Организации деятельности студентов в процессе освоения дисциплины (рекомендации для преподавателя)

Приступая к реализации дисциплины «Основы математической обработки информации», преподавателю необходимо организовать диагностику подготовленности студентов к усвоению содержания предлагаемой дисциплины. Для этого, во-первых, необходимо установить:

1. Специфику основной образовательной программы, соответствующей профилю, на основе которой ведется подготовка бакалавров и реализуется данная дисциплина.

2. Общие целевые установки и задачи данной дисциплины, скорректированные в соответствии со спецификой профиля подготовки бакалавра.

3. Соответствие задач компетенциям, формируемым в процессе освоения дисциплины.

4. Уровень сформированности указанных компетенций, который может быть достигнут в процессе усвоения содержания дисциплины.

5. Виды учебно-познавательной деятельности студентов, которые целесообразно организовать при изучении дисциплины для достижения поставленных целей.

6. Особенности организации деятельности студентов определенного профиля на занятиях.

7. Особенности организации самостоятельной деятельности студентов при изучении дисциплины в соответствии со спецификой определенной профиля.

8. Способы и формы проведения оценки результатов освоения студентами содержания дисциплины с учетом выделенных для формирования компетенций.

Первые пять позиций определяют общие содержательно-педагогические установки, а последние три — конкретные организационно-методические способы деятельности преподавателя при реализации соответствующей дисциплины. В связи с этим в методических рекомендациях для преподавателя выделяется две части: 1) общие методические рекомендации; 2) рекомендации по реализации дисциплины в учебном процессе.

Общие методические рекомендации

Дисциплина «Основы математической обработки информации» входит в основные образовательные программы подготовки бакалавров по направлению «050100 – Педагогическое образование», независимо от профиля.

Приступая к реализации данной дисциплины, преподаватель необходимо должен учитывать специфику профиля, в рамках которого она реализуется. В зависимости от профиля подготовки уровень мотивации, целевые установки, а также степень подготовленности студентов к усвоению материала указанной дисциплины будет различной.

Учитывая это, целесообразно выделить следующие группы профилей:

«Физико-математические» профили (Математическое образование, Физическое образование, Информатика и информационные технологии в образовании) – представляют сферы профессиональной деятельности в области математики, информатики, физики. Математику в этих профилях целесообразно рассматривать как необходимую составляющую профессиональной подготовки, выполняющую роль системообразующей дисциплины. Это позволяет говорить о необходимости отбора содержания, которое предусматривает решение математических задач достаточно высокого уровня сложности. Кроме того, студенты, обучающиеся по образовательным программам в рамках этих профилей, как правило, имеют положительную мотивацию на изучение математики.

«Естественнонаучные» профили (например, Химическое образование, Биологическое образование, Естественнонаучное образование, Экологическое образование) – представляют сферы профессиональной деятельности в области естественных наук. В связи с этим математику целесообразно рассматривать как область знаний, играющую роль инструмента в решении предметных и профессиональных задач. Необходимо учитывать, что выбор естественнонаучного направления далеко не всегда означает наличие у абитуриента хорошей базовой математической подготовки.

«Гуманитарные» профили (например, Литературное образование, Образование в области русского языка, Культурологическое образование) – представляют сферы профессиональной деятельности в области гуманитарных наук. В связи с этим математику здесь целесообразно рассматривать как область знаний общекультурного значения для студентов, играющую вспомогательную роль в их профессионально-предметных областях знаний. Кроме того, необходимо иметь в виду, что выбор студентами гуманитарного направления подготовки, в абсолютном большинстве случае означает отсутствие положительной мотивации на изучение математики. Все это приводит к необходимости такого отбора содержания изучаемой дисциплины, который бы позволил продемонстрировать студентам особенность математики как общеобразовательной дисциплины, ее гуманитарный потенциал, возможности использования в различных, прежде всего, в гуманитарных областях профессиональной деятельности.

Независимо от профиля обучения особое внимание уделить таким вопросам, как методологические основы математики (особенности предмета и методов), мировоззренческие и языковые аспекты математических знаний, метод математического моделирования и его применение в различных областях деятельности современного человека. Учитывая необходимость показа возможностей использования математики (и соответствующих математических моделей) в различных сферах деятельности, в содержании дисциплины особо выделяются сведения из раздела математической науки, которая называется «Дискретная математика». Это выделяемые в дисциплине темы «Комбинаторика и комбинаторные задачи», а также «Элементы математической статистики». Ведь именно модели, рассматриваемые при изучении этих тем (например, теоретико-множественные, вероятностно-статистические) имеют наибольшее распространение в гуманитарных сферах деятельности.

Уровень изложения материала должен быть доступным для студентов. Особое внимание следует уделять ярким, значимым в повседневной или профессиональной деятельности примерам применения математики. Первостепенное значение для успешного освоения дисциплины студентами будет играть включение студентов в разнообразную самостоятельную учебно-познавательную деятельность. При этом организации этой деятельности должна быть такой, чтобы вызывать у студентов чувство удовлетворения результатами и процессом деятельности.

Таким образом, содержание и организация процесса усвоения дисциплины должны быть направлены на формирование положительной мотивации на процесс овладения математическими знаниями и формирования правильных представлений о значении математики в современном обществе, методах использования математических знаний для решения профессиональных задач.

Дисциплина «Основы математической обработки информации» включена в естественнонаучный цикл программ подготовки бакалавров по направлению «Педагогическое образование». Этот цикл дисциплин, наряду с гуманитарным и социально-экономическим циклом, обеспечивает широкий общеобразовательный фундамент современного специалиста для дальнейшей профессиональной подготовки. В связи с этим рассматриваемая дисциплина призвана обеспечить общие представления студентов об особенностях знаний, относящихся к негуманитарным наукам. При этом математика занимает среди этих наук особое место. Она, с одной стороны, может выступать как средство объединения естественных наук, учитывая проникновение ее методов во все естественные науки, с другой стороны, может быть представлена как область знаний, обладающая универсальными методами, используемыми не только в естественнонаучной, но и гуманитарной сфере научного знания.

Место дисциплины «Основы математической обработки информации» в основной образовательной программе подготовки бакалавра по выделенным направлениям определяет и время изучения дисциплины — первый год обучения (первый или второй семестр).

Реализацию данной дисциплины целесообразно строить в рамках компетентностного подхода. В связи с этим целевая установка, которая используется при конструировании и реализации дисциплины раскрывается через выделение соответствующих компетенций. Учитывая роль и место дисциплины в основной образовательной программе компетенции, которые являются ориентиром для построения и реализации дисциплины, относятся к группе общекультурных компетенций как основы для развития профессиональных компетенций.

Выделим те компетентности, которые целесообразно формировать в процессе изучения рассматриваемой дисциплины.

Общекультурные (ОК):

• способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);

• умеет логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-6);

• готов к кооперации с коллегами, к работе в коллективе (ОК-7);

• владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-8).

Курсивом выделены те аспекты указанной компетенции, уровень сформированности которых может быть проверен по результатам освоения дисциплины.

Компетентности, которые формируются в процессе изучения дисциплины, являются общими ориентирами, показывающими предполагаемые результаты ее освоения. Результаты эти выражены в форме определенных видов деятельности, которые должен научиться выполнять студент. Поэтому именно они и определяют основные виды деятельности, в которую должны быть включены студенты при изучении курса.

Цель дисциплины состоит в овладении студентами системой знаний, умений и навыков, связанных с особенностями математических способов представления и обработки информации как базы для развития общекультурных компетенций и основы для развития профессиональных компетенций.

Сформулированная цель достигается через решение следующих задач:

1. Формирование системы знаний и умений, связанных с представлением информации с помощью математических средств

2. Актуализация межпредметных знаний, способствующих пониманию особенностей представления и обработки информации средствами математики

3. Ознакомление с основными математическими моделями и типичными для соответствующей предметной области задачами их использования

4. Формирование системы математических знаний и умений, необходимых для понимания основ процесса математического моделирования и статистической обработки информации в профессиональной области

5. Обеспечение условий для активизации познавательной деятельности студентов и формирования у них опыта математической деятельности в ходе решения прикладных задач, специфических для области их профессиональной деятельности

6. Стимулирование самостоятельной деятельности по освоению содержания дисциплины и формированию необходимых компетенций.

Общекультурные компетенции, которые задают целевые установки освоения дисциплины «Основы математической обработки информации», а также ее цели и задачи, обусловливают основные виды учебно-познавательной деятельности студентов, которую должен организовать преподаватель при изучении этой дисциплины. Это, прежде всего, виды продуктивной деятельности, связанные с анализом, структурированием, оцениванием, предъявлением учебной информации; деятельность по осуществлению поиска информации по печатным и электронным источникам (с привлечением ресурсов Интернет); исследовательская и проектная деятельность. Эти виды деятельности могут организовываться в рамках индивидуальной или коллективной (в частности, групповой) работы студентов. Результаты деятельности — предъявляться в письменной (преимущественно) или устной формах.

Имея в виду содержание дисциплины «Основы математической обработки информации», можно выделить следующие виды деятельности студентов, которые целесообразно организовывать преподавателю:

• решение математических задач;

• нахождение примеров, иллюстрирующих то или иное математическое понятие;

• выбор задач для решения определенной учебной задачи;

• применение метода математического моделирования при решении прикладных задач (в простейших случаях);

• структурирование предложенного учебного материала;

• интерпретация (конкретизация) рассматриваемого материала в определенной (предложенной) ситуации;

• разработка алгоритмов действий при решении типичных задач;

• разработка проекта с целью синтеза знаний и умений, приобретенных студентами при изучении дисциплины.

Выделенные виды учебно-познавательной деятельности студентов могут служить основой для организации самостоятельной работы студентов и работы на практических занятиях.

Кроме выделенных общих ориентиров для построения и реализации дисциплины «Основы математической обработки информации» преподавателю нужно иметь в виду ожидаемые результаты обучения и требования к освоению содержания, которые представлены в программе дисциплины. Они будут обсуждаться в методических рекомендациях при рассмотрении содержания текущей и итоговой аттестации по дисциплине.