Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Содержание и структура специальной математической подготовки инженеров и магистров в технологическом университете. Монография
.pdf
подобраны таким образом, чтобы их решение не занимало много
времени. Примерные тесты по темам «Теория матриц» и «Дифференциальные уравнения в частных производных» представлены в прил. 5. В большинстве своем данные задания не требуют
много времени для вычислений, но если времени на проверку не
остается, то данные тесты можно предлагать студентам в качестве домашней работы или расчетных заданий. Контрольные
задания оцениваются 0 до 40 баллов.
8 этап. Зачет
Во время последнего занятия – зачета – подводятся итоги
работы студентов по усвоению курса «Специальные главы математики» или «Дополнительные главы математики». От 0 до 10
баллов оценивается регулярное посещение и активное участие
студентов. Во время зачета проводится беседа со студентами
по рефератам. Сам реферат оценивается максимально в 20 баллов, его защита еще в 10 баллов. В сумме максимальное число
баллов, которые может набрать студент, равно 100. Пересчет
рейтинговой системы в традиционную четырех балльную оценку, проставляемую в экзаменационную ведомость, зачетную
книжку, производится в соответствии с установленной шкалой:
от 0 до 60 баллов – оценка «неудовлетворительно»,
от 61 до 71 баллов – оценка «удовлетворительно»,
от 72 до 89 баллов – оценка «хорошо»,
от 90 до 100 баллов – оценка «отлично».
Студенты, успешно выполнившие контрольные работы,
сделавшие доклады и набравшие в сумме от 61 до 100 баллов,
получают зачет автоматически.
111
2.3. Ход и результаты педагогического эксперимента
С целью проверки эффективности разработанной нами специальной математической подготовки на старших курсах при
многоуровневом образовании в технологическом университете
с 2000 по 2006 года проводился педагогический эксперимент,
состоящий из трех этапов: подготовительного (поисководиагностического), формирующего и завершающего. Экспериментальной базой являлся Казанский государственный технологический университет. Эксперимент проводился в процессе обучения студентов старших курсов дисциплинам «Дополнительные
главы математики», которую изучают магистры направления
240100 «Химическая технология и биотехнология» и «Специальные главы математики», преподаваемая студентам четвертого
курса специальностей 170600 «Машины и аппараты пищевых
производств» и 250400 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов». После анализа результатов новые составляющие специальной математической подготовки на старших курсах внедрялись в работу кафедры высшей
математики
КГТУ.
Основная цель экспериментального исследования: проверка сформированности математической составляющей профессиональной компетентности в результате внедрения разработанной дидактической модели специальной математической подготовки инженеров и магистров на старших курсах обучения
в технологическом университете.
При проведении эксперимента применялись следующие
методы научно-педагогического исследования: наблюдение,
анкетирование, анализ научной и учебно-методической литературы по теме исследования, опрос студентов и преподавателей,
анализ успеваемости, обобщение педагогического опыта, статистическая обработка результатов эксперимента.
112
Критерии эффективности математической
.
100
ст
p
.
ст
p
k
α
.
ст
.
ст
k
подготовки
Проблема качества и эффективности специальной математической подготовки связана с поставленными целями педагогической системы и объективностью контроля качества [4, 7,
132]. Составными частями диагностирования являются контролирование, оценивание знаний и умений. Эффективность [4]
является основной характеристикой результативности и качества функционирования любой большой системы (под эффективностью понимается интегральная характеристика, подразумевающая надежность, производительность и экономичность
функционирования). Критерии диагностики в педагогике – это
уровни овладения методикой усвоения и освоения содержания.
В [46] Л.Н. Журбенко вводится коэффициент обученности
студента:
,
где
– рейтинг студента за семестр. Он эквивалентен коэф-
фициенту усвоения
k =
.
ст
, введенному В.П. Беспалько, но характе-
ризует усвоение за весь семестр.
В соответствии с целью специальной математической подготовки на старших курсах обучения инженеров и магистров
в технологическом университете показатель
p должен
характеризовать сформированность математической составляющей профессиональной компетентности, поэтому учитываются степени усвоения математических методов и их применение в учебно-профессиональных задачах, ориентировки в понятиях и методологии, используемых в общепрофессиональных и
специальных дисциплинах, дипломных и магистерских работах.
Коэффициент
назовём коэффициентом сформированности
113
математической составляющей профессиональной компетент-
0 0,5
< <
0,5 0,7
≤ <
0,7 0,9
≤ ≤
0,9 1
≤ ≤
ности.
Имеются 4 уровня, определяющие овладение студентами
математическими методами и формирование профессиональноприкладной математической компетентности [47, 96]:
I уровень:
k
.
ст
. Очень низкий уровень формиро-
вания профессионально-прикладной математической компетентности, студент не способен к репродуктивной деятельности
даже по решению простых стандартных задач.
II уровень:
k
.
ст
. Низкий уровень формирова-
ния профессионально-прикладной математической компетентности, соответствует репродуктивной деятельности по решению
простых стандартных задач. Нет гибкости, оперативности, критичности, нестандартности, научности и абстрактности мышления.
I уровень:
II
k
.
ст
. Средний уровень формирова-
ния профессионально-прикладной математической компетентности, соответствует репродуктивной деятельности по решению
стандартных задач средней сложности. Присутствуют гибкость,
критичность, определенный уровень научности и абстрактности
мышления; элементы самостоятельности познания.
IV уровень:
k
ст
. Высокий уровень формирова-
.
ния профессионально-прикладной математической компетентности, соответствует репродуктивной деятельности в сочетании
с продуктивно-эвристической, активная самостоятельность познания, и можно говорить уже о сформированности математической составляющей профессиональной компетентности.
Введенным уровням соответствуют оценки: 2, 3, 4 и 5.
Качество усвоения математических методов и формирование профессионально-прикладной математической компетентности определяется с помощью [47]:
114
– среднего арифметического (эмпирическое математиче-
.
гр
σ
1
100
= ≤
.
ст
p
ское ожидание) группы М
– среднего квадратического отклонения
– коэффициента обученности группы
гр.
;
;
M
.
k
гр
гр
.
.
Используем эти критерии, но в показатель
следует
включить рейтинг по входному контролю, контрольным работам, докладам и рефератам, предусмотренным процессом специальной математической подготовки, так как индивидуальным
критерием качества знаний и умений является рейтинг студента.
Входной контроль характеризует уровень сохранения знаний по математике, то есть опосредованно и уровень использования математических методов в циклах общепрофессиональных и специальных дисциплин, курсовых работах. Контрольные
работы, доклады, рефераты, имеющие профессиональную
направленность, характеризуют уровень более углубленного и
дополнительного усвоения математических методов, их применения в учебно-профессиональных задачах, уровень самообразовательной деятельности студента.
Рейтинговые 100 баллов распределяются следующим об-
разом
Входной контроль 12–20
баллов
Контрольные работы 24–40 баллов
Текущий контроль 7–10 баллов
Рефераты (доклады) 18–30 баллов
Итого 61–100 баллов
Для каждого студента и группы строится область достижений с помощью применения системы программного обеспечения Excel, базой данных для этого является журнал преподавателя с рейтингом за все контрольные точки. Пользуясь системой
115
Excel, можно осуществить наглядное представление информа-
.
ст
k
≥
.
гр
k
≥
ции, построив диагностические карты. Диагностическая карта
группы может быть построена в середине и в конце семестра.
По лучам с центром в начале координат откладываются рейтинги студентов на данный момент. Полученную область назовем
областью достижений. С помощью карты группы можно осуществлять оперативное управление дидактической системой, то
есть определять степень самостоятельности группы на практических занятиях.
Отметим, что при
0,75 можно считать сформирован-
ной математическую составляющую профессиональной компетентности (соответствует принятому в педагогике 75 процентному усвоению знаний). Анкетирование преподавателей специальных кафедр и студентов подтверждает сделанный нами вывод.
При
0,7 можно говорить об эффективности специ-
альной математической подготовки.
Первый этап – подготовительный (2000–2002 гг.)
На подготовительном этапе нами изучалась математическая подготовка студентов старших курсов технологического
университета. Проведенная проверка остаточных знаний студентов четвертых и пятых курсов показала в более чем 50 %
случаев неудовлетворительный результат. Были проанализированы требования к подготовке выпускников технологического
университета, опрошены преподаватели выпускающих кафедр,
руководители дипломных и магистерских работ по поводу оценки качества применения математических методов при изучении
специальных и общепрофессиональных дисциплин студентами
старших курсов, при оформлении дипломных и магистерских
работ. Преподаватели высказывали пожелание введения специальных глав математики на старших курсах, в которых бы чита-
116
лись профессионально значимые разделы математики. Причем
это относилось и к магистерской подготовке, так как введенные
Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования «Дополнительные главы математики» не всегда учитывают профессиональные потребности специальностей. Многие преподаватели высказывались за реализацию профессиональной направленности математической подготовки. Были проанализированы учебные программы, учебники и
учебные пособия по предметам, преподаваемым на старших
курсах. Проведены беседы с преподавателями кафедры высшей
математики КГТУ о повышении эффективности математической
подготовки на старших курсах.
Диагностирующий этап эксперимента показал необходимость тщательной разработки структуры и содержания многопрофильной математической подготовки на старших курсах, издания дополнительно к учебно-методическому комплекту кафедры высшей математики учебно-методических пособий и
учебно-методических указаний, содержащих основные сведения
по базовым понятиям курса с их профессиональной ориентацией. В результате были изданы учебное пособие [32] и вспомогательные учебно-методические указания [34, 85, 89, 90].
Второй этап – формирующий (2003–2004 гг.)
Для проведения эксперимента в 2003 были отобраны
рупп: одна группа студентов четвертого курса 100-250, обу-
5 г
чающаяся по специальности 170600 «Машины и аппараты пищевых производств» (в дальнейшем их будем называть студенты-инженеры) и четыре группы студентов шестого курса, обучающиеся по специализированной программе подготовки магистра направления 240100 «Химическая технология и биотехнология» 19-М3, 59-М1, 59-М2, 59-М3 (студенты-магистры). Данные группы были выбраны нами в качестве контрольных групп.
117
В 2004 году в качестве экспериментальных групп были выбраны аналогичные группы 101-250, 10-М3 и 50-М1, 50-М2, 50М3.
На первом занятии было проведено анкетирование студентов (вопросы анкеты приведены в разд. 2.2) и входной контроль
(прил. 2), розданы вопросы преподавателям, ведущим занятия
по специальным дисциплинам и руководителям дипломных (магистерских работ) с целью коррекции специальных глав математики (прил. 4). Сравнение итоговых экзаменационных оценок по
курсу «Высшей математики» (рис. 9) и результатов входного
контроля (рис. 10 и 11) с помощью статистических методов показали равноценность выбранных групп (табл. 11 и 12).
Таблица 11
Экзаменационные оценки по курсу «Высшей математики»
Оценка
Группа 5 4 3 2
I. Студенты-инженеры:
Контрольная группа (22 студента) 2 9 11 0
Контрольная группа (в %) 9 41 50 0
Экспериментальная группа (25 студентов) 2 12 11 0
Экспериментальная группа (в %) 8 48 44 0
II. Студенты-магистры:
Контрольная группа (19 студентов) 15 4 0 0
Контрольная группа (в %) 79 21 0 0
Экспериментальная группа (20 студентов) 16 4 0 0
Экспериментальная группа (в %) 80 20 0 0
118
%
70
60
50
50
40
30
20
10
0
44
3 4 5
КОНТРОЛЬНАЯ ГРУППА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ГРУППА
48
41
9
8
ОЦЕНКА
%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0 0
0
3 4 5
КОНТРОЛЬНАЯ ГРУППА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ГРУППА
21
20
79
80
ОЦЕНКА
Инженеры Магистры
Рис.9. Экзаменационные оценки по курсу «Высшей математики»
Таблица 12
Результаты входного контроля
Оценка
Группа 5 4 3 2
I. Студенты-инженеры:
Контрольная группа (22 студента) 0 1 5 16
Контрольная группа (в %) 0 5 23 73
Экспериментальная группа (25 студентов) 0 1 7 17
Экспериментальная группа (в %) 0 4 28 68
II. Студенты-магистры:
Контрольная группа (19 студентов) 0 2 4 13
Контрольная группа (в %) 0 11 21 68
Экспериментальная группа (20 студентов) 0 1 6 13
Экспериментальная группа (в %) 0 5 30 65
119
%
ЭКСПЕРИМЕНТА ЛЬНА
80
70
73
68
60
НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО
УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО
ХОРОШО
ОТЛИЧНО
50
40
30
23
28
20
10
5
0
4
0
0
КОНТРОЛЬНАЯ ГРУППА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ
ГРУППА
1
4
2
3
3
2
1
0
1314
12
11
4
5
6
7
8
9
10
КОНТРОЛЬНАЯ
ГРУППА
Я ГРУППА
20
19
21
18
22
17
23
16
24
25
15
Рис. 10. Результаты входного контроля студентов,
обучающихся по специальности 170600
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]