Принципы дидактики в обучении математике. Цели и содержание обучения математике в средней общеобразовательной школе

Поэтому перед МПМ стоят следующие задачи: 1) определить конкретные цели изучения математики и содержание учебного предмета средней школы; 2) разработать наиболее рациональные методы и организационные формы обучения, направленные на достижение поставленных целей; 3) рассмотреть необходимые средства обучения и разработать рекомендации по их применению в практике работы учителя.

Поэтому, можно сказать, что МПМ - дисциплина, которая занимается разработкой целей, содержания, средств, форм и методов обучения математике в учебных заведениях различных типов. И более кратко задачи МПМ - можно сформулировать так:

Зачем надо учить математике? - Цели обучения

Что надо изучать? - Содержание обучения

Как надо обучать математике? - МПМ.

С учетом психологической характеристики учащихся определенного возраста и предшествующего обучения, ММ определяет содержание и разрабатывает методы получения, соответствующие этому содержанию и уровню мыслительной деятельности учащихся. ММ занимается также анализом математической деятельности и разработкой методов изучения всех ее аспектов. В задачи ММ входит разработка методов построения школьного курса математики и отдельных ее разделов по годам обучения. Поэтому она анализирует идейные основы самой математики и исследует возможности построения школьного преподавания на базе тех же общих идей и математических понятий. Она разрабатывает методику формирования и развития математических идей в школьном обучении и изложение школьного курса математики на базе этих идей.

1.4 Проблемы МПМ

МПМ тесно связана с математической наукой и ее развитием. Она анализирует идеи, методы и содержание математики как науки, занимается отбором материала, что составляет содержание математики как учебного предмета. Развитие же самой математики оказывает влияние на МП этой науки. Изменение содержания математики, ее методов и идей приводит к изменению содержания математики как учебного предмета.

Методологической основой преподавания математики является философия, которая раскрывает наиболее общие закономерности научного познания. Содержание и цели обучения возникают из задач развития общества и обуславливают методы, средства и формы обучения.

МПМ опирается на логику. С одной стороны, обучение математике есть одновременно и обучение ее логико-математическому языку, с другой - сама математика, являясь дедуктивной наукой, ОСНОВЫВАЕТСЯ НА ЗАКОНАХ ЛОГИКИ. На их базе МПМ разрабатывает рекомендации относительно определений и классификации понятий, вопросы воспитания логической грамотности учеников и развития их логического мышления.

Методика использует достижения психологии и основывается на них. Например, педагогическая психология раскрывает закономерности психической деятельности учеников: как они воспринимают окружающую действительность и думают, как овладевают знаниями, умениями и навыками, как формируются их интересы и способности, Все это имеет самое непосредственное отношение к процессу обучения математике. Методика учитывает возрастные особенности учеников, данные психологии как в построении школьного курса математики в целом, так и в методах на каждом этапе обучения.

МПМ главным образом связана с педагогикой. Она опирается на теорию воспитания, потому что обучение математике, как и каждому учебному предмету, должно быть воспитывающим. В большей степени методика связана с дидактикой. Например, содержание школьного курса математики разрабатывается на основе теории содержания общего и политехнического образования и т.д.

1.5 Методы МПМ

Первое упоминание о школе встречается в древне египетских источниках за две с половиной тысячи лет до нашей эры, которая называлась дворцовой и обучались в ней жрецами дети царских сановников начаткам арифметики и геометрии. Греческие философы Платон (427-347 г. до н.э.) и Аристотель (384-332 г. до н.э.) разработали педагогическую систему обобщившую некоторый опыт. Римский педагог Квинтилиан (I в.н.э.) разработал основу дидактики (общей методики).

Чешский педагог Ян Анос Коменский (1592-1670 г.) расширил содержание школьного обучения новыми реальными предметами, разработал принципы наглядности, систематичности, прочности обучения, внес много нового в организацию учебной работы: учебный год, урок, текущий и годовой учет знаний, продолжительность учебного дня, твердое расписание уроков и т.д. в главном своем труде «Великая дидактика» Я. Коменский уделил внимание вопросам начального обучения арифметике.

Дидактика математики выделилась из педагогики в трудах швейцарского педагога Иоганна Генриха Песталоццы (1746-1827 г.), который в 1803 г. напечатал «Элементарные книги» - «Наглядное учение о числе» и «Азбука наглядности, или Наглядное обучение об измерении».

Зарождение дидактики математики в России связывается с появлением первого русского учебника арифметики Л.Ф. Магницкого (1703 г.), в котором впервые числа записывались арабскими цифрами, а не Славянскими буквами. Прототипами учебников по систематическим курсам арифметики и алгебры являются «Руководство к арифметике» Леонарда Эйлера (1707-1783) и «Универсальная арифметика». Н.Г. Курганов (ученик Магницкого) использовал конкретно-индуктивный метод в своих учебниках алгебры (1557 г.) и арифметики (1771 г.) и перевел на русский язык знаменитые «Начала» Евклида.

На рубеже XVIII-XIX в.в. академик С.Е. Гурьев выдвинул прогрессивную идею пропедевтических курсов математических дисциплин в школе и более строго, научного изложения. Создатели русской дидактики арифметики для Народной школы: Буссе Ф.И. «Руководство преподавания арифметики» (1830 г.) и Гурьев П.С. «Руководство к преподаванию арифметики малолетним детям» (1839 г.). Крупнейшие представители: Гольденберг А.И., Шохор-Троцкий С.И. (обучение через системы задач), Арженников К.П. и др.

Некоторые основы дидактики геометрии заложены Лобачевским Н.И., академиком Гурьевым С.Е., Осиповским Т.Ф., а первый большой труд посвященный преподаванию систематического курса, - «Материалы по методике геометрии» (1883 г.) принадлежат А.Н. Остроградскому.

Во второй половине XIX в. создаются основы дидактики алгебры, тригонометрия и начал анализа (Стралолюбский А.Н. Ермаков В.П.), Шереметевский В.П.

Система традиционной МПМ в СШ включала общую МПМ и пять частных методик: начального курса арифметики, систематических курсов арифметики, алгебры, геометрии и тригонометрии. В последних содержались конкретные методические рекомендации по изучению теоретических вопросов курса и решения задач и их называли «рецептурными». Общую МПМ называли теоретической и она рассматривала общие вопросы относящиеся к изучению любого математического предмета, как цели обучения математики, математические понятия и предложения, теоремы и их доказательства, задачи и их решения, методы и формы обучения и т.д.

2. Принципы дидактики в обучении математике

Методика не только использует достижения дидактики для усовершенствования учебного процесса, но и сама оказывает влияние на развитие дидактики

МПМ, решая свои задачи, учитывает основные общедидактические закономерности обучения:

обусловленность учебно-воспитательного процесса потребностями общества;

взаимосвязь обучения, образования, воспитания и развития в целостном педагогическом процессе;

зависимость результатов учебно-воспитательной деятельности от реальных возможностей учеников;

зависимость обучения и воспитания от условий, в которых они протекают;

взаимосвязь воспитания и обучения;

взаимозависимость целей, содержания, методов, средств и форм;

зависимость результатов учебно-воспитательной деятельности от оптимального влияния всех элементов учебно-воспитательного процесса.

МПМ, как и каждая методика, опирается на дидактические принципы. Она представляет собой наиболее общее нормативное знание того, как надо строить, осуществлять и усовершенствовать обучение, развитие и воспитание учеников. Рассмотрим систему принципов, разработанных дидактикой, и наметим основные требования к процессу обучения математике, которое вытекает из каждого принципа. Принципы направленности обучения на комплексное решение задач образования, воспитания и общего развития учащихся:

добиваться того, чтобы каждый ученик овладел знаниями, умениями и навыками, зафиксированными в программе по математике;

осуществлять мировоззренческую направленность школьного курса математики;

проводить работу по моральному, трудовому, эстетическому воспитанию учащихся средствами математики, осуществлять профориентацию;

развивать мышление, устную и письменную речь учащихся;

проводить работу по овладению логическими операциями, суждениями, логическими выводами;

развивать в процессе изучения школьного курса математики представления, память, внимание учащихся, их волю, эмоции, интерес, способности.

Принцип научности:

содержание школьного курса математики должно в большей степени отвечать уровню современной математической науки;

знакомить учащихся с эмпирическими, логическими и математическими методами научного познания;

учить школьников замечать и обосновывать математические закономерности;

внедрять в учебный процесс элементы проблематичности, метода исследования;

раскрывать динамику развития самой науки математики;

следить за правильностью формулировок при определении математических понятий, построении доказательств, решении задач;

приучать учащихся критически относится к каждому суждению, не считать доказанным то, что не обосновано; различать определения, теоремы и признаки.

Принцип активности, самостоятельности и самоосознанности:

воспитывать у школьников ответственное отношение к учебе как к одному из главных путей формирования самоосознанности учения;

добиваться глубокого осмысления учебного материала, вырабатывать умения использовать математические знания на практике;

помогать ученикам выявлять и исправлять математические и логические ошибки; обучать их навыкам самоконтроля;

внедрять различные способы и приемы обучения для того, чтобы обеспечить активное участие в учебной работе учеников с различными типами запоминания, мышления с разными интересами и способностями;

шире внедрять в процесс обучения математике эвристическую беседу, создавать проблемные ситуации;

использовать различные виды взаимопомощи при учении;

расширять формы и методы самостоятельной работы учащихся;

учить школьников использовать рациональные приемы организации учебной деятельности, умению составлять план доказательства теоремы, план ответа и т.д.;

не допускать чрезмерной опеки учащихся;

учить приемам развития памяти, рационального логического заучивания, сравнения, аналогии, классификации и систематизации изучаемого материала.

Принцип систематичности и последовательности:

выделение системы понятий и наиболее важных правил, теорем, которые составляют основу изучаемого материала, определение места данного материала в системе математических знаний;

выделение логической структуры и логического типа изучение нового материала, организация целенаправленного и систематического повторения;

систематическое использование различных видов наглядности: таблиц, схем и т.д.;

осуществление внутрипредметных и межпредметных связей; использование алгоритмов;

обучение от простого к сложному, от представлений к понятиям, от известного к неизвестному, от знаний к умениям, а от них - к навыкам.

Принцип доступности:

использовать и осуществлять процесс обучения на основе реальных мыслительных способностей учащихся конкретного класса (городской или сельской школы);

опираться в процессе обучения на возрастные и индивидуальные особенности учеников;

выполнять требования программы к математической постановке учащихся при планировании содержания обучения;

Опираться на знания учеников, уровень их общеучебных умений и навыков, учитывать их трудоспособность;

не допускать умственных перегрузок, использовать различные меры помощи ученикам.

Принцип стимулирования положительного отношения учеников к учебе, формирования у них интереса к познаниям, потребности в знаниях:

объяснять ученикам гражданскую и личную значимость изучения математики;

раскрывать значимость знаний не только для получения высшего образования но и для творческой деятельности в сферах материального производства;

развивать интерес учащихся к математике путем включения в процесс обучения занимательных задач, исторических экскурсов, математических игр, стихов, выдержек из художественной литературы и т.д.;

стимулировать активную мыслительную деятельность учеников при помощи математических задач, приемов и методов обучения;

развивать оперативную сторону обучения: учить работать со школьными учебниками с математической книгой, логически верно строить ответ проводить доказательства, решать математические задачи;

предъявлять явные (точные, ясные) требования к учебной деятельности школьников, осуществлять контроль за результатами обучения и объективно выставлять оценки.

Принцип прочности знаний:

во время подготовки школьников к ознакомлению с новым материалом необходимо обеспечить мотивацию и установку на осмысленное и целевое усвоение;

изучение нового материала должно быть организованно так, чтобы учащиеся принимали в этом процессе как можно более активное участие;

частота повторений должна соответствовать ходу кривой запоминания: наибольшее число повторений требуется сразу после ознакомления учеников с новым материалом, после чего число повторений должно постепенно снижаться, но не исчезнуть окончательно;

важной формой закрепления пройденного является систематизация материала, применение разнообразных видов мыслительной деятельности учащихся.

Принцип наглядности:

при обучении математики используются доступные виды наглядности: натуральную (природную), изобразительную (фотографии, художественные картины, рисунки), символическую (чертежи, схемы, таблицы, диаграммы);

не увлекаться использованием большого числа наглядных пособий; они должны применяться при раскрытии наиболее сложных вопросов темы;

нецелесообразно выставлять наглядные пособия все сразу, а использовать их в ходе преподавания;

во время демонстраций наглядного пособия полезно несколько замедлить темп объяснения, что дает возможность ученикам лучше обдумать излагаемый материал;

во время занятий желательно сочетать различные средства наглядности;

необходимо добиваться активной работы учащихся с наглядными пособиями.

Принцип индивидуализации обучения:

постоянно изучать особенности мышления каждого ученика, способности его памяти, отдельных анализаторов (слух, зрение);

устанавливать, какие индивидуальные особенности учеников влияют на процесс учения положительно, какие отрицательно и какие - нейтрально;

использовать различные приемы, которые учитывают усвоение материала различными учениками (дифференцированные домашние задания или классные задания, опережающие, развивающие, дополнительные индивидуальные задания, занятия кружка).

Таким образом, из дидактических принципов вытекает ряд методических требований к процессу обучения математике в общеобразовательной школе. Комплексное использование дидактических принципов и методических требований является методологической основой МПМ для разработки целей и задач математического образования, построения и отбора его содержания, методов и средств обучения, организации всего учебно-воспитательного процесса. Без их знания учителю математики нельзя планировать и осуществлять эффективную работу по обучению, воспитанию и развитию учащихся. Они являются основными критериями при анализе урока математики и при определении надежной методической системы преподавателя

3. Математика как наука и как учебный предмет

Цели и содержание математического образования зафиксированы в учебных программах, учебниках и учебных пособиях по математике. Постоянное развитие общества приводит к периодическому пересмотру целей и содержание образования в соответствии с поставленными обществом требованиями.

Исходя из общих целей средней общеобразовательной школы, из специфики математики как науки, ее роли и места в современной системе наук, в технике и производстве, ее значение в жизни современного общества, определяются цели обучения математике в средней общеобразовательной школе.

Цели - это планируемые результаты обучения, на достижение которых будет направлена совместная деятельность учителя и ученика в процессе обучения математике.

Комплексное осуществление образования, воспитания и развития учащихся в общеобразовательной школе выделяет три функции обучения и три группы целей: общеобразовательные, воспитательные и развивающие.

Общеобразовательные цели:

Математика является одним из опорных предметов средней школы. Она обеспечивает изучение других дисциплин: физики, химии, основ информатики и вычислительной техники и т.д. Математические знания, умение и навыки необходимо для трудовой и профессиональной подготовке школьников. Образовательные функции обучения математике выступает как главное и определяемая. Школьный курс математики обязан:

- обеспечить прочное и осознанное овладение учениками системой математических знаний, умений и навыков, определенных школьной программой;

- вооружить учеников доступными для них математическими методами познания действительности;

- содействовать политехническому образованию учащихся (раскрывать идеи применения математики в решении тактических задач, формировать умение и навыки по обращению с приборами, инструментами, таблицами, с учебной и справочной литературой, воспитывать алгоритмическую культуру и знакомить учеников с современной вычислительной техникой и т.д.)

Воспитательные цели:

Воспитательный характер обучения объективная закономерность. Реализация образовательной и воспитательной функции осуществляется в процессе обучения математике в единстве. Исходя из возможностей предмета, математика вносит свой вклад в формирование мировоззрения, моральное трудовое и эстетичное воспитание учеников. Воспитательные цели обучения математике сводятся к следующему:

- формирование у школьников правильного представления о природе математики, сущности и происхождения математических абстракций, характере отображения математической наукой явлений и процессов реального мира, месте математики в системе наук и роли математического моделирования в научном познании;

- содействовать моральному воспитанию учеников, что означает развитие таких моральных черт личности как настойчивость, целенаправленность, самостоятельность, ответственность, трудолюбие, критичность мышления;

- проведение работы по трудовому воспитанию и профориентации учеников;

- осуществление эстетического воспитания: показывать внутреннюю гармонию математики, формировать понимание красоты и изящества логических доказательств, математических рассуждений; учить оценивать красоту постановки математической задачи, процесса ее решения и результатов; раскрывать связь математики с архитектурой, живописью, музыкой, скульптурой и др.

Развивающие цели:

В процессе обучения математике проводится систематическая и целенаправленная работа по общему развитию учащихся. Обучение и развитие - два взаимосвязанных процесса. Известно, что обучение ведет за собой развитие. Оно более успешно проходит в том случае, если несколько забегает вперед, ориентируясь на зону ближайшего развития ученика. Общими развивающими целями обучения математике являются:

- развитие познавательных интересов учащихся к математике;

- развитие таких способностей, как наблюдательность, представление, память, мышление, речь;

- формирование и развитие умений использовать рациональные приемы учебной работы (умение учится).

В процессе обучения важно добиваться математического развития школьников. Известный педагог С.И. Шварцбург выделяет следующие компоненты математического развитие учащихся:

- развитие пространственных представлений;

- умение выделять существенное, мыслить абстрактно;

- умение переходить от конкретной ситуации к ее математическому описанию;

- навыки дедуктивного мышления;

- умение анализировать;

- умение использовать знания при решении практических задач;

- критичность мышления;

- владение математической речью;

- терпение при решении задач.

По его мнению математическое развитие учеников не может быть обеспечено только программой, а необходимо настойчивая и очень хлопотливая работа учителя.

Термин «Элементарная математика» обозначает два различных понятия. С одной стороны, этим термином обозначают всю математику до 17 века, т.е. «Совокупность таких разделов, задач и методов математики, в которых не пользуются общими понятиями переменной, функции, предела и тем более общим понятием множества», иначе говоря, традиционная элементарная математика (ТЭМ), содержащая арифметику, алгебру, геометрию и тригонометрию и потому имеет лишь историческое значение. С другой стороны, элементарной математикой обозначают школьный предмет, т.е. совокупность математических дисциплин, изучаемых в средней школе, которая изменяется под влиянием развития математической науки и потребностей общества и обладает признаками:

элементарна в смысле начальной, составляющей основы современной математической науки;

элементарна в смысле достаточной простоты и доступности для учащихся средней школы. Другими словами, современная элементарная математика (СЭМ) - это не только и не столько традиционное содержание школьного курса математики, сколько то новое содержание, которое находится в стадии разработки и станет предметом будущей педагогической деятельности.

Проблема содержания обучения является самой сложной и важной проблемой школьного математического образования. Необходимо «отображать такой минимум знаний, который, является стабильным, политехнически ориентированным, включал бы воспитательный аспект и в тоже время был бы достаточным для дальнейшего пополнения знаний, для формирования современного научного стиля мышления и не приводил бы перегрузке учеников».

Содержание школьного курса математики определяется общими целями обучения, содержанием самой математической науки, значением математики и местом ее в системе среднего образования. Современное содержание общего среднего образования и учебных предметов представлены четырьмя видами.

В отношении к математике как учебному предмету это:

система теоретических, методологических, логических, межпредметных, прикладных, историко-научных знаний. Эти знания обеспечивают общее математическое и политехническое образование, является основой формирования мировоззрения;

система обще-учебных, математических, интеллектуальных умений. Она обеспечивает учебную деятельность учеников, применение знаний на практике;

опыт творческой деятельности, накопленный практикой математического познания, необходимый для решения учебно-воспитательных задач, для творческого подхода к овладению математической и применения знаний и умений. Это важный элемент в воспитании творческой личности;

опыт эмоционально-целостных отношений к математическим знаниям, моральных норм, эстетических проявлений действительности.

Все эти четыре вида содержания обучения взаимосвязаны. Так, не зная формул объема пирамиды, нельзя практически найти его. Без умения выполнять вычисления, тождественные преобразования нельзя приобрести полноценных знаний об уравнениях. Тот ученик, который не владеет опытом творческой математической деятельности, обречен на копирование действий. Он не сможет решить нестандартную задачу, потому что не умеет переносить свои знания в новую ситуацию и т.д. И наконец, опыт эмоционально целостных отношений к действительности, которая стала объектом или средством деятельности, способствует формированию качеств личности школьника. Все эти виды содержания надо иметь в виду учителю при организации процесса обучения математике.

На сегодня общепризнанных критериев отбора основ наук нет, однако делаются попытки их сформулировать. Ю.К. Бабанский предложил следующие критерии оптимизации объема и сложности учебного материала:

целостности содержания, - это означает, что учебный предмет должен отражать все основные направления развития науки;

научной общепризнанности, по которому с некоторыми вопросами можно знакомить учеников, но в основу наук не включать;

научная значимость, которая отражает широту внедрения научных знаний. Они могут иметь всеобщий или частный характер;

соответствие возрастным особенностям ученика, которые тесно связаны с доступностью;

соответствие времени, отведенному на изучения учебного предмета;

соответствие международным стандартам, это означает, что учебные программы наших школ должны соответствовать лучшим мировым примерам аналогичных программ.

Современное содержание школьного курса математики получило научное обоснование. Несмотря на изменения, которые происходят в нем, на продолжении достаточно значительного отрезка времени оно сохраняет свое основное ядро:

числовые системы;

величины;

уравнения и неравенства;

тождественные преобразования математических выражений;

координаты;

функции;

геометрические фигуры и их свойства, измерение геометрических величин; геометрические преобразования;

векторы;

основы математического анализа.

Каждый раздел имеет свою историю развития как предмет изучения в средней школе.

Проекты модернизации школьного образования предмета для изучения:

элементарную теорию множеств;

введение в математическую логику;

понятия из современной алгебры (группы, кольца, поля и вектора);

введение в теорию вероятностей и статистику.

Модернизация математического образования означает приведение элементарной математики в соответствие с современными идеями, методами, требованиями. Движение за модернизацию математического образования началось более 100 лет тому назад. Однако целесообразней осовременивать преподавание математики, чем включать в программу новые разделы из современной математики, представляющие методические трудности в изложении.

Модернизация не означает отказа от всего традиционного, а лишь замену тех из них, которые потеряли в настоящее время смысл. Примером такой традиции может служить Евклидова система построения геометрии. Выделим причины, осложняющие ее модернизацию:

она громоздка и изолирует геометрию от остальной математики, и проникновение в нее современных идей;

необходимые для практики геометрические знания приобретаются в пропедевтическом курсе, построенном на использовании опыта и основанном на интуиции; в дальнейшем необходимо введение дедуктивного метода, способствующего развитию логического мышления;

психологический фактор (не приятие современного построения прежде всего учителями).

Заключение

Таким образом в процессе обучения математики в органичном единстве должны достигаться образовательные, воспитательные и развивающие цели. Учителю математики необходимо точно знать цели обучения в целом и в каждом классе отдельно, что поможет правильно определить цели изучения тем и уроков.

Проникновение математики в другие науки повлияло на формирование целей математического образования и привело к тому что владение математическими знаниями и методами в определенном объеме и специфическим языком математики стали обязательным элементом общей культуры. В процессе обучения математике необходимо формировать у учащихся научные мировоззрения и навыки мыслительной деятельности по добыванию новых знаний, усилить прикладное значение изучаемого теоретического материалы, привить учащимся навыки проведения логических рассуждений и выделения логических следствий, характерных дедуктивному мышлению.

Литература