CC BY
0
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕГРАТИВНОГО ПОДХОДА В ПРЕПОДАВАНИИ КУРСА
МАТЕМАТИКИ СОВРЕМЕННЫМ ИНЖЕНЕРАМ ТРЕБОВАНИЕ ВРЕМЕНИ
Р.Р. Oйчуeвa, пpeпoдaвaтeль Ошский гocудapcтвeнный унивepcитeт (Кыргызстан, г. Ош)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-4-3-210-214
Аннотация. В данной статье анализируются актуальные для современной инженерной профессии вопросы интеграции образования в преподавание математики, ее важность, необходимость обеспечения соответствия преподавания различных разделов физических наук для этой цели. В статье предпринята попытка добиться ряда выгодных и эффективных результатов за счет использования интегративного метода в преподавании курса математики будущим инженерам, обучающимся в настоящее время инженерному делу.
Ключевые слова: интеграция, мультидисциплинарность, интегративное взаимодействие, инновационные формы, интегративные программы, междисциплинарная коммуникация, метапредметные концепции.
Важной особенностью развития общества в XXI веке является бурное развитие производства и возрастание роли массовых информационных технологий. Согласно документам Кыргызской Республики, регламентирующим образовательный процесс, сегодня велика потребность в подготовке конкурентоспособных специалистов. Быть специалистом, отвечающим требованиям рынка труда, гибким, способным использовать знания для решения проблем, брать на себя ответственность и уметь использовать информационные технологии в своей профессии. Следовательно, инженеры должны уметь использовать информационные технологии творчески, т.е. уметь находить возможности эффективного использования готового программного обеспечения и различных приложений, также требуется готовность самостоятельно находить, изучать и внедрять новые компьютерные программы. В настоящее время для подготовки инженеров, востребованных на рынке труда, необходимо их научить возможностям творческого использования технических средств и программного обеспечения при преподавании цикла дисциплин в области математики. Способность инженеров эффективно внедрять такие знания в решение различных профессиональных задач является одним
из важнейших их конкурентных преимуществ.
Вопросы интеграции в образовании имеют богатую историю, которую важно знать и понимать ее суть. Интеграция (от латинского слова «интеграция» переводится как «восстановление, наполнение») -это процесс объединения нескольких мелких частей в единое целое или процесс, приводящий к такому результату.
Педагогическая энциклопедия дает следующее определение понятию «интеграция»: «Процесс развития, характеризующийся увеличением интенсивности и объёма взаимодействия элементов и объединением ранее отдельных частей в единое целое, их упорядочиванием и реорганизацией, созданием целого с новыми качественными свойствами».
В советском образовании интеграция изучалась преимущественно в форме межпредметной связи, которая осуществлялась двумя способами: интеграция и координация предметных знаний.
При этом в качестве концепции интеграции в образовании предусмотрено создание целого из элементов различных предметов. А в качестве понятия координации предусмотрено согласование образовательных программ по различным предметам, объединенным в цикл. С помощью межпредметных связей реализуются
интеграционные и координационные процессы, способствующие достижению главной цели образования - воспитанию разносторонней личности [1, 5].
В основу педагогического исследования проблем межпредметных связей как самостоятельного направления послужил следующий фактор:
- связь между близкими друг другу по содержанию дисциплинами при подготовке будущих специалистов не только повышает качество теоретических знаний, но и в значительной степени способствует осуществлению успешной профессиональной деятельности в будущем.
При этом ученые по-разному трактуют сущность междисциплинарных связей. Например:
- дидактические условия;
- появление системного принципа;
- особый дидактический принцип;
- отражение в содержании учебных дисциплин диалектической взаимосвязи, объективно существующей в природе и признанной в современной науке.
По мнению В.Н. Федоровой, межпредметные отношения не могут быть включены в категорию принципов обучения, поскольку они не считаются руководящими педагогическими положениями, присущими общему процессу обучения, и относятся всем учебным предметам [12, с. 29].
А Н.В. Бровка предлагает использовать следующее определение: «Межпредметные связи - педагогическая категория, которая синтезирует интегративные связи между предметами, процессами и явлениями реальной жизни, и находит отражение в методах, формах и содержании процессов обучения и воспитания, осуществляет образовательную, воспитательную и развивающую функцию» [1]. По мнению автора, данное определение является более перспективным, поскольку при определении межпредметных связей как педагогической категории основной акцент делается на понятии «связь между предметами», а поскольку это понятие трактуется и как «связь между науками», то дает возможность рассматривать межпредметную связь как средство педагогической интеграции.
Понятие межпредметной связи рассматривается учеными как принцип дидактики. По мнению многих российских педагогов, это понятие применяется в планах преподавания теоретического и практического материала. При этом интеграция рассматривается как сочетание понятий межпредметная связь и предметность.
Междисциплинарная интеграция в учебном процессе в высшей технической школе исследована С.Ю. Буриловой. Элементарной основой такой интеграции в своей работе автор рассматривает межпредметные связи, которые выявляются при формировании познавательной деятельности студента [2].
Также понятиям предметности, дисци-плинарности и междисциплинарности посвящены работы ряда зарубежных ученых. При этом многие из них выделяют понятия мультидисциплинарности или мультипред-метности. Этот процесс осуществляется, когда несколько предметов изучают один и тот же объект.
Типичным примером термина мульти-предметности является изучение скорости и времени в математике и физике.
Здесь понятие «скорость» представлено как «фокус» в точке пересечения математики и физики. Именно в таких случаях разные предметы могут взаимодействовать и интегрироваться. Физика и математика образуют континуум, и интеграция должна быть выражена на темах. Тема - это концепция, задача или проблема, которая обеспечивает фокусную и организованную структуру.
Темы должны быть хорошо продуманы и обеспечивать «метакогнитивный бонус» - мощную всеобъемлющую (сквозную) идею.
Темы должны соответствовать следующим трем критериям:
- понятны для студентов и важны для отдельных дисциплин;
- должны быть междисциплинарными, их преподавание должно улучшать усвоение понятий;
- должны подходить для понимания и поиска решений ключевых проблем и
обеспечивать возможность выйти за рамки объекта каждой дисциплины.
В качестве примера упомянутой выше темы в преподавании курса высшей математики студентам инженерных специальностей можно взять векторную алгебру и понятие «вектора», которое используется как объект во всех дисциплинах естествознания.
С конца XX века интеграция считается одной из важнейших педагогических категорий и признается принципом дидактики. Межпредметная связь обеспечивает системное взаимодействие учебных дисциплин, при отсутствии системного взаимодействия исчезнет и межпредметная связь.
Сегодня интеграция рассматривается как «мера полноты, организованности, упорядоченности образования», а это означает, что понятие межпредметной связи является неотъемлемой частью понятия предметности, а их сочетание означает интеграцию в образовании.
Разработка различных интегративных программ, интегративных курсов, интегра-тивных методов и интегративных уроков создает глубокие интеграционные процессы в различных областях науки, техники и культуры. Например, такие виды интеграции за рубежом реализуются в следующих проектах:
- «Плавание в технике и биологии» -комбинированная крупноблочная программа, объединяющая спорт, физику, биологию и технику, созданная на основе междисциплинарных тем в Кильском педагогическом институте (Германия);
- «Проекты интегрированных курсов физиков Гарварда», где физика считается основным «ядром» и интегрирована с историей, философией, искусством и литературой;
- «Проект научного учебника в Сиднейском университете», данный проект объединяет астрономию, физику, химию, биологию, геологию и направлен на освоение понятий, общих для вышеперечисленных предметов, но эти понятия рассматриваются с разных позиций для каждого предмета.
О том, что возможности педагогической интеграции безграничны свидетельствует
большое количество работ, связанных с интеграцией разных дисциплин.
В нашем исследовании системообразующим фактором интеграции высшей математики и других дисциплин в систему высшего инженерного образования может стать понятие «вектора» и раздел «векторная алгебра», где изучается данное понятие. Потому что векторные величины активно используются во всех дисциплинах, которые изучают будущие инженеры.
Одной из инновационных форм обучения в современных учебных заведениях является использование метапредметов, важнейшей особенностью которых является интегрируемость, поскольку они могут одновременно служить учебным материалом по нескольким учебным дисциплинам. Этот метод направлен на реализацию идей «мыслительной педагогики». По определению Ю.В. Громыко, «мыслительная педагогика» - это педагогическое направление, формирующее способность мыслить (целе-полагание, понимание, размышление и т. д.)» [3].
«Метапредмет» определяется как особая форма работы с содержанием образования, целью метапредмета является формирование и развитие различных способностей, что характеризует его универсальность.
В своем исследовании А.В. Теремов создал метапредметную концепцию интеграции содержания естественного и гуманитарного образования студентов, ядро которой составляют категории общефилософского, общенаучного и специально-научного уровней, определяющие взаимодействие психолого-педагогических, социальных и экологических знаний, а также факторы, формирующие образовательное пространство личности [11].
Л.И. Селякова исследовала методику обучения алгебраическим структурам в условиях фундаментализации образования, где «алгебраическая структура» принимается как метапредметное понятие, формирующее содержание обучения алгебре [10].
Если математические и естественнонаучные дисциплины рассматривать как единую предметную область, составляющую основу профессиональной подготовки будущих инженеров, то аналогичные
процессы могут осуществляться и в технических направлениях подготовки кадров в системе высших учебных заведений. Ядром такой интеграции может стать процесс формирования метапредметных представлений и навыков деятельности.
В качестве категорий таких понятий общефилософского, общенаучного и специально-научного уровня можно рассматривать такие математические понятия, как «матрица», «вектор», «производная», «интеграл» и понятия метапредметного характера, встречающиеся не только в естественных, но и гуманитарных науках.
В контексте нашего исследования особого внимания заслуживает точка зрения Л.П. Слободской [8]. По ее мнению, интеграция преподавания дисциплин имеет смысл только при выполнении следующих условий:
- если изучаемые объекты соответствуют друг другу в пределах предмета исследования или достаточно близки;
- если на интегрируемых дисциплинах используются одинаковые или схожие методы исследования;
- дисциплины формируются по общим нормативным законам и общетеоретическим положениям.
Эти условия выполняются в высшей математике и естественнонаучных дисциплинах, и их выполнение не только создает возможность интеграции этих дисциплин, но и доказывает целенаправленность их интеграции.
Все они направлены на изучение инженерно-технических объектов на основе физических законов и математических теоретических принципов с помощью одного универсального метода - метода математического моделирования, что позволяет рассматривать вышеизложенное как комплексную фундаментальную базу подготовки инженеров высшей школы.
Необходимость перехода от концепции межпредметных связей к концепции интегрированного подхода в образовательном процессе можно объяснить тем, что многообразие межпредметных связей усложняет решение основных вопросов образования.
Межпредметные связи выражают обобщенное значение как отношения между элементами структур разных субъектов. Что это значит? Это означает, что если принять интеграцию за основу учебного процесса, то все комплексные межпредметные связи интеграции будут считаться её средствами.
Ученые проанализировали научные работы в области педагогики и дали следующее определение междисциплинарной интеграции: взаимосвязь между темами, разделами, предметами, учебными дисциплинами, науками, основанная на объединении идей всестороннего, упорядоченного раскрытия исследуемого явления и процессов, называется междисциплинарной интеграцией.
А интеграцию гуманитарных и технических дисциплин рассматривают как процесс превращения ранее отдельных элементов в единое целое.
Различные аспекты вопросов интеграции стали объектом исследования и активно обсуждались на международном конгрессе по преподаванию математики. Как отмечается в протоколе этого конгресса, внимание ученых привлекли следующие дидактические вопросы:
- взаимосвязь математических дисциплин и их приложений при решении конкретных задач;
- формирование у студентов знаний и умений по решению реальных задач с помощью математических средств;
- на Конгрессе большое внимание было уделено способам реализации междисциплинарных связей между математикой и дисциплинами профессионального цикла.
Особый акцент был также сделан на пропедевтике преподавания специальных дисциплин при изучении математики, определении их закономерностей в рамках предмета, возможностях использования алгоритмических методов, физико-математической постановке задачи, решении типовых задач и анализе полученных результатов.
В материалах Конгресса подчеркивается, что междисциплинарное преподавание и обучение не являются новой педагогической реформой.
Многие исследования показали, что изучение образовательного содержания с разных точек зрения полезно для формирования знаний учащихся.
В частности, когда речь идет о преподавании математики и междисциплинарном обучении, интеграция науки, технологий, инженерии и математики
(Science,Technology, Engineering and Mathematics (STEM)) может быть синонимом понятия «двух или более академических областей» в рамках урока, курса или интегрированной программы.
Продвижение STEM-образования как интегрированной учебной программы сегодня является ключевым аспектом образовательной политики с целью подготовки современного научно-технического общества
во многих странах мира. Однако реализация этой программы на школьном и университетском уровне остается сложной задачей, и исследования такого обучения в настоящее время проводятся учеными разных стран.
Например, недавний отчет о статус-кво STEM-образования в Европе показывает, что основное внимание уделяется теории школьного образования.
Подводя итог анализу понятия «интеграция» применительно к образовательным системам, следует отметить, что исследования, проводимые в Кыргызстане и за рубежом, подтверждают важность интеграции в сфере образования в целом и, особенно, в процессе обучения математике.
USING AN INTEGRATIVE APPROACH AS A METHODOLOGICAL BASIS FOR TEACHING MATHEMATICS TO A FUTURE ENGINEER
R.R. Oichueva, Lecturer Osh State University (Kyrgyzstan, Osh)
Abstract. This article analyzes the issues of integrating education into the teaching of mathematics, relevant for the modern engineering profession, its importance, necessity, as well as the issue of preparing an engine that meets flight requirements. ensure that the teaching of various branches of the physical sciences is consistent with this goal. The article attempts to achieve a number of beneficial and effective results through the use of an integrative method in teaching mathematics courses to future engineers currently studying engineering.
Keywords: integration, multidisciplinarity, integrative interaction, innovative forms, integrative programs, interdisciplinary communication, meta-subject concepts.
