PROBLEM-BASED LEARNING IN MATHEMATICAL TRAINING OF ENGINEERING STUDENTS

Full Text

Важной задачей преподавателей высшей школы является формирование специалиста как творческой личности, а именно - умение любого техника, инженера, исследователя самостоятельно мыслить и принимать решения. Решение этой задачи невозможно без значительного и преимущественного увеличения роли самих студентов в учебном процессе. Эффективность учебного процесса во многом зависит от активности и самостоятельности их самих [2, с. 3]. Самостоятельную работу можно рассматривать как средство организации познавательной деятельности. Самостоятельное и целенаправленное изучение студентами учебного материала представляет собой одну из главных форм учебной деятельности [4]. Проблема развития самостоятельной познавательной деятельности студентов тесно связана с развитием математической культуры, с проблемой постановки в процессе обучения математике различных задач, способствующих развитию творческого мышления вообще. Мировой педагогический опыт показывает, что эффективность и качество процесса изучения тем выше, чем лучше организована и обеспечена самостоятельная познавательная деятельность, поскольку без собственной деятельности никакими приемами учебной и умственной деятельности студенты не овладевают. Тем самым оказываются не сформированными и общие приемы мышления, в том числе математического. Именно от преподавателя зависит характер мыслительной деятельности обучающихся, ее активность. Поэтому важно применять специальные методы планирования и организации работы студентов, активизирующие их самостоятельную работу. Наилучшие результаты, как показывает опыт, дает такой метод организации учебного процесса, как проблемный подход к обучению [5]. В современной педагогической литературе проблемное обучение имеет ряд различных определений, а именно: - совокупность методов, приемов обучения и преподавания, учитывающая уровень мыслительных операций и закономерности учебно-поисковой деятельности обучающихся; - некий вид связи между педагогом и обучающимся, характеризующийся системной самостоятельной учебно-познавательной деятельностью обучаемых по овладению новыми знаниями и различными способами действий с помощью решения сформулированных проблемных задач; - технология развивающего обучения, основные функции которой заключены в стимулировании активного познавательного процесса обучаемых, их самостоятельной деятельности в обучении; воспитании у них творческой составляющей, исследовательского стиля мышления; ознакомления обучающихся с логикой и методами исследования научных проблем [6]. Соотношения репродуктивного и поискового мышления различны при разных формах учебного процесса. На лекции в большей степени сохраняются иллюстративно-объяснительный метод обучения и соответствующий ему тип мышления. На практических занятиях целесообразно использовать проблемный метод обучения. В отличие от иллюстративно-объяснительного он представляет собой самостоятельное познание науки в рамках существующих форм учебного процесса. Поэтому необходимо организовать учебную деятельность студентов таким образом, чтобы она носила самостоятельный поисковый характер. Одним из методов организации такого рода деятельности студентов является решение проблемных задач, требующих обнаружения новых понятий или способов преобразования заданных условий. При проблемном подходе к обучению математике основная роль отводится проблемным ситуациям. Их постановка должна нацелить студентов на осмысление основных положений изучаемой темы, отразить ее содержание, создать заинтересованность в рассматриваемом вопросе, побудить дать на него самостоятельный ответ. Проблемная ситуация создает затруднения в том случае, если в ней имеются неизвестные, которые необходимо определить, чтобы решить поставленную задачу. Выход из познавательного затруднения должен быть найден в результатесамостоятельных поисков на основе имеющихся знаний и опыте. Важно, чтобы у обучающихся не возникло ощущение невозможности самостоятельного решения поставленной проблемы из-за чрезмерной ее усложненности. Использование активных форм и методов проблемного обучения на занятиях по высшей математике в процессе подготовки специалистов по инженерно-экономическим специальностям оказывает положительное влияние на результаты обучения, поскольку способствует активизации студентов, повышает их заинтересованность в дальнейшем изучении инженерно-технических и экономических наук [7, с. 8]. Классическими примерами для постановки проблемных ситуаций являются следующие математические модели: определенный интеграл для нахождения площадей, объемов, длин кривых, центра тяжести тела и др.; система уравнений движения центра масс летательного аппарата с начальными условиями, заданными на старте; уравнение теплообмена, например, для изучения процесса охлаждения или нагрева тела при подводе, отводе тепла. Профессиональная подготовка специалистов осуществляется через систему различных форм учебной деятельности, в том числе и индивидуальных заданий. В задания для индивидуальной работы следует включать не только те, которые рекомендованы для самостоятельного изучения, но и проблемные задачи. Для студентов экономических специальностей при изучении, например, понятия функции и способов ее задания, в индивидуальные задания можно включить проблемные задачи с использованием функций в области экономики. Например, задачи поиска равновесной цены. Это одна из основных проблем рынка, означающая фактически торг между производителем и покупателем (кривые спроса и предложения). Кроме того, такие задачи носят исследовательский характер. Проблемная интерпретация учебного материала заключается в том, что преподавателем не сообщаются знания в готовом виде, но ставятся перед студентами проблемные вопросы, побуждая к поиску путей и средств решения. Сталкиваясь с новой проблемой, перед студентом встает вопрос: в чем суть? Мыслительный процесс идет по следующей схеме: выдвигаются гипотезы, далее они обосновываются и проверяются. Студентом либо самостоятельно осуществляется мыслительный поиск, либо с помощью преподавателя. Таким образом, сущность проблемного обучения заключается в создании преподавателем проблемных ситуаций в процессе учебно-познавательной работы обучаемых; а также в управлении поисковой деятельности по усвоению новых знаний и способов действий посредством решения проблемных задач. При работе с наиболее подготовленными студентами можно использовать проблемные ситуации, в которых известны результаты действия и методы получения этих результатов, но не известны условия и не известно, на основе каких знаний можно получить эти известные результаты. Подобные ситуации встречаются в научной деятельности, когда исследуются проблемы по данному предположению с помощью конкретной методики исследования. Подобная задача развивает творческий подход к рассмотрению различных задач и проявление инициативы при их решении. Кроме того, они развивают исследовательские навыки, которые будут необходимы студентам в разработке дипломного проекта. Современная экономика использует специальные методы оптимизации, составляющие основу математического программирования, теории игр, сетевого планирования, теории массового обслуживания и других прикладных наук. Поэтому проблемные задачи, составленные на основе математических дисциплин и их экономических приложений, позволят будущему специалисту приобрести не только необходимые знания, но научат ориентироваться в будущей профессиональной деятельности. Численный анализ (численные методы) является одной из основных дисциплин, завершающих математическую подготовку современных инженеров технических специальностей. Знание основ теории и способов реализации численных методов необходимо при проектной разработке и расчетном обосновании элементов конструкций и узлов железнодорожной и другой современной техники. В соответствии с этим проблемные задачи при изучении материала курса численного анализа позволят активизировать процесс обучения, вызовут интерес и увеличат процент усвоения учебного материала. Таким образом, непосредственная цель проблемного обучения - максимальная активизация мыслительной и познавательной деятельности студентов, а конечная цель - овладение обучающимися методами и способами научного познания, опираясь на которые можно было бы правильно оценивать новые, сложные явления, самостоятельно обновлять и обогащать свои знания. И задача преподавателя - оказать студенту помощь в достижении этих целей.

About the authors

Natalia Aleksandrovna Arkhipova

Samara State Transport University

Email: arkipova_n_a@mail.ru
senior lecturer of the Department of Higher mathematics

Natalia Nikolaevna Evdokimova

Samara State Transport University

Email: evdok22@mail.ru
candidate of physical and mathematical Sciences, associate Professor of the Department “Higher mathematics”

Tatyana Vladimirovna Rudina

Samara State Transport University

Email: yatanya2005@yandex.ru
candidate of pedagogical Sciences, associate Professor of the Department “Higher mathematics”

References

Supplementary files