CC BY
13СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ
УДК 372.851
ОРГАНИЗАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КУРСАНТОВ В РАМКАХ ИХ САМОПОДГОТОВКИ ПО ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКЕ
Гребенкина Александра Сергеевна,
кандидат технических наук, доцент, ГОУВПО «Академия гражданской защиты» МЧС ДНР, г. Донецк, ДНР
e-mail: [email protected]
Grebenkina Aleksandra,
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, «The Civil Defence Academy» of EMERCOM of DPR
В статье рассмотрен вопрос организации самостоятельной учебно-познавательной деятельности курсантов в процессе математической подготовки. Описаны требования к содержанию, объему и уровню сложности отдельных видов такой деятельности. Указаны критерии и принципы, соблюдение которых необходимо для оптимизации самостоятельной работы. Описана специфика заданий, предлагаемых к самостоятельному выполнению обучающимися по специальности «Пожарная безопасность» и направлению подготовки «Тех-носферная безопасность». Представлены методические разработки по высшей математике для самоподготовки курсантов/студентов указанных специальностей.
Ключевые слова: обучение, высшая математика, самоподготовка, профессионально-
ориентированное задание, профессиональная компетенция.
j......\
Постановка проблемы. В процессе обучения особое место занимает самостоятельная работа. Грамотно организованная самостоятельная подготовка позволяет видеть цели и перспективы обучения, дает возможность определить курсанту собственные микроцели в изучении дисциплины, соответствующие его индивидуальному познавательному потенциалу. Она дисциплинирует курсантов, способствует развитию у них навыков оптимального распределения рабочего времени. Названные качества играют большую роль в подготовке специалистов техно-сферной и пожарной безопасности, важны в их будущей профессиональной дея-
тельности. Поэтому, совершенствование процесса самоподготовки при обучении математике курсантов/студентов указанных направлений подготовки требует особого подхода.
Анализ актуальных исследований. Проблему организации самостоятельной работы студентов рассматривают многие педагоги, в частности М.Б. Баликаева, Н.А. Ефремова, М.А. Иванова, Н.В. Подошва, Е.В. Щербакова и др. Характерные признаки, функции и структурные компоненты самообразования студентов указаны в исследованиях В.А. Казакова, А.И. Кочетова, Я.В. Топольника. Вопросы организации самостоятельной работы
студентов (СРС) по математике изучают А.В. Забавская, Н.В. Коваленко, Д.Н. Ку-риленко, Т.С. Максимова. Много внимания уделяется возможностям и перспективам информационных технологий в управлении СРС. Например, в статье И.В. Гончаровой [1] описано, как управлять самостоятельной работой посредством компьютерных технологий при изучении математики студентами-гуманитариями.
Тем не менее, несмотря на многообразие проводимых педагогических исследований, вопрос организации самостоятельной работы в процессе математической подготовки будущих инженеров пожарной безопасности раскрыт недостаточно.
Цель статьи - указать особенности организации самостоятельной учебно-познавательной деятельности обучающихся пожарно-технических направлений подготовки; представить методические разработки по высшей математике и теории вероятностей для курсантов специальности 20.05.01 «Пожарная безопасность».
Изложение основного материала. Согласно распорядку дня, курсантам ежедневно отводится на самоподготовку не менее двух часов. Указанное время распределено между всеми учебными дисциплинами. Каждый курсант самостоятельно регулирует свою работу, определяет индивидуальные задачи, развивает познавательные возможности. Но обучаемые первых двух курсов в полной мере не осознают значение математической подготовки в будущей профессиональной деятельности. Поэтому, необходимо создать условия, благоприятствующие самосовершенствованию, мотивации курсантов к индивидуальной учебной деятельности в процессе обучения высшей математике. Данная деятельность должна заключаться в создании возможностей для критического анализа, позволяющего им понять и сформулировать причины, лежащие в основе успешных и неуспешных каждодневных учебных действий [4, с. 33].
Для достижения указанной выше цели нами было проведено исследование, направленное на диагностику отношения обучающихся к изучению дисциплины «Высшая математика». В опросе приняли участие 82 респондента, из которых 52,4% - студенты первого курса, 47,6% -курсанты/студенты второго курса обучения факультета «Пожарной безопасности» ГОУВПО «Академия гражданской защиты» МЧС ДНР. Результаты опроса позволили выявить проблемы, возникающие в процессе обучения, установить наиболее актуальные из них, требующие первоочередного решения.
Так, отвечая на вопрос «Какая форма обучения высшей математике наиболее интересна для Вас?», подавляющее большинство опрошенных (68,3%; примерно поровну курсантов первого и второго курсов обучения) выбрало практическое занятие. Лекционное занятие выбрали 17,8%, к дискуссии склоняется 9,7% обучаемых. К самостоятельному изучению нового материала готовы лишь 2,4% из числа опрошенных. Неготовность к самостоятельной работе с учебным материалом, большая доля курсантов, выбравших форму обучения в виде практических занятий, свидетельствуют о низкой заинтересованности в изучении высшей математики. Курсанты не понимают ее значения в освоении инженерных дисциплин таких, как «Гидравлика и пожарное водоснабжение», «Пожарная безопасность в строительстве», «Пожарная автоматика» т.д. Мотивация и способность самостоятельно работать создают предпосылки готовности к самообразованию [5, с. 94]. Поэтому, преподавателю математики следует пересмотреть и несколько изменить соотношение между аудиторной и самостоятельной работой курсантов, скорректировать объем учебного материала, планируемый на самоподготовку, разнообразить индивидуальные домашние задания, стимулировать самостоятельное решение задач на практических занятиях.
Разделяем мнение о том, что к наиболее эффективным формам организации самостоятельной работы обучаемых от-
носится решение прикладных профессионально-ориентированных задач; самостоятельное изучение соответствующих тем и разделов содержательных модулей с помощью учебно-методических пособий; подготовка сообщений, докладов и выступление с ними на практических занятиях [8, с. 25]. Укажем специфику этих форм в работе с будущими инженерами пожарной безопасности.
В процессе обучения высшей математике у курсантов/студентов, прежде всего, должны быть сформированы умения свободно оперировать математическими объектами, использовать математические методы решения технических задач. Н.А. Тарасова ([7, с. 87]) выделяет такие умения, как умение исследовать ситуацию, умение переводить ее на математический язык, умение проводить внутри-модельное решение, исследовать полученное решение.
В работе с курсантами следует целенаправленно формировать у них представление о том, что в основе прогнозирования пожарной обстановки, деятельности противопожарной службы города лежит математическое моделирование. Математико-статистические модели позволяют сделать прогноз необходимого количества техники для обслуживания поступивших вызовов, определить закон распределения числа вызовов по суткам, времени, затраченного на обслуживание вызовов пожарных подразделений, наиболее вероятное число отказов в обслуживании вызовов [3, с. 107]. Своевременное изменение и оптимизация данных показателей способствует повышению эффективности работы пожарно-спасательных сил.
Свою точку зрения подтверждаем результатами указанного выше анкетирования. На вопрос «Пригодятся ли Вам знания по математике в будущей профессиональной деятельности?» только 39% респондентов ответило положительно: 30,8% первокурсников, 46,5% второкурсников. При этом 8,5% опрошенных считает, что математические знания им «точно не пригодятся», а 30,5% - «скорее всего не пригодятся» (43,6% первокурс-
ников, 18,6% второкурсников). Эти ответы свидетельствуют о недостаточной осведомленности обучающихся в отношении тех практических задач, которые могут возникнуть в повседневных рабочих ситуациях инженера-спасателя, о недостаточной профессиональной направленности в изучении дисциплины, непонимании взаимосвязи между математикой и инженерными дисциплинами специальной подготовки.
Разрабатывая комплекс профессионально-ориентированных задач для практических занятий по высшей математике важно учитывать такие критерии [6, с. 289]:
- критерий отражения межпредметного содержания (в условии задачи и ее требованиях содержатся компоненты смежного предмета или же межпредметное содержание проявляется в процессе решения задачи);
- критерий «учета сюжетности» (для формулировки задачи должна использоваться словесная модель количественной стороны деятельности инженера пожарной безопасности, либо словесная модель события (процесса) профессиональной деятельности в сфере пожарной безопасности).
Приведем примеры профессионально-ориентированных задач по высшей математике для студентов пожарно-технического направления подготовки (см. таблицу 1), при решении которых формируются профессиональные компетенции (ПК).
Каждая задача снабжена перечнем профессиональных компетенций [2], формируемых в процессе ее решения. Считаем, что подобная информация полезна курсантам, способствует мотивации их к изучению математики.
Для закрепления и совершенствования приобретенных навыков применения математических методов в решении профессиональных задач, считаем целесообразным организовать научно-исследовательскую работу курсантов. Этот вид деятельности относится к внеаудиторной учебной нагрузке.
Таблица 1 - Фрагмент методических указаний к выполнению индивидуальной домашней работы___
Тема курса «Высшая математика» Формулировка задания ПК, формируемые в процессе решения задачи
Произведения векторов На производственном объекте категории А установлены внешние камеры наблюдения, по которым определены координаты четырех точек объекта. В проекте данного объекта площадь легкосбрасывае-мых конструкций равна а м2. Достаточно ли данных площадей для соблюдения норм пожарной безопасности. (Координаты точек и значение параметра а приводятся) - способность определять расчетные величины пожарного риска на производственных объектах и предлагать способы его снижения (ПК-3); - способность определять категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (ПК-5); - способность принимать основные технические решения, обеспечивающие пожарную безопасность зданий и сооружений (ПК-21)
Метод наименьших квадратов Найти функциональную зависимость, характеризующую динамику числа погибших на пожарах, на основе имеющихся статистических данных за период с 2010 по 2019 год. (Данные о числе погибших приводятся) - знание особенностей динамики пожаров (ПК-8); - умение подготовить исходные данные для выбора и обоснования научно-технических и организационных решений на основе экономического обоснования мер, направленных на борьбу с пожарами (ПК-37); - умение проводить эксперимент по заданным методикам с обработкой результатов (ПК-39)
исследовательской работе для курсантов пожарно-технических направлений подготовки, проводимой в рамках изучения курса теории вероятностей и математической статистики, приведены в табл. 2. Каждое задание сопровождается методическими комментариями для курсантов (цель, ожидаемые результаты). На наш взгляд, это способствует развитию у них познавательного потенциала, самодиагностике качества решения учебной задачи. Результаты выполнения данного вида деятельности могут быть представлены как на практических занятиях, так и на научных конференциях.
Объем и уровень сложности заданий по высшей математике или теории вероятностей надо подобрать так, чтобы на их выполнение курсанту требовалось не более 20 академических часов. Все задания, выносимые в данный вид самостоятельной работы, обязательно должны быть профессионально направленными. Сформулировать задачу следует так, чтобы для ее успешного решения требовалось найти недостающие исходные данные, построить математическую модель, определить алгоритм решения модели, оценить оптимальность выбранного способа решения, достоверность полученного результата. Образцы заданий к научно-
Таблица 2 - Фрагмент методических разработок к выполнению научно-исследовательской работы курсантов_
Структурный элемент работы Содержание структурного элемента
Раздел учебной дисциплины Теория вероятностей Математическая статистика
Формулировка задания Используемые обозначения: ^соуэ - условная вероятность срабатывания системы оповещения людей о пожаре; ^пдз - условная вероятность срабатывания противодымной защиты в случае эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации; Яобн - вероятность эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации. Принимая эти вероятности равными (Ясоуэ = Япдз = =^обн) и соответствующими требованиям нормативных документов, определить вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты. Используя данные диспетчерского журнала, определить закон распределения длительности обслуживания вызовов пожарных подразделений в городе.
Цель выполнения задания Закрепление навыков применения вероятностных методов для оценки возможных рисков при проведении аварийно-спасательных работ Развитие умений определять и анализировать статистические закономерности в деятельности противопожарной службы города
Ожидаемые результаты Выполнение расчета индивидуального пожарного риска 1. Построение математической модели распределения длительности обслуживания вызовов пожарных подразделений. 2. Оценка достоверности гипотезы о виде закона распределения.
Выводы. Обобщая результаты исследования, приходим к таким выводам.
1. При организации учебно-познавательной деятельности курсантов следует особое внимание уделять мотивации их к изучению математики.
2. Проектируя содержание курса высшей математики, необходимо увеличить количество тренировочных заданий, разработанных на основе ситуаций, возникающих в деятельности спасательной службы.
3. Профессионально-ориентированные задачи должны соответствовать критериям отражения межпредметного содержания и «учета сюжетности».
4. В методических рекомендациях к выполнению индивидуальной работы надо указать профессиональные компетенции инженера пожарной безопасности, формируемые в процессе решения учебных задач.
5. С целью повышения математической грамотности курсантов следует ор-
ганизовать научно-исследовательскую работу в рамках изучения дисциплины. Все математические задачи, отнесенные к этому виду учебной деятельности, должны быть связаны исключительно с вопросами пожарной безопасности.
Считаем, что указанные факторы способствуют развитию математического мышления, повышению уровня готовности курсантов/студентов к самообразованию. В комплексе с другими видами учебной деятельности это способствует развитию познавательного потенциала, формированию профессиональной компетентности будущих инженеров пожарной безопасности.
1. Гончарова И.В. Управление самостоятельной работой студентов - документоведов при обучении математике с помощью ИКТ / И.В. Гончарова, А.В. Должикова / Эвристическое обучение математике // Материалы IV Международной научно-методической конференции (1920 апреля 2018г.). - Донецк: Изд-во ДонНУ, 2018. -С. 133-136.
2. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по специальности 20.05.01 «Пожарная безопасность» (квалификация «Специалист») [Электронный ресурс]: утвержден приказом Министерства образования и науки Донецкой Народной Республики 25 декабря 2015 г. № 947. - Режим доступа: http://mondnr.ru/dokumenty/standarty -vpo/spetsialitet/send/15-spetsialitet/1457-gos-20-05-01-pozharnaya-bezopasnost. - Дата обращения 12.03.2020г.
3. Гребенкина А. С. Математическая модель системы обслуживания вызовов пожарных подразделений / А.С. Гребенкина // Вестник Академии гражданской защиты. - Донецк: ГОУВПО «Академия гражданской защиты» МЧС ДНР, 2019. -Вып. 2(18). - С. 106-113.
4. Жовтан Л.В. Проблемы организации самостоятельной работы при изучении высшей математики / Л.В. Жовтан // Донецкие чтения 2019: образование, наука, инновации, культура и вызовы современности: Маетриалы IV Международной научной конференции (Донецк, 31 октября 2019г.). - Том 6: Педагогические науки. Часть 2. - Донецк: Изд-во ДонНУ, 2019. - С. 31-34.
5. Калугин Ю.Е. Зона ближайшего развития в профессиональном самообразовании/ Ю. Е. Калугин // Приволжский научный вестник. - 2014. -№ 11-1(39). - С. 92-96.
6. Липатникова И.Г. Проектирование содержательного компонента учебного процесса по математике, направленного на развитие познавательного потенциала будущих инженеров пожарной безопасности / И.Г. Липатникова, Т.Б. Ванеева // Фундаментальные исследования. -2012. - № 3. - С. 286-290.
7. Тарасова Н.А. Роль метода математического моделирования в формировании профессиональных умений у студентов инженерного вуза: дис. ... канд. пед. наук : 13.00.02 /Н.А. Тарасова. -Нижний Новгород, 2002. - 215 с.
8. Цапов ВА. Проблема проектирования математического образования с учетом личностных параметров современных студентов цифрового поколения / В.А. Цапов // Дидактика математики: проблемы и исследования: международный сборник научных работ. - Донецк: ДонНУ, 2018. - Вып. 47. - С. 20-28.
— » < > » —
Abstract. GrebenkinaA. ORGANIZATION OF ACTIVITIES OF CADETS WITHIN THEIR SELF-TRAINING ON THE HIGHER MATHEMATICS. The article considers the organization of independent educational and cognitive activities in the process of mathematical preparation. The requirements for the content, volume, and level of complexity of certain types of such activities are described. Criteria and principles are indicated, compliance with which is necessary to optimize independent work. The specifics of tasks proposed for independent implementation by students in the specialty "Fire Safety" and the direction of preparation "Technosphere Safety" are described. Methodological developments in higher mathematics for self-training of cadets / students of the indicated specialties are presented.
Keywords: training, higher mathematics, self-study, professionally oriented task, professional competence.
Статья представлена профессором Е.Г. Евсеевой.
Поступила в редакцию 22.01.2020 г.
