Понятие натурального числа при изучении математики в младших классах

Десятичная система счисления. Нумерация чисел.

Умение, а затем навыки читать и записывать числа в десятичной системе счисления формируются у младших школьников поэтапно и тесно связаны с такими понятиями, как число, цифра, разряд, класс, разрядные единицы, разрядные десятки, разрядные сотни и т.д., разрядные слагаемые.

В М1М, М2М и М3М работа, целью которой является формирование представления о десятичной системе счисления, начинается в концентре «Сотня», который разбивается на две ступени 1120 и 21100. На каждой ступени сначала изучается устная нумерация, а затем письменная. Одновременно ведётся работа, связанная с усвоением натурального ряда чисел.

Дальнейшее изучение нумерации продолжается в концентре «Тысяча». Особенности десятичной системы счисления позволяют младшим школьникам осуществлять перенос умения читать и записывать двузначные числа на область трёхзначных. Появление нового разряда сотен связывается с введением новой счётной единицы (сотни). В концентре «Многозначные числа» дети учатся читать и записывать четырёхзначные, пятизначные и шестизначные числа. В этом концентре вводится понятие «класс». Для усвоение структуры многозначного числа и терминологии, связанной с названием разрядов и классов, учащиеся упражняются в чтении чисел, записанных в таблицу, которая называется таблицей разрядов и классов, или записывают в неё числа, которые называет учитель.

В учебникам М1М и М2М выделяются не концентры, а темы: «Однозначные числа», …, «Пятизначные и шестизначные числа», что способствует пониманию детьми различий между числом и цифрой. На первом этапе у учащихся формируются представления о количественном и порядковом числе. Запись числа 10 вводится в теме «Двузначные числа», когда детям предлагается считать десятками и сообразить о целесообразности данного счёта. Затем предлагается считать десятками и единицами сразу, что наводит на осознание того, что двузначные числа состоят их десятков и единиц (в качестве модели десятка предлагается треугольник, на котором 10 кружков). Последующая работа связана с установлением соответствия между предметной моделью двузначного числа и его символической записи. Для этой цели предлагаются задания: «Запиши цифрами числа, которые соответствуют каждому рисунку», «Увеличь число 30 на 2 десятка, 3 десятка. Наблюдай! Какая цифра изменяется в числе 30?»

Для формирования умения читать и записывать трёхзначные числа детям предлагаются задания: 1) на выявление признаков сходства и различия двузначных и трёхзначных чисел; 2) на запись трехзначных чисел определёнными цифрами; 3) на сравнение чисел; на классификацию; на выявления правила построения ряда чисел.

Умение называть количество единиц, десятков, сотен, тысяч в числе требует как усвоения разрядного

состава числа, так и осознания того, что каждая разрядная единица в числе (за исключением разряда единиц) содержит десять единиц низшего разряда. Например, для определения количества десятков, нужно закрыть цифры в разряде единиц и т.д. в любом числе.

Урок математики в начальных классах. Различные подходы к построению урока математики.

В курсе дидактики есть свои требования к современному уроку, с типами уроков и их структурой. В методике начального обучения математике всё обстоит значительно сложнее, особенно со структурой урока. Это обусловлено тем, что при построении конкретного урока необходимо учитывать не только определённые этапы обучения (актуализация знаний, объяснение нового, закрепление, контроль, повторение) и специфику математического содержания, но и основную цель урока, его логику и те методические приёмы, которые способствуют её достижению.

В связи с этим, характеризуя урок с методической точки зрения, необходимо иметь в виду не только его внешнюю, но и внутреннюю структуру. Внешняя структура этапы урока, на которых решаются те или иные дидактические задачи. С точки зрения внутренней структуры каждый урок это определённая система заданий, в процессе выполнения которых ученик овладевает ЗУНами.

Учебные задания выстраиваются на уроке обычно в такой последовательности: 1) задания на подражание; 2) тренировочные задания, требующие самостоятельного применения знаний; 3) тренировочные задания, требующие применения ранее приобретённых ЗУНов; 4) частично-поисковые и творческие задания.

Наиболее распространённым типом урока математики являются комбинированные уроки. Внешняя структура уроков комбинированного типа может быть различной. Например: 1 закрепление и проверка ранее изученного материала; 2 изучение нового материала; 3 закрепление этого материала; 4 задание на дом. Внутренняя структура уроков находит отражение в учебниках.

Направленность курса математики на развитие ребёнка вносит существенные изменения во внутреннюю структуру урока. Например, на уроке изучения нового, детям предлагают частично-поисковые или творческие задания, которые выполняют мотивационную функцию.

Этап закрепления не ограничивается рамками одного урока. Усвоение нового материала происходит на протяжении изучения всей темы.

Повторение ранее изученного материала тесно связано с усвоением нового содержания и носит обучающий, а не контролирующий характер.

Процесс усвоения математического содержания носит сугубо индивидуальный характер.

Каждое задание, предназначенное для закрепления, активизирует мыслительную деятельность школьников, реализуя тем самым развивающие функции урока.

В развивающем курсе математики урок сориентирован на внутреннюю структуру. Её основные компоненты: учебные задачи и те учебные задания, которые способствуют их решению. Они носят частично-поисковый характер и выполняют обучающую и развивающую функции.

1.2 Преемственность

1.2.1 Понятие преемственности

В психолого-педагогической и методической литературе существуют различные подходы к пониманию преемственности. В исследованиях преемственность трактуется как связь между отдельными предметами в процессе обучения (физика и математика, математика и черчение, и так далее).

Разумеется, чрезвычайно важно в процессе обучения математике в начальной школе обращать внимание на правильность чтения и написания числительных, на использование в текстовых задачах сведений, которые ученики получили на уроках природоведения и трудового обучения. На наш взгляд установление взаимосвязей между различными предметами, которые изучаются в начальной школе, должно стать проблемой самостоятельного исследования. Установление таких взаимосвязей оказалось вне рамок нашей работы.

В различных исследованиях преемственность трактуется ещё более широко. Например, «более широкое понимание преемственности обучения требует рассмотрения: динамики изменения всех основных компонентов методической системы (целей, содержания, форм, методов, средств); логической связи теоретического и практического материала; упорядоченности в изучении различных учебных предметов; оправданности межпредметных связей». К сожалению, во всех работах этого направления не показано, как можно реализовать такое понимание преемственности.

Во многих исследованиях преемственность трактуется как дидактический принцип, обеспечивающий такую систему учебно-воспитательной работы, когда в каждом последующем звене продолжается закрепление, расширение и углубление тех знаний, умений и навыков, которые составляли содержание учебной деятельности на предшествующем этапе.

Иными словами, преемственность рассматривается как принцип, лежащий в основе целой системы учебно-воспитательной работы. Но при этом рассматривается лишь один из компонентов этой системы - содержание учебной деятельности. При таком подходе к проблеме, преемственность отождествляется с использованием полученных ранее знаний при дальнейшем изучении того же самого предмета. Именно этот аспект мы посчитали целесообразным реализовать в нашем исследовании.

К сожалению, фиксированные в учебниках и в методических пособиях подходы к проблеме преемственности, скорее уводят от решения, нежели позволяют её решить. В подтверждение этого утверждения сошлёмся на мнение учёного, автора многочисленных учебников и методических пособий К.И. Нешкова: «Во многих педагогических и методических исследованиях преемственность понимается как некая связь. Однако представляется эта связь довольно поверхностной, не выражающей основных характеристик преемственности. Более того, часто эта связь отражается во второстепенных деталях, не затрагивающей существа процесса обучения».

Во многих исследованиях преемственность отождествляется с систематическим повторением. Такое понимание преемственности характерно, например, для многих ныне действующих учебников математики для начальной школы, где запоминание рассматривается как функция большого числа повторений, а повторение осуществляется в результате решения большого количества однотипных упражнений на протяжении всего курса. Навыки, сформированные в результате такого повторения, стремительно теряются, как только перестают быть предметом целенаправленной отработки (например, вычислительные навыки при переходе в пятый класс). В работах К.Н. Нешкова убедительно показано, что повторение только в том случае будет способствовать преемственности, если на каждом новом этапе это не будет повторение тех же самых упражнений, выполняемых теми же самыми способами. В упражнениях на повторение непременно должно появляться новое, отмирать старое, несущественное в соответствии с логикой развития изучаемого понятия и с повышением уровня образования учащихся. Таким образом, преемственность в соответствии с позицией К.И. Нешкова, которую мы разделяем, хотя и требует повторения, но лишь такого, которое обеспечивает непрерывное развитие системы понятий. Для того, чтобы преемственность реально осуществлялась, повторение должно быть органически включено в новую тему и по мере развития темы должно соответственным образом меняться, не сводясь лишь к механическому повторению одних и тех же упражнений.

В некоторых работах преемственность отождествляется с таким принципом дидактики как принцип систематичности. Именно этот принцип, по мнению этих авторов, обязывает учителя устанавливать между изучаемым учебным материалом определённые дидактические связи - связи преемственности. Под связями преемственности понимаются такие связи, когда всякий новый материал с одной стороны, логически связывается с ранее изученным, опирается на него, а с другой стороны - подготавливает почву, составляет логическую основу для изучения и усвоения последующего материала.

Этот аспект понятия преемственности мы также стремились реализовать в нашем исследовании. Так, например, усвоение вычислительных алгоритмов с натуральными числами должно подготавливать почву для изучения действий с десятичными дробями. Во втором параграфе исследования показано, что существующие в настоящее время учебники математики для начальной школы справляются с этой задачей не всегда успешно.

Обеспечение преемственности связано не с усвоением содержания учебного материала, но и со способами обучения, с теми действиями, которые выполняются учащимися в ходе овладения ими учебным материалом. В методической литературе отмечается, что данная задача ещё не нашла должного решения.

Такое понимание преемственных связей позволяет решить вопрос о соотношении преемственности и пропедевтики. Вопрос о пропедевтики возникает тогда, когда обнаруживаются серьёзные трудности при формировании некоторого понятия или системы понятий. Правильно решить вопрос о пропедевтики можно лишь при полном учёте всех требований преемственности. Понимание преемственности поможет выделить существенные части темы и расположить их так, чтобы её прохождение представляло собой логическое развитие с надлежащим образом установленными связями между отдельными частями и этапами изучения.

С этой точки зрения преемственность в ныне действующих учебниках математики для начальной школы также реализуется недостаточно. Например, обучение решению арифметических задач, может в гораздо большей мере, чем в большинстве ныне действующих курсов готовить школьников к решению алгебраических задач. Как это можно сделать показано во второй главе.

Обобщая всё выше сказанное, можно дать следующее определение преемственности.

Преемственность в обучении -- это установление необходимой связи и правильного соотношения между частями отдельного учебного предмета на разных ступенях его изучения.

Обучение математике в начальной школе реализует принцип преемственности, если оно подготавливает детей к изучению дальнейших тем внутри начальной школы и обеспечивает пропедевтику обучения в следующих классах.

Понятие преемственности характеризуется также требованиями к знаниям и умениям учащихся на каждом этапе обучения, формам, методам и приёмам объяснения нового учебного материала и ко всей последующей работе по его усвоению. Например, если организовать работу с определением умножения с учётом требований преемственности, то это позволит подготовить детей к конструированию и усвоению таблицы умножения, к усвоению определения деления, обеспечит формирование умения работать с любым определением как с эквиваленцией, обеспечит пропедевтику работы с многочленами, будет способствовать формированию умения аргументировано и доказательно излагать свои мысли. О том, как возможно организовать такую работу будет говориться во второй главе.

В методической литературе отмечается, что значительные трудности представляет осуществление преемственности между начальной и средней школой. Это чрезвычайно важный аспект понятия преемственности. Не учитывая его, нельзя придать обучению перспективный характер, при котором отдельные темы рассматриваются не изолированно друг от друга, а в той взаимосвязи, которая позволяет изучение каждой текущей темы строить не только с опорой на предыдущую, но и с ориентировкой на последующие темы. Обучение с соблюдением преемственности воспитывает действенность, активность знаний и умений, способность использовать их при решении новых практических и теоретических задач. Это является важным условием преодоления формализма знаний, который, по мнению многих исследователей, является одним из основных недостатков современного школьного обучения. Кроме того, обучение с соблюдением преемственности во многом способствует успешности обучения, развитию интереса как к конкретному учебному предмету, так и к процессу учения вообще.

Общий способ деятельности учителя при планировании урока математики в начальной школе.

Общий способ планирования урока можно представить в виде следующей последовательности вопросов:

Какие понятия, свойства, правила, вычислительные приёмы рассматриваются на данном уроке?

Что я сам знаю о них?

С какими из них дети знакомятся впервые? С какими уже знакомы? Когда они познакомились с ними?

Какова функция учебных заданий данного урока (обучающая, развивающая, контролирующая)? Какие ЗУНы и приёмы умственных действий формируются в процессе их выполнения?

Какова дидактическая цель данного урока?

Какие задания, предложенные в учебнике можно исключить из урока? какими заданиями можно его дополнить? Какие задания преобразовать?

Как можно организовать продуктивную, развивающую деятельность школьников, направленную на актуализацию ЗУНов, на восприятие нового материала, на его осознание и усвоение? Какие методические приёмы и формы организации деятельности учащихся можно для этого использовать?

Какие трудности могут возникнуть у детей при выполнении каждого задания, какие ошибки они могут допустить в процессе их выполнения; как организовать их деятельность по предупреждению и исправлению ошибок?

Ориентируясь на данные вопросы, можно научиться планировать содержательные, выстроенные в определённой логике уроки.

Исходя из содержания урока, можно не отвечать развёрнуто на некоторые вопросы. Можно также изменить их последовательность или объединить некоторые вопросы.

Методический анализ урока математики.

Методический анализ урока, включая в себя компоненты педагогического анализа, имеет свою специфику, которая обуславливается содержанием предмета. Особенность методического анализа заключается в том, что он должен проводиться в два этапа.

На первом этапе учитель сам оценивает, удалось ли ему реализовать намеченный план на практике. Для этого он формирует цель урока и обосновывает логику своих действий, которые спланировал для достижения этой цели. Затем сравнивает логику запланированных действий.

Основным содержанием программы в начальных классах являются понятия натурального числа и действий с этими числами.

Изучение натуральных чисел происходит по следующим концентрам: однозначные числа, двузначные числа, трехзначные числа, числа в пределах класса тысяч, числа в пределах класса миллионов. Выделение таких концентров связано с тем, что одной из главных задач изучения этой темы является осознание принципа построения той системы счисления, которой в настоящее время пользуются в большинстве стран мира - позиционной десятичной. В этой системе числа десять, сто, тысяча и т.д. являются основными системообразующими и, следовательно, должны занимать особое место в процессе изучения, а не возникать как рядоположенные по отношению к остальным натуральным числам.

Первоначальной основой знакомства с натуральными числами является теоретико-множественный подход, который позволяет максимально использовать дошкольный опыт учеников, сложившиеся у них представления о механизме возникновения чисел как результата пересчета предметов.

Таким образом, натуральное число возникает как инвариантная характеристика класса равномощных конечных множеств, а основным инструментом познания отношений между ними становится установление взаимно однозначного соответствия между элементами множеств, имеющих соответствующие числовые характеристики. На этой основе формируются понятия об отношениях «больше», «меньше», «равно», «не равно» как между множествами, так и между соответствующими им числами.

Изучение концентра однозначных натуральных чисел завершается их упорядочиванием и знакомством с началом натурального ряда и свойствами этого ряда.

В дальнейшем происходит постепенное расширение множества натуральных чисел по концентрам: двузначные числа, трехзначные числа и т.д., которое завершается классом миллионов. При изучении каждого из последующих концентров в центре внимания находится образование новой единицы счета - десятка, сотни, тысячи и т.д., что неразрывно связано с принципами построения десятичной позиционной системы счисления, с овладением устной и письменной нумерацией на множестве натуральных чисел.

Необходимо иметь в виду, что хотя первоначально натуральное число возникает перед учениками в близком их дошкольному опыту теоретико-множественном подходе, уже в первом классе дети знакомятся и с интерпретацией числа как результата отношения величины к выбранной мерке. Это происходит при изучении такой величины как длина в первом классе, масса, вместимость, площадь и разнообразных других величин в последующие годы обучения в начальной школе.

Эти два подхода к натуральному числу сосуществуют на протяжении всего начального обучения, завершаясь обобщением, в результате которого появляются понятия точного и приближенного числа.

Расширение понятия числа происходит за счет знакомства с дробными, а также положительными и отрицательными числами. Основными направлениями работы с ними являются: осознание тех жизненных ситуаций, которые привели к необходимости введения новых чисел, выделение детьми таких ситуаций в окружающем их мире, относительность их использования, как в жизни, так и в математике.

Основой первоначального знакомства с действиями сложения и вычитания является работа с группами предметов (множествами) как в виде их изображений на рисунках, так и составленных из раздаточного материала. Сложение рассматривается как объединение двух (или нескольких) таких групп в одну, вычитание - как разбиение группы на две. Такой подход позволяет, с одной стороны, построить учебную деятельность детей на наиболее близких для данной возрастной группы наглядно-действенном и наглядно-образном уровнях мышления, связать изучаемые действия с образной моделью, а с другой стороны, с первых шагов знакомства установить связь между сложением и вычитанием.

В дальнейшем понятие о сложении и вычитании становится более разносторонним и глубоким за счет рассмотрения их с других точек зрения: сложение рассматривается как действие, позволяющее увеличить число на несколько единиц; вычитание - как действие, позволяющее уменьшить число на несколько единиц, а также как действие, позволяющее установить количественную разницу между двумя числами, т.е. ответить на вопрос, на сколько одно число больше (меньше) другого.

Одним из центральных вопросов при изучении этих действий является составление таблицы сложения, которая возникает на основе состава чисел первых двух десятков из двух однозначных чисел.

В отличие от традиционной системы внетабличное сложение и вычитание строится не на последовательном рассмотрении частных случаев этих действий, а на выделении и осознании основных положений, лежащих в фундаменте алгоритма их выполнения: поразрядности выполнения каждой из этих операций и использования таблицы сложения для вычислений в каждом разряде. Такой подход позволяет уже на этапе выполнения действий с двузначными числами сформировать общее понятие об алгоритме выполнения сложения и вычитания и в дальнейшем использовать его на любом множестве натуральных чисел, не занимая значительного учебного времени на рассмотрение и изучение этих частных случаев.

Необходимо иметь в виду, что мы принципиально стоим на позиции формирования общего понятия о выполнении операций на базе небольших чисел, с которыми детям сравнительно легко работать, операции с которыми без значительной затраты сил и времени они могут выполнить практически, проверив правильность выдвинутых предположений на легко обозримом материале. В этом случае у формируемого понятия есть прочная база личного практического опыта, что не мешает достижению высокого уровня обобщения, а, наоборот, способствует его достижению.

Во втором классе начинается изучение действий умножения и деления. Первое из них рассматривается как действие, заменяющее сложение в случаях равенства слагаемых, второе - как действие, обратное умножению, при помощи которого по значению произведения и одному множителю можно узнать другой множитель.

В дальнейшем умножение и деление рассматриваются и с других точек зрения: как действия, позволяющие увеличить или уменьшить число в несколько раз. Деление также рассматривается как действие, при помощи которого можно узнать, во сколько раз одно число больше (меньше) другого.

В связи с решением задач рассматриваются также случаи, приводящие к делению на равные части и делению по содержанию.

Как и при изучении сложения и вычитания одним из важнейших вопросов знакомства с новыми действиями является составление таблицы умножения. Стремясь максимально использовать связь между сложением и умножением, мы отказались от принципа ее составления, основанного на последовательном увеличении количества одинаковых слагаемых (2+2, 2+2+2, 2+2+2+2, и т.д.). В системе, в рамках которой разработана настоящая программа, первым шагом в составлении таблицы умножения является выделение из таблицы сложения сумм, в которых сложение можно заменить умножением.

Таким образом, первый столбик таблицы умножения объединяет все случаи умножения однозначных натуральных чисел на число 2. В дальнейшем величина второго множителя последовательно увеличивается от столбика к столбику, пока не достигнет 9.

Такой подход к составлению таблицы умножения является более предпочтительным и потому, что после сокращения составленной таблицы на основе переместительного закона умножения и использования особых случаев этого действия оставшаяся для заучивания часть таблицы легче запоминается детьми, так как по мере увеличения второго множителя число равенств, оставшихся в таблице, сокращается.

Табличное деление выполняется учащимися на основе использования таблицы умножения и взаимосвязи между этими действиями.

В третьем классе область применения умножения и деления расширяется за счет изучения внетабличного выполнения этих операций: умножения и деления многозначных чисел на однозначное число. В основе изучения этой темы также лежит осознание двух позиций: поразрядности выполнения этих действий и использования таблицы умножения в каждом разряде.

На этом этапе формируется общий подход к выполнению действий умножения и деления, который затем переносится с соответствующими дополнениями на любые числа натурального ряда.

Изучение умножения и деления натуральных чисел завершается в четвертом классе темой умножения и деления на многозначное число.

В целях расширения и углубления представлений детей об изученных операциях рассматриваются случаи их выполнения с геометрическими объектами: сложение и вычитание отрезков и углов, умножение их на натуральное число и деление на равные части.

Большую роль в осознании связи между обратными действиями играет знакомство с уравнениями, их решение на основе этих взаимосвязей, которые начинаются в первом классе и продолжаются до конца обучения в начальной школе.

Формированию осознанного и прочного навыка выполнения изученных действий способствуют систематические наблюдения за изменением результата изученных операций при изменении одного и (или) двух компонентов. Такие наблюдения проводятся на протяжении всего времени обучения в начальной школе и завершаются их обобщением в четвертом классе.

В четвертом классе ученики знакомятся с пятым действием - возведением в степень. Оно рассматривается как действие, заменяющее умножение равных множителей и используется только на множестве натуральных чисел. Это действие также связывается с изучением таких величин как площадь и объем.

Необходимо отметить, что при изучении всех действий используется терминология, отличающаяся от принятой в традиционной программе. Так, из употребления полностью исключается слово "примеры" для обозначения выражений и используется термин "выражение". Это влечет за собой разграничение между названием конкретного выражения и его значения (например, выражение, в котором числа связаны действием сложения - сумма, а результат выполнения сложения - значение суммы).

Изучение величин в каждом конкретном случае базируется на сравнении объектов. В связи с этим в изучении каждой величины можно выделить следующие этапы: сравнение объектов непосредственными действиями (на глаз, приложением, наложением и т.д.) и установление границ возможности использования таких приемов; поиск опосредованного способа сравнения при выходе за эти границы (т.е. при невозможности или значительной затрудненности непосредственных способов сравнения); выделение среди найденных опосредованных способов того, который связан с использованием произвольных мерок; осознание основного правила использования мерок - необходимость использования одной и той же мерки при измерении сравниваемых объектов; осознание удобства использования общепринятых мерок и знакомство с ними; знакомство с инструментами, предназначенными для измерения изучаемой величины общепринятыми мерками, и (или) со способами косвенного определения величины.

По мере продвижения в изучении величин и приобретения опыта такого изучения, а также в связи с особенностями каждой величины, отдельные из перечисленных этапов свертываются или не возникают совсем, но должны находиться в поле зрения учителя.

Изучение этой линии программного материала завершается в четвертом классе составлением таблиц мер изученных величин и соотношений между ними, а также сравнением этих таблиц между собой и с десятичной системой счисления.

Натуральное число выступает для ребёнка на этом этапе как целостный наглядный образ, в котором он не выделяет единичных предметов. Первые представления детей о числе связаны с его количественной характеристикой, и ребёнок может отвечать на вопрос: «Сколько?», не владея операцией счёта.

Количественная характеристика предметных групп осознаётся ребёнком и в процессе установления взаимно-однозначного соответствия между предметными множествами (выражение в понятиях «столько же», «больше», «меньше»). Для этого можно использовать: 1) наложение предметов одного множества на предметы другого; 2) расположение предметов одного множества под предметами другого; 3) соединение каждого предмета одного множества с каждым предметом другого. Данная операция связана с выделением отдельных элементов и подготавливает к сознательному владению счётом.

На первом этапе счёт выступает для ребёнка как установление взаимно-однозначного соответствия между предметной совокупностью и совокупностью слов-числительных. Для овладения операцией счёта необходимо запомнить порядок слов-числительных, что закрепляется в результате выполнения упражнений типа «Сколько…?» и других упражнений: 1) что изменилось/не изменилось? 2) чем похожи/отличаются рисунки? 3) Хватит ли мишкам орехов, если каждому дать по 1/2/3 ореха? 4) По какому признаку подобраны пары картинок? 5) Покажи «лишнюю» картинку?

Усвоение детьми последовательности слов-числительных позволяет перейти к формированию операции счёта и знакомству учащихся с цифрами. Чтобы учащиеся отличали числа от цифр, полезно познакомить их с другими цифрами (римскими).

Трудно довести до сознания тот факт, что каждое число, названное при счёте, является одновременно и порядковым, т.к. указывает на порядок предмета при счёте. Для осознания взаимосвязи между порядковым и количественным числом можно использовать задания с полоской (это пятый кружок, сколько кружков на полоске и т.д.).

Важно, чтобы дети понимали, что, как бы мы ни нумеровали предметы данной совокупности, ответ на вопрос «Сколько?» будет всегда одинаковым, при этом нумерацию надо начинать с 1, не пропускать ни одного предмета и не указывать на один предмет дважды. Для этого можно использовать разноцветные круги и считать их, начиная с разных, или же переставляя номера кругов при счёте.

1.2.2 Анализ программ дошкольного учреждения и начальной школы по преемственности натурального числа

В последнее время у нас и за рубежом часто обсуждается вопрос о недостатках традиционных программ преподавания математики в школе. Эти программы не содержат основных принципов и понятий современной математической науки, не обеспечивают должного развития математического мышления учащихся, не обладают преемственностью и цельностью по отношению дошкольной и начальной школе.

Во многих странах и в международных организациях ведется работа по усовершенствованию учебных программ. Выдвигаются различные предложения о путях рационального изложения современных математических понятий в школьных курсах (в основном для начальной школы). Некоторые предложения представляют, несомненно, большой теоретический и практический интерес (например, программа В.Г. Болтянского, Н.Я. Виленкина, И.Л. Яглома; обзор американских исследований в этой области и др.).

Программа в концентрированной форме выражает содержание учебного предмета и способы его развертывания в преподавании. Поэтому попытки изменения программы по сути дела связаны с тем или иным изменением содержания предмета, с поисками новых способов его построения. Построение математики как целостного учебного предмета -- весьма сложная задача, требующая приложения совместных усилий педагогов и математиков, психологов и логиков. Важным моментом решения этой общей задачи является выделение понятий, с которых должно начинаться изучение математики в школе. Эти понятия составляют фундамент для построения всего учебного предмета. От исходных понятий, усвоенных детьми, во многом зависит общая ориентировка в математической действительности, что в свою очередь существенно влияет на последующее продвижение в этой области знания. Многие трудности усвоения математики в начальной и средней школе, на наш взгляд, проистекают, во-первых, из-за несоответствия знаний, усваиваемых учащимися, тем понятиям, которые действительно конституируют математические построения, во-вторых, из-за неверной последовательности введения общематематических понятий в школьные курсы.

К сожалению, именно содержание начальных математических понятий и способ их введения при обучении не служат до сих пор предметом развернутого обсуждения и тщательного исследования, хотя только на этой основе можно последовательно и критически проанализировать ныне действующие программы, показать их достоинства и существенные недостатки, наметить новые варианты содержания математики в школе. Работа в этом направлении затрудняется еще тем, что составители программ, как правило, в должной мере не учитывают современных методов психологического и логического анализа процесса усвоения знаний, недооценивают значение этих методов для программирования математики как учебного предмета.

Построение традиционных программ также связано с тем или иным фактическим решением этих вопросов. Однако на первый план авторы программ предпочитают выдвигать не теоретико-познавательные и логико-психологические моменты, а собственно математическую сторону дела -- вопросы связи самого математического материала. Впрочем, обсуждение направлений перестройки математического образования в основном также вращается вокруг объема математических знаний, подлежащих включению (или исключению) в программу. Логико-психологические вопросы опять остаются в тени, во-первых, из-за их недостаточной выявленности, во-вторых, из-за силы мнения, будто содержание учебного предмета -- при всем его своеобразии -- является относительно прямой проекцией, лишь неразвернутым сколком с некоторых чисто «научных» сведений (оригинальная критика этого распространенного мнения дана Г.П. Щедровицким).

Вместе с тем рассмотрение собственно математической стороны программ, особенно их начальных разделов, вызывает ряд недоумении именно с точки зрения «большой» математики. Как известно, изучение математики в школе начинается с натурального числа и в течение нескольких лет оно является основой всего преподавания. Выбор такого «начала» чаще всего обосновывается соображениями математического характера, указанием места и роли этого понятия в системе математических знаний и т. п. Но последнее как раз не так уже ясно, как первоначально кажется. Поэтому потребовался анализ математических работ, чтобы выявить некоторые основные особенности числа как математического понятия. Оказалось, что при обосновании числа как «начала» учебного предмета действуют не столько чисто математические аргументы, сколько явные или неявные представления методистов о самой «первичности» некоторых понятий, о возникновении и формировании абстракции как в истории знаний, так и в онтогенетическом процессе их усвоения ребенком, т.е. представления, больше связанные с логикой и психологией, нежели с «чистой» математикой.

В последнее время при модернизации программ особое значение придают подведению теоретико-множественного фундамента под школьный курс (эта тенденция отчетливо проявляется и у нас, и за рубежом). Реализация этой тенденции в преподавании (особенно в начальных классах, как это наблюдается, например, в американской школе) неизбежно поставит ряд трудных вопросов перед детской и педагогической психологией и перед дидактикой, ибо сейчас почти нет исследований, раскрывающих особенности усвоения ребенком смысла понятия множества (в отличие от усвоения счета и числа, которое исследовалось весьма многосторонне).

Целесообразно рассмотреть содержание этого понятия в математической литературе, тем более что некоторыми авторами оно не признается за исходное и первичное. В недрах самой математики сейчас существенно переоценивается понятие о ее предмете, об исходных и всеобщих его признаках (работы Н. Бурбаки). Это обстоятельство тесно связано с определением природы самой математической абстракции, способов ее выведения, т. е. с логической стороной проблемы, которую нельзя не учитывать при создании учебного предмета.

Ниже приводятся материалы, почерпнутые из математических источников и характеризующие связь понятий числа и множества с другими математическими понятиями (в частности, с общим понятием структуры). Повторяем, это делается вовсе не для того, чтобы решать какие-либо собственно математические вопросы (большинство из затрагиваемых вопросов уже решено и стало достоянием «широкой» литературы). Задача в другом -- сопоставить имеющиеся решения со способами построения учебного предмета с целью выявления некоторых логико-психологических вопросов.

Логические и психологические исследования последних лет (в особенности работы Ж. Пиаже) вскрыли связь некоторых «механизмов» детского мышления с общематематическими понятиями. Мы специально рассматриваем особенности этой связи и их значение для построения математики как учебного предмета (при этом речь пойдет о теоретической стороне дела, а не о каком-либо частном варианте программы). В заключение этого раздела кратко перечисляются основные логико-психологические проблемы, рассмотрение которых является предпосылкой работы в области программирования учебного математического материала.

Натуральное число является фундаментальным понятием математики на всем протяжении ее истории; весьма существенную роль оно играет во всех областях производства, техники, повседневной жизни. Это позволяет математикам-теоретикам отводить ему особое место среди других понятий математики. В разной форме высказываются положения о том, что понятие натурального числа -- исходная ступень математической абстракции, что оно является основой для построения большинства математических дисциплин.

Выбор начальных элементов математики как учебного предмета по существу реализует эти общие положения. При этом предполагается, что, знакомясь с числом, ребенок одновременно раскрывает для себя исходные особенности количественных отношений. Счет и число - основа всего последующего усвоения математики в школе.

Однако есть основания полагать, что эти положения, справедливо выделяя особое и фундаментальное значение числа, вместе с тем неадекватно выражают его связь с другими математическими понятиями, неточно оценивают место и роль числа в процессе усвоения математики. Из-за этого обстоятельства, в частности, проистекают некоторые существенные недостатки принятых программ, методик и учебников по математике.

Характерно следующее обстоятельство. Методисты, полагающие, что преподавание математики в школе необходимо начинать именно со знакомства с натуральным числом, вместе с тем сами отмечают возможность фиксации количественных отношений множеств, не прибегая к счету и даже не умея называть числа. «Изучая развитие числовых представлений в онто- и филогенезе, мы приходим к убеждению, что понятие числа и операция счета возникают одновременно при условии взаимодействия категории количества и категории порядка, хотя обе эти категории могут существовать независимо от числа и счета и независимо одна от другой». «Еще не умея считать, ребенок различает знакомые группы предметов в количестве двух и даже трех... Такое непосредственное восприятие множества свидетельствует о зарождении у ребенка количественных представлений, однако, в это время он еще далек от овладения понятием числа». В этих высказываниях, с одной стороны, признается производность числа и счета от категорий количества и порядка, независимость последних от первых, с другой -- возможность зарождения у ребенка количественных представлений до овладения понятием числа. Однако при построении учебного предмета вновь исходят из того, что в школе «приходится в первую очередь иметь дело с понятием числа (натурального) и с операцией счета». Такой подход к выбору начальных пунктов обучения становится возможным по крайней мере при трех допущениях.

Во-первых, при допущении, что категории количества и порядка хотя и возникают в филогенезе до и независимо от числа, однако с его появлением уже теряют свою самостоятельность, «снимаются» числом настолько, что практически не могут служить основой для формирования математических понятий. Число, как результат взаимодействия этих категорий, воплощает их настолько полно, что сами они могут быть раскрыты именно на числах, последовательность которых, кстати, ребенок быстро и успешно усваивает. Именно внутри числа и счета необходимо выделять их двойственную природу.

Во-вторых, до появления числа, и счета количественная оценка совокупностей как в фило-, так и в онтогенезе носит доарифметический характер; «доарифметические операции» связаны с элементарными количественными и порядковыми представлениями. Возникновение в филогенезе арифметики приводит к сознательному счету и полноценным числовым представлениям. В онтогенезе, который не повторяет полностью филогенеза, очевидно, следует сразу начинать с формирования «сознательного счета» и «полноценных числовых представлений».

Двойственная природа чисел и счета требует особого внимания педагога к «доарифметической» подготовке ребенка, но сама по себе, вне обучения числу и счету, она смысла не имеет.

В-третьих, указанная форма связи числа и счета (полноценных представлений -- арифметических операций) с возникшими до них категориями количества и порядка (неразвитых представлений -- доарифметических образований) позволяет положить арифметику (число) в основу овладения всей математикой.

Эти допущения упускают, на наш взгляд, некоторые важные обстоятельства как собственно математического, так и логико-психологического характера.

Прежде всего, как было показано выше, многие общематематические понятия, и в частности понятия соотношения эквивалентности и порядка, систематически рассматриваются в математике независимо от числовой формы. Эти понятия не теряют своего независимого характера: на их основе можно описывать и изучать частный предмет -- разные числовые системы, понятия о которых сами по себе не покрывают смысла и значения исходных определений. Причем в истории математической науки общие понятия развивались именно в той мере, в какой «алгебраические операции», известный пример которых доставляют четыре действия арифметики, стали применяться к элементам совершенно не «числового» характера.

В последнее время делаются попытки развернуть в преподавании этап введения ребенка в математику. Эта тенденция находит свое выражение в методических руководствах, а также в некоторых экспериментальных учебниках. Так, в одном американском учебнике, предназначенном для обучения детей 6--7 лет, на первых страницах вводятся задания и упражнения, специально тренирующие детей в установлении тождественности предметных групп. Детям показывается прием соединения множеств, -- при этом вводится соответствующая математическая символика (знаки U и +). Работа с числами опирается на элементарные сведения о множествах.

Можно по-разному оценивать содержание конкретных попыток реализации этой тенденции, но сама она, на наш взгляд, вполне правомерна и перспективна.

При выборе исходных пунктов школьного курса математики существенное значение имеет еще одно обстоятельство, касающееся природы математической абстракции и специфики ее предмета. Высоко оценивая стремление А. Лебега к выяснению материального содержания математических понятий, А.Н. Колмогоров вместе с тем упрекает его в недооценке самостоятельности математики. Следуя высказываниям Ф. Энгельса, А.Н. Колмогоров подчеркивает тот момент, что математика «изучает материальный мир с особой точки зрения, что ее непосредственным объектом являются пространственные формы и количественные отношения действительного мира. Сами эти формы и отношения в их чистом виде, а не конкретные материальные тела являются той реальностью, которая изучается математикой».

Конечно, здесь речь идет о математике как науке, однако с этим нельзя не считаться и при построении учебного предмета. Программа этого предмета должна предусматривать такую работу ребенка, благодаря которой он сможет правильно и в должный момент «отойти» от конкретных тел, выделив в них пространственные формы и количественные отношения, придав им «чистый вид». Только на этой основе у него может сформироваться правильное понимание предмета математического знания. Но формировать этот «вид» необходимо при постоянной связи с конкретными телами, действия с которыми придают понятиям их подлинный материальный смысл. В этом своеобразное противоречие начальных этапов преподавания математики (видимо, не только начальных). То, что математик-ученый уже имеет перед собой в «чистом виде», то в голове ребенка предстоит лишь только построить. Этот «вид» не дан ему с самого начала -- его надо вывести, получить в процессе определенной работы.

Вместе с тем ясно, что учебный материал, с которым ребенок начинает работать, до поры до времени не может рассматриваться им с точки зрения «чистых» форм и отношений, ибо этой точки зрения у ребенка еще нет. И наоборот, уже при выделенности «чистого вида» сами материальные тела будут выглядеть для человека иначе, нежели до этого.

Как разрешать это противоречие при обучении математике? Какое построение курса и способ введения понятий наиболее соответствуют решению этой задачи? Без ответов на эти вопросы нельзя обоснованно строить и начальные разделы курса. Именно в решении этих вопросов традиционная методика страдает наибольшими дефектами. Она не раскрывает в должной мере те характеристики количественных отношений, выделение которых необходимо для построения в голове ребенка исходных математических абстракций и для дальнейшей работы в плане этих абстракций.

Вопрос о том, с чего начинать курс математики и целесообразно ли его начинать непосредственно с числа, имеет не узко методический и частный смысл, а принципиальное значение с точки зрения формирования у ребенка общих представлений о предмете математики. Можно предполагать, что подлинное значение начальных этапов преподавания как раз и состоит в том, чтобы раскрыть детям общие особенности абстракций, конституирующих предмет дальнейшего изучения, создающих его «чистый вид». Форма и степень этой «чистоты», конечно, не будут непосредственно совпадать с теорией предмета, но нечто сходное по содержанию здесь должно быть, -- определение того, в чем именно заключается здесь расхождение и частичное сходство, является объектом логико-психологических и педагогических исследований.

Во всяком случае, здесь лежит камень, от которого начинаются два пути -- либо в сторону действительного математического знания, либо в сторону его «словесно-знаковых» фикций, которые нередко возникают в практике обучения.

Проблема преемственности между различными ступенями образовательных учреждений является в настоящее время актуальной, так как различия в требованиях к уровню знаний, умений и навыков, полученных детьми на различных ступенях образования, и требованиями последующих ступеней образования значительны. Не учитывать этот факт в работе воспитателей и учителей сейчас просто невозможно. Особо необходимо говорить о преемственности между дошкольным и начальным образованием.

Под преемственностью в обучении мы будем понимать связь между этапами в процессе обучения и развития. Связь, когда достигнутый уровень интеллектуального развития является источником формирования всякого возрастного новообразования, а становление новообразования прочно базируется на достигнутом уровне развития. Таким образом, преемственность позволяет понять особенности и возможности плавного, не травмирующего психику ребенка, перехода от одной ступени обучения к другой.

Преемственность - понятие многогранное. Это и социальная адаптация ребенка в новых условиях, и необходимый уровень развития творческого воображения, и формирование определенных коммуникативных умений. Преемственность включает в себя как элемент подготовку ребенка к обучению в школе, то есть овладение им необходимым объемом знаний и умений.

Рассматривая подготовку ребенка к школе как элемент преемственности, мы выделяем три составляющих компонента: содержательный, методический и деятельностный (поведенческий). Содержательный компонент раскрывает структуру и принципы отбора содержания в дошкольных учреждениях и первом классе начальной школы.

Проведем краткий анализ содержания образовательных программ в дошкольных учреждениях - традиционной, по которой работают еще большинство дошкольных учреждений, и альтернативных и содержанием обучения в 1 классе начальной школы (см. табл. 1).

Таблица 1 Основные аспекты содержания обучения в дошкольных образовательных учреждениях и 1 классе начальной школы

На основе представленных данных можно сделать вывод, что с точки зрения содержательного компонента преемственность между дошкольным обучением и начальной школой формально соблюдается. Программы строятся на теоретико-множественной основе. Основным понятием, с которым дети знакомятся в детском саду и в школе, является множество, а основной метод обучения - метод одновременного изучения взаимнообратных действий. Программа 1 класса школы имеет целью систематизировать, обобщить и углубить знания детей, полученные в дошкольных учреждениях. Такой подход позволяет ребенку адаптироваться к новым условиям обучения.

Методический компонент раскрывает особенности и возможности передачи знаний детям как в дошкольных учреждениях (ДУ), так и в начальной школе. В ДУ дети осваивают те или иные знания посредством игры. Игра - это основной метод обучения, с одной стороны, и главный вид деятельности ребенка, с другой. В игре реализуются все познавательные возможности с учетом интересов, склонностей. В игре ребенок максимально раскрывается, что позволяет отслеживать траекторию его интеллектуального развития. В ДУ происходит реализация личностно-ориентированного образования, но на уроках идея личностно-ориентированного образования внедряется медленно. Чаще всего учитель реализует такие формы как дословный пересказ текста учебника или выполненное по образцу упражнение; редко задает вопрос (Почему?). На уроках в начальных классах преобладает способ передачи информации от частного к общему. Причем общий вывод учитель сообщает детям сам, сам разбирает первые задания по новой теме, а позиция учащихся чаще всего остаются пассивной, исполнительской. Успешность обучения в этом случае напрямую зависит от особенностей памяти учащихся.