие УМК не ориентированы на реализацию межпредметных связей информатики и математики в подготовке школьников.
Таким образом, односторонние подходы к проблеме использования межпредметных связей математики и информатики не позволяют выделить всю совокупность теоретических положений, составляющих научную основу концепции реализации взаимно-дополняющего изучения информатики и математики. Современные концепции процесса обучения, учебного познания, психологические закономерности усвоения знаний, практика обучения математике и информатике обусловливают необходимость системного, комплексного подхода к постановке и решению проблемы использования взаимно-дополняющего изучения информатики и математики применительно к информационной и математической подготовке школьников.
Цель исследования – разработать и экспериментально проверить комплекс упражнений, направленный на расширение межпредметных связей математики и информатики.
Объект исследования – межпредметные связи математики и информатики.
Предмет исследования – комплекс упражнений, направленный на расширение межпредметных связей математики и информатики.
Гипотеза исследования: информационная и математическая подготовка школьников будет более эффективной, если:
- выявить набор тем курсов информатики и математики, которые целесообразно строить на основе дополняющих друг друга понятий;
- сформулировать принципы построения методики формирования понятий в рамках взаимно-дополняющего изучения информатики и математики;
- разработать комплекс упражнений, направленный на расширение межпредметных связей математики и информатики.
Задачи исследования:
- проанализировать современные системы обучения информатике и математике и выявить характер существующих межпредметных связей;
- обосновать значимость дополняющих межпредметных связей для создания единой методической системы обучения информатике и математике;
- разработать комплекс упражнений, направленный на расширение межпредметных связей математики и информатики;
- экспериментально проверить разработанный комплекс упражнений, направленный на расширение межпредметных связей математики и информатики.
Методологическую основу исследования составили: фундаментальные работы в области педагогики и психологии (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, Ж. Пиаже, С.Л. Рубинштейн, Д.Б. Эльконин и др.); работы по методике преподавания курса информатики (С.А. Бешенков, Л.Л. Босова, В.А. Горячев, Ю.А. Первин, А.Л. Семенов и др.); работы по проблеме реализации межпредметных связей (Н.Т. Костюк, В.С. Лутай, В.Н. Максимова, А.В. Усова, Г.Ф. Федорец и др.).
Методы исследования: анализ теоретических источников; сравнение; обобщение; систематизация; педагогический эксперимент; педагогическое проектирование; количественный и качественный анализ результатов.
Практическая база исследования: исследование проводилось на базе бюджетного общеобразовательного учреждения г. Омска «Средней общеобразовательной школы №71».
Практическая значимость исследования заключается в том, что разработанные содержание и методика взаимно-дополняющего изучения информатики и математики могут быть использованы педагогами применительно к информационной и математической подготовке школьников.
Структура исследования. Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников.
1 Теоретические основы изучения межпредметных связей математики и информатики
1.1 Современные системы обучения информатике и математике и характер существующих межпредметных связей между ними
В настоящее время развитие образования требует того, чтобы преподавание математики не только обеспечивало прочное овладение системой математических знаний, умений и навыков, но и давало возможность для интеллектуального, идейно-нравственного, культурного и этического развития школьников.
Одной из ключевых задач современной системы образования при обучении математике является формирование у школьников таких качеств личности как инициативность, способность воспринимать новое и быть готовым к переменам, быстро менять различные виды деятельности, уметь работать творчески, быстро адаптироваться в окружающем мире и реагировать на запросы времени.
Согласно исследованиям Федерального института педагогических измерений (ФИПИ) выпускники российских школ при сдаче ЕГЭ не могут использовать знания, полученные по другим предметам, что говорит о фрагментарности знаний. Изучение работ по математике выявило, что учащиеся знают формулы, но не понимают математическую сущность исследуемых явлений окружающего мира. Самое трудное и важное – применять знания в жизни, и это сложнее, чем получать их.
Недостаточная продуманность и разработанность нынешних образовательных программ и структуры учебников приводит к тому, что одна и та же тема или конкретное понятие, встречающееся как в рамках одного предмета, так и в различных учебных дисциплинах изучается в разное время. Опять же, как показывает практика, зачастую, одно и то же понятие, даже в рамках одного конкретного предмета может определяться по-разному, – такая неоднозначность научных терминов затрудняет восприятие учебного материала. Следствием этого служит несогласованность, разобщённость этапов формирования у учащихся общих понятий математики, информатики; выработки у них обобщённых умений и навыков.
В дальнейшем «линия усиления связи обучения математике с жизнью, политехнической направленности математического образования, прикладной и практической направленности обучения математике, использования явлений реальности в обучении математики стала одной из наиболее приоритетных в теории и методике обучения математике. При этом можно выделить такую важную особенность, связанную с использованием реальности, как тенденцию амплификации (расширения) понятий, отражающих совокупность материалов: каждое последующее понятие (политехнизм, прикладная и практическая направленность, реальность в обучении математике) включает в себя содержание предыдущего понятия и добавляет новые компоненты».
Особенностью математики, как науки и учебного предмета является формальный, абстрактный характер учебного материала. Традиционный подход к обучению математике, практиковавшийся долгое время в отечественной школе и ориентированный на формирование знаний и умений по их применению в основном к решению абстрактных математических задач (преобразованию выражений, решению уравнений, неравенств и т.п.) породил парадоксальную ситуацию. Эта ситуация проявляется в том, что даже при достаточно высоком уровне математических знаний, ученики теряются в условиях необходимости их применения в решении практических задач, задач из других учебных предметов.
Часто учащиеся изучают целые учебные курсы и отдельные темы без ясного и четкого понимания их практической значимости. Учебные предметы дети усваивают в разрозненном виде, у них складывается мозаичное представление об окружающем мире, где знания и реальная жизнь не связаны никак. Главное – показать ребенку, что в человеческой культуре все взаимосвязано. При этом сам педагог должен знать, что изучают дети на других предметах, что происходит во времени, и уметь найти связи между темой урока и различными областями жизни.
Конечно, меняется жизнь, и то, что двадцать лет назад можно было связать с реалиями действительности, сейчас приходится пересматривать. От учителя требуется дополнительная переработка учебного материала, адаптация его к современным условиям.
«Современный учитель должен быть достаточно эрудированным, образованным человеком, владеющим знаниями из различных областей, ориентирующимся в быстро изменяющемся современном информационном поле. Учебные предметы предоставляют учителю возможность спланировать некоторые уроки, используя межпредметную интеграцию».
В ФГОС ООО отмечается, что результатами освоения основных общеобразовательных программ должны стать компетентности, среди которых значительную роль играет метапредметная компетентность, определяющая универсальные способы деятельности, применимые как в рамках образовательного пространства, так и в реальных жизненных ситуациях.
В.Е. Максимова отмечает, что «межпредметные связи – это образовательная категория, которая выявляет интегративные и интегративные отношения между объектами, явлениями и процессами реальности, которые отражаются в содержании, формах и методах образовательного процесса и в их ограниченном единстве их частей выполняют функции: образовательные, развивающие и образовательные программы, прямо или косвенно связанные с тысячами различных тем, переходов и преобразований».
Как известно, «межпредметные связи в образовательном процессе являются выражением интеграционных процессов, происходящих в науке и в жизни общества». Эти связи играют важную роль в повышении практической и научно-теоретической подготовки учащихся, способствуют активизации их познавательной деятельности. Как отмечает Н. В. Носков, «процесс обучения математике традиционно включает реализацию связей с различными дисциплинами, а с внедрением ИКТ появляются новые возможности для реализации этих связей».
1. Распоряжение Правительства РФ от 08.12.2011 № 2227-р «Об утверждении Стратегии инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года» // СПС КонсультантПлюс
2. Приказ Минобрнауки России от 6 октября 2009 года № 413 «Об утверждении и введении в действие федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: минобрнауки.рф/документы/543
3. Абдуллаева, Г.Д. Межпредметные связи и интеграция учебных предметов в современной школе [Текст] / Г.Д. Абдуллаева // Теоретические и прикладные проблемы современной науки и образования. – 2017. – С. 3-5.
4. Актуальные проблемы модернизации математического и естественно-научного образования [Текст]: матер. Всерос. науч. -методич. конф. с междунар. участием, г. Балашов, 27 апреля, 2012 г./под ред. В.В. Кертановой. – Балашов: Николаев, 2012. – 264 с.
5. Алиев, М. Интегрированные уроки математики и информатики в основной школе [Текст] / М. Алиев, Х. Халлыев // Актуальные проблемы современного образования. – 2017. – № 2 (23). – С. 25-29.
6. Антипова, Ю.С. Роль прикладной направленности обучении математики [Текст] / Ю.С. Антипова // Наука XXI века: опыт прошлого - взгляд в будущее: Материалы Международной научно-практической конференции. – 2015. – С. 3-6.
7. Бажина, Т.Ю. Интеграция в преподавании математики и информатики [Текст] / Т.Ю. Бажина // Вестник ТОГИРРО. – 2015. – № 2 (32). – С. 23-24.
8. Боровских, А.В. Деятельностные принципы в педагогике и педагогическая логика [Текст] / А.В. Боровских, Н.Х. Розов. – М.: МАКС Пресс, 2016. – 196 с.
9. Босова, Л.Л. Достоинства и недостатки отечественного школьного курса информатики [Текст] / Л. Л. Босова // Актуальные проблемы методики обучения информатике в современной школе. – 2018. – С. 8-14.
10. Босова, Л. Л. Информатика. 5 класс [Текст] / Л. Л. Босова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017. – 277 с.
11. Босова, Л.Л Практикум по работе с электронными таблицами в старшей школе [Текст] / Л. Л. Босова, И.Д. Куклина, Е.А. Мирончик // Информатика в школе. – 2018. – № 10 (143). – С. 3-24.
12. Босова, Л.Л. Школьная информатика в России и в мире [Текст] / Л. Л. Босова / Информатизация образования и науки. – 2018. – № 3 (39). – С. 134-145.
13. Буракова, Г.Ю., Методика обучения понятиям и их определениям в курсах информатики и математики [Текст] / Г.Ю. Буракова, И.А. Быкова И.А. – Ярославль: РИО ЯГПУ, 2017. – 47 с.
14. Виноградова, Л. В. Методика преподавания математики в средней школе [Текст] / Л. В. Виноградова. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2015. – 252 с.
15. Гаврилова, Т.Ю. Межпредметные связи курса математики основной ступени образования [Текст] / Т.Ю. Гаврилова, О.Г. Игнатова // Управление качеством образования: от проектирования к практике: Материалы Всероссийской научно-практической конференции преподавателей школ и вузов. – 2018. – С. 169-173.
16. Гальперин, П. А. Введение в психологию [Текст] / П. А. Гальперин. – М.: Книжный дом «Университет», 2016. – 329 с.
17. Губанова, А.А. Реализация межпредметных связей информатики и математики для формирования целостного научного мировоззрения учащихся / А.А. Губанова [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ito.su/2001/ito/I/1/I-1-19.html
18. Гусева, Е.В. Интегрированные элективные курсы как средство профилизации образования в кадетских школах (на материале курсов математики и информатики) [Текст]: дис. … канд. пед. наук. / Е.В. Гусева – Пенза, 2012. – 247 с.
19. Гусева, Е.В. Межпредметная интеграция как средство профилизации обучения [Текст] / Е.В. Гусева, В.В. Скурлатов, М.Ю. Суркин // Вестник Военной академии материально-технического обеспечения им. генерала армии А.В. Хрулева. – 2015. – № 1. – С. 141-146.
20. Дворяткина, С.Н. Межпредметные связи и прикладная направленность школьного курса математики в классах биологического профиля [Электронный ресурс]: дис. ... канд. пед. наук / С.Н. Дворяткина. – Режим доступа: https://www.twirpx.com/file/472161/.
21. Дмитрук, И. К. Реализация межпредметных связей предметов естественнонаучного цикла, математики и информатики / И.К. Дмитрук [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://refdb.ru/look/1876453.html.
22. Дорофеев, Г.В. Математика. 5 класс. Часть 1: Учебник [Текст] / Г.В. Дорофеев, Л.Г. Петерсон. – М.: Ювента, 2017. – 176 с.
23. Егорова, Э.В. Формирование межпредметных связей в процессе обучения информатике и математике [Текст] / Э.В. Егорова // Символ науки. – 2016. – № 11-2 (23). – С. 114-115.
24. Егорченко, И.В. Использование явлений реальности в обучении математике [Текст] / И.В. Егорченко // Интеграция образования. – 2017. – № 4. – С. 61-67.
25. Животова, Е.В. Интегративный подход к преподаванию математики [Текст] / Е.В. Животова // Социально-экономические технологии развития общества. – 2018. – С. 63-65.
Всего 81 источник литературы
