авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Профессиональная направленность обучения математике студентов химико-технологических специальностей технических вузов (на примере раздела Дифференциальные

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ЛЬВОВА Валерия Дмитриевна

Профессиональная направленность обучения математике студентов химико-технологических специальностей технических вузов (на примере раздела «Дифференциальные уравнения»)

13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания

(математика, уровень профессионального образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата педагогических наук

Астрахань 2009

Работа выполнена на кафедре математического анализа Астраханского государственного университета

Научный руководитель: доктор педагогических наук,

профессор

Аммосова Надежда Васильевна.

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук,

профессор

Гусев Валерий Александрович

кандидат физико-математических наук,

доцент

Коваленко Борис Борисович

Ведущая организация: Российский университет дружбы народов

Защита диссертации состоится 15 декабря 2009 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.05 при Астраханском государственном университете по адресу: 414056, г. Астрахань, пл. Шаумяна, д.1, ауд.101

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Астраханского государственного университета.

Текст автореферата размещен на официальном сайте Астраханского государственного университета http: http://aspu.ru 13 ноября 2009 года.

Автореферат разослан____ ноября 2009 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Кенжалиева С.З.

Общая характеристика исследования

Актуальность исследования. В Федеральном Законе от 30 марта 2002 года «Основы политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу» отмечена необходимость повышения престижа и привлекательности научно-технической деятельности. Меняются приоритеты в профессиональном образовании. Одними из наиболее перспективных вновь становятся инженерные профессии. Намеченные приоритеты в науке и технологиях обусловливают необходимость в высококвалифицированных инженерных кадрах, в том числе и химико-технологических специальностей.

На современном этапе в образовании усиливается роль фундаментальных наук, ставится акцент на их прикладное использование. Математика – язык инженерных исследований, основа инженерного образования, в работе инженера призвана решать профессиональные задачи. Этим объясняется необходимость тесной связи преподавания математики с потребностями профессии.

Профилирующие дисциплины на разных специальностях технических вузов применяют различный математический аппарат, используют разные математические методы, в том числе численные и приближенные, но, практика показывает, что разница в изложении курса фундаментальной математики обусловлена чаще всего лишь требованиями Государственного образовательного стандарта. Изучение опыта математической подготовки студентов химико-технологических специальностей говорит о том, что студенты 1-го и 2-го курсов плохо осведомлены о роли математики в будущей профессии, слабо мотивированы на изучение предмета, а преподаватели специальных дисциплин в дальнейшем часто отмечают отсутствие необходимой математической базы. Это говорит о том, что нет преемственности между курсом фундаментальной математики и профилирующими дисциплинами, а в преподавании математики недостаточно соблюдается профессиональная направленность.





Проблема профессиональной направленности давно интересует исследователей и достаточно широко представлена в работах Н.А. Аитова, Н.В. Аммосовой, П.Р. Атутова, Ю.К. Бабанского, В.А. Гусева, А.Я. Кудрявцева, Г.Л. Луканкина, М.И. Махмутова, В.М. Монахова, А.Г. Мордковича, Р.А. Низамова, Э.Д. Новожилова, Г.И. Саранцева, М.Ф. Фахтулина, М.И. Шабунина, Л.В. Шкериной.

Реализацию профессиональной направленности при обучении студентов- гуманитариев описывали Т.А. Гаваза, Н.А. Дергунова, Р.М. Зайкин, А.А. Соловьева. Проблеме профессиональной направленности математической подготовки в средних специальных учебных заведениях посвящены диссертационные работы Т.М. Алиевой, Ю.В. Булычевой, Н.Н. Грушевой, Л.М. Наумовой, Н.Н. Лемешко.

Совершенствованию математической подготовки в техническом вузе уделяли большое внимание А.Н. Колмогоров, Б.В. Гнеденко, Л.Д. Кудрявцев,
Е.Н. Мирославлев, А.Д. Мышкис, С.М. Никольский, В.Е.Шукшунов, А.Р. Янпольский, С.А. Яновская и др. Свое видение решения проблемы профессиональной направленности преподавания математики в техническом вузе для разных специальностей описывали в диссертационных исследованиях М.С. Аммосова, И.В. Бабичева, О.В. Бочкарева, Е.А. Василевская, З.Г. Дибирова, И.Г. Михайлова, С.В. Плотникова, Н.А. Тарасова, С.И. Федорова.

Ф.К. Мацур разработаны направления математической подготовки студентов-химиков классических университетов на основе межпредметных задач, И.Г. Михайловой исследована степень применения тем курса математики, используемых в подготовке инженера, в том числе и инженера-химика, в условиях профессиональной направленности межпредметных связей. Однако ни одним из этих авторов не затрагивается проблема профессиональной направленности методики обучения математике студентов химико-технологических специальностей технических вузов. Некоторые задачи с химическим и химико-технологическим содержанием представлены в учебниках и пособиях И.И. Баврина, А.А. Гусака, В.В. Шершакова.

В то же время недостаточно разработан комплексный подход решения проблемы профессиональной направленности преподавания математики для химико-технологических специальностей. Существует необходимость определения профессионально значимых для химико-технологических специальностей разделов математики, выявления роли профессиональной направленности при обучении математике на этих специальностях, описания системы мер, необходимых для ее реализации, разработки методики профессионально направленного обучения математике на химико-технологических специальностях технических вузов.

В этой связи выявлены основные противоречия:

  • между потребностями химической промышленности в высококвалифицированных инженерных химико-технологических кадрах, обладающих достаточной математической компетентностью для решения профессиональных задач в современных условиях, и реально осуществляемой математической подготовкой в технических вузах;
  • между фактическими математическими знаниями студентов и требованиями общетехнических и специальных дисциплин;
  • между требованиями усиления фундаментализации технического образования и необходимостью реализации профессиональной направленности на химико-технологических специальностях;
  • между широтой направлений изучения профессиональной направленности, представленной в современной педагогической и научно-методической литературе, и отсутствием соответствующих разработок для химико-технологических специальностей.

Обнаруженные противоречия обусловливают актуальность нашего исследования.

Проблема исследования состоит в разработке научно-обоснованного комплексного подхода к реализации профессиональной направленности обучения математике на химико-технологических специальностях втузов.

Объектом исследования является процесс обучения математике студентов химико-технологических специальностей технических вузов.

Предмет исследования – методика преподавания математики с целью реализации профессиональной направленности на химико-технологических специальностях технических вузов.

Цель нашего исследования – теоретическое обоснование и разработка методики профессионально направленного обучения на химико-технологических специальностях технических вузов.

Гипотеза исследования: если вести преподавание математики на химико-технологических специальностях технического вуза («Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов», «Химическая технология неорганических веществ и материалов», «Химическая технология и биотехнология», «Химическая технология органических веществ и топлива» и т. п.) по разработанной методике реализации профессиональной направленности, включающей:

  • преподавание теоретического курса математики с акцентом на профессионально значимый материал: ознакомление студентов с аспектами применения математики в будущей профессии, использование профессиональных примеров, установление соответствия между математическими знаниями и их интерпретацией на химико-технологических специальностях в общетехнических (физика, теоретическая механика, сопротивление материалов, электротехника) и в специальных дисциплинах (математическое моделирование основных процессов химических производств, техническая термодинамика и теплотехника, общая химическая технология и др.);
  • использование внутрипредметной и межпредметной пропедевтики;
  • применение совокупностей специально разработанных и подобранных задач: профессионально ориентированных (о концентрации раствора, о разложении вещества, на химические реакции, об очищении газа, об ионизации газа, о теплообмене и др.); пропедевтических; тестовых на закрепление базовых знаний; задач, решаемых численными, приближенными, качественными методами, применимыми в химической технологии, творческих заданий по составлению концептуальных карт, блок-схем, таблиц и планов решения, направленных на закрепление теоретических знаний;
  • организацию самостоятельной работы студентов химико-технологических специальностей с использованием профессионально направленных дидактических материалов, электронных пособий, включающих теоретический, практический, тестовый и контрольный материал, методических рекомендаций для решения профессионально-прикладных задач,

то это способствует повышению качества математических знаний студентов химико-технологических специальностей и формирует умения применять их в процессе дальнейшего обучения и в будущей профессиональной деятельности.

В соответствии с целью и гипотезой исследования были поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ психолого-педагогической литературы по проблеме профессиональной направленности обучения математике в вузах, в частности обучения химиков-технологов.

2. Выявить особенности содержания и методов осуществления математической подготовки студентов химико-технологических специальностей технических вузов и определить, как используются математические знания общетехническими и специальными дисциплинами на химико-технологической специальности, установить соответствие между математическими и профессиональными понятиями.

3. Теоретически обосновать и разработать методику реализации профессиональной направленности для химико-технологических специальностей втуза.

4. Разработать совокупности задач: профессионально-прикладных, формирующих умение математически моделировать процесс или явление; пропедевтических задач; тестовых задач на отработку базовых математических знаний, являющихся математическим аппаратом специальности; творческих заданий на закрепление теоретических знаний; методические рекомендации по решению задач.

5. Разработать профессионально ориентированные дидактические материалы и комплексное электронное пособие для самостоятельной работы студентов химико-технологических специальностей (раздел «Дифференциальные уравнения»).

6. Проверить результативность предложенной методики в ходе экспериментальной работы.

Теоретико-методологическую основу исследования составляют психологическая и общедидактическая теория деятельностного подхода в обучении, труды по общей педагогике и дидактике, философским и методологическим основам математики, работы, посвященные общему математическому образованию, а также проблемам преподавания математики в технических вузах, исследования профессиональной направленности обучения математике в высших учебных заведениях, работы, отражающие использование математических методов в химической технологии.

Методами исследования являются:

  • изучение и анализ историко-педагогической, психологической, педагогической, научно-методической и математической литературы по проблеме исследования,
  • анализ Государственного образовательного стандарта по химико-технологическим специальностям,
  • анализ учебной и учебно-методической литературы по математике и специальным и общетехническим дисциплинам,
  • обобщение опыта преподавания в технических вузах,
  • наблюдение за студентами, беседы с преподавателями,
  • анкетирование преподавателей и студентов, педагогический эксперимент и обработка его результатов методами математической статистики.

Диссертационное исследование проводилось с 2002 по 2009 годы.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1) разработана процедура анализа изучаемого в высшей школе курса математики для выбранной специальности (на примере химико-технологической), вскрыта взаимосвязь таких разделов математики на химико-технологических факультетах технических вузов, как «Дифференцирование и интегрирование», «Дифференциальные уравнения», «Дифференциальные уравнения в частных производных», «Ряды Фурье», «Векторная алгебра», «Линейная алгебра», «Теория вероятностей и математическая статистика» со специальными дисциплинами химико-технологического цикла – «Физическая химия», «Общая химическая технология», «Системы управления химико-технологическими процессами», спецкурсами «Математическое моделирование основных процессов химических производств», «Процессы и аппараты химической технологии»:

выделены темы математического курса, наиболее значимые при обучении химиков-технологов (производная, дифференциал, оптимизация процессов, неопределенный и определенный интегралы, кратные интегралы, несобственные интегралы, дифференциальные уравнения обыкновенные и в частных производных) и определены основные области использования в химической технологии математических моделей разного типа (задачи гидродинамики, моделирование теплообменных процессов, процессов ректификации, абсорбции, кристаллизации, сушки химических продуктов, моделирование в химической кинетике);

установлено соответствие между математическими понятиями и их интерпретацией в специальных дисциплинах (производная – скорость химического процесса, интегральная функция распределения – функция распределения времени пребывания в проточных реакторах, дифференциальное уравнение – математическая модель химико-технологических процессов, например гидродинамическая модель потоков частиц в реальных аппаратах и др.);

выявлена востребованность аппарата дифференциальных уравнений для решения задач химико-технологического содержания при обучении студентов химико-технологических специальностей;

2) раскрыто содержание и разработаны принципы и методика профессионально направленного обучения математике студентов химико-технологических специальностей, основанная на деятельностном подходе:

а) выделен для более глубокого изучения материал изучаемого курса из разделов «Дифференцирование и интегрирование», «Дифференциальные уравнения», «Дифференциальные уравнения в частных производных», «Ряды Фурье», являющийся математическим аппаратом специальности;

б) предложена методика

  • осуществления пропедевтики наиболее важных понятий (интеграл – собственный и несобственный, неопределенный и определенный, дифференциальное уравнение, решение дифференциального уравнения, дифференциальное уравнение с разделяющимися переменными, общего и частного решения дифференциальных уравнений);
  • использования качественных, численных и приближенных методов решения задач химической технологии;
  • применения метода математического моделирования к профессионально-прикладным задачам (о концентрации раствора; об охлаждении тела; о переходе вещества в раствор; задачи на химические реакции первого и второго порядков; ионизация газа; очищение газа; теплообмен через трубу);
  • реализации самостоятельной работы студентов с использованием разработанного электронного обучающего пособия, содержащего теоретический, практический, тестовый и контрольный материалы; профессионально ориентированных индивидуальных заданий; организации активной учебной деятельности с элементами проблемного, поискового и перспективно-опережающего обучения;

в) разработаны методические требования к совокупностям задач по каждому из перечисленных методических путей;

  1. разработаны:

а) совокупности задач для химико-технологических специальностей, формирующие умение математически моделировать процесс или явление; пропедевтических задач, необходимых для общетехнических дисциплин; тестовых задач, направленных на отработку базовых математических знаний, являющихся математическим аппаратом специальности; творческих заданий, направленных на закрепление теоретических знаний; математические модели предлагаемых задач химико-технологического содержания;

б) методические рекомендации по преподаванию теоретической и практической частей курса «Дифференциальные уравнения», основанные на применении элементов проблемного, поискового и перспективно-опережающего обучения (использование концептуальных карт, блок-схем, таблиц, планов решения, докладов и др.);

в) комплексное электронное пособие по обыкновенным дифференциальным уравнениям для самостоятельной работы студентов химико-технологических специальностей и профессионально-направленные дидактические материалы.

Теоретическая значимость проведенного исследования состоит в разработке процедуры анализа изучаемого в высшей школе курса математики, выявлении разделов и тем математики, наиболее часто применяемых в общетехнических и специальных дисциплинах на химико-технологических специальностях, определении наиболее применимых в химической технологии математических моделей, установлении соответствия между математическими понятиями и их интерпретацией в химических технологиях, в выявлении востребованности дифференциальных уравнений в профессиональной подготовке студентов химиков-технологов, определении методических путей, позволяющих реализовать профессионально направленное изучение математики на химико-технологических специальностях в техническом вузе, разработке требований к совокупностям задач по каждому из перечисленных методических путей.



Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.