Комп'ютерно-орієнтовані методичні системи навчання математичних дисциплін у вищих навчальних закладах

Abstract

Дисертаційне дослідження присвячено актуальній проблемі підвищення якості вищої математичної освіти в умовах інформатизації, глобалізації та інтелектуалізації суспільства. На основі загальних закономірностей і принципів, сучасних підходів і концепцій педагогіки та психології вищої школи обґрунтовано і побудовано концепцію створення і використання комп’ютерно-орієнтованих методичних систем навчання у вищих навчальних закладах, розглянуто інноваційні методи навчання у вищій школі (метод проектів, навчання у співпраці, ситуаційне навчання, продуктивне навчання), обґрунтовано доцільність їх використання при навчанні математичних дисциплін. Описано структуру і зміст розроблених конкретних комп’ютерно- орієнтованих методичних систем навчання математичних дисциплін, зокрема методів оптимізації для студентів математичних спеціальностей, методику використання систем комп’ютерної математики при розв’язуванні екстремальних задач. Наведено результати педагогічного експерименту, які підтверджують ефективність запропонованих компонентів комп’ютерно-орієнтованих методичних систем навчання, теоретичні та практичні рекомендації щодо їх впровадження і використання у навчальному процесі вищих навчальних закладів.Диссертационное исследование посвящено актуальной проблеме повышения качества высшего математического образования в условиях информатизации, глобализации и интеллектуализации общества. В работе освещены проблемы разработки компьютерно-ориентированных методических систем обучения математических дисциплин в высших учебных заведениях III–IV уровней аккредитации на основе широкого использования современных педагогических и информационно-коммуникационных технологий. Рассмотрены философские и методологические основы становления и развития информационного общества, выделены его основные признаки, которые непосредственно характеризуют сферы деятельности специалистов в области математики и прикладной математики, связанные с их будущей профессией: экономика, производство, наука, образование. Проанализированы состояние и перспективы развития информатики и информационных технологий, главные принципы и тенденции развития высшего образования в начале ХХІ столетия и их трансформацию в условиях Украины. Освещены процессы информатизации высшего образования, внедрения дистанционного обучения в Украине на основе портальных технологий. На основе общих закономерностей и принципов, современных подходов и концепций педагогики и психологии высшей школы обоснована и построена концепция создания и использования компьютерно-ориентированных методических систем обучения в высших учебных заведениях, рассмотрены инновационные методы обучения в высшей школе (метод проектов, обучение в сотрудничестве, ситуационное обучение, продуктивное обучение), обоснована целесообразность их использования при изучении математических дисциплин. Построена модель модульно-рейтинговой системы обучения в вузах, разработаны общие положения рейтинговой системы оценивания учебно- познавательной деятельности студентов. Проанализированы особенности компонентов компьютерно-ориентированной методической системы обучения: целей, содержания, методов, средств и организационных форм обучения, которые обусловлены широким использованием информационно-коммуникационных технологий в учебном процессе. Рассмотрены вопросы, связанные с разработкой и применениями современных средств обучения на базе информационно- коммуникационных технологий, в частности электронных учебников, инструментально-контролирующих программных средств, систем компьютерной математики. Рассмотрены основные тенденции развития математики и высшего математического образования в информационном обществе; процессы информатизации математического образования; роль и место систем компьютерной математики в высшем математическом образовании; система обучения основам программирования будущих математиков как важная составляющая их информационно-компьютерной подготовки. Описана структура и содержание разработанных конкретных компьютерно-ориентированных методических систем обучения математических дисциплин, в частности методов оптимизации для студентов математических специальностей, методики использования систем компьютерной математики при решении экстремальных задач. Приведены результаты педагогического эксперимента, которые подтверждают эффективность предложенных компонентов компьютерно-ориентированных методических систем обучения, теоретические и практические рекомендации относительно их внедрения и использования в учебном процессе высших учебных заведений.The thesis is devoted to an actual problem of raising the quality of higher mathematics education in the conditions of a society’s informatization, globalization and intellectualization. Concept propositions for creating and using computer-oriented method systems training in higher education establishments were substantiated and built on the basis of general regularities and principles, modern approaches and concepts of higher school pedagogics and psychology. Innovative methods of higher school education (method of projects, training in cooperation, situation training, productive training) were considered with substantiation of their application for mathematical subjects training. The work deals with the main tendencies of mathematics and higher mathematics education development in the informative society, the processes informatization of mathematics education, the role and place of computer mathematics systems in higher mathematics education. The structure and content of the definite computer-oriented method systems for mathematics subjects training were described as well as methods of using computer mathematics systems for solving extreme problems. The work gives the results of pedagogical experiment proving the efficiency of proposed components of computer-oriented method training systems, theoretical and practical recommendations as to their application and use in the training process of higher school.