CC BY
80
Выявление основных трудностей преподавания дисциплины «Основы математической обработки информации» и пути их разрешения для студентов специальности «Педагогика, методика начального образования»
Фаргиева З. С.
Фаргиева Зульфия Султангиреевна /Fargieva Zulfiya Sultangireevna - ассистент-преподаватель, кафедра математики и ИВТ, физико-математический факультет,
Ингушский государственный университет, г. Магас
Аннотация: в статье выделены сложности, которые встречаются студентам гуманитарных
специальностей при изучении дисциплины «Основы математической обработки информации». Трудности связаны с составлением содержания учебной дисциплины для преподавателей, а для студентов гуманитарных направлений - восприятием и оперированием основных математических понятий и выражений, а также необходимостью обработки больших потоков данных, используя информационно-коммуникационные технологии.
Abstract: the article highlights the difficulties that the students found the study of humanities disciplines «Fundamentals of mathematical processing of information». The difficulties associated with the compilation of the content of the discipline for teachers and for students of humanitarian areas: perception and operation of basic mathematical concepts and expressions, as well as the need to handle large streams of data, using information and communication technologies.
Ключевые слова: студенты гуманитарных специальностей, трудности обучения, трудности преподавания, способы их преодоления.
Keywords: students of humanities, learning difficulties, difficulties of teaching, ways of overcoming them.
В современном мире специалисту, работающему в сфере образования, приходится иметь дело с огромными потоками информации. Обработка этой информации и принятие на ее основе правильных решений во многом определяют желаемый результат. Без использования компьютеров трудно представить сейчас любую работу с информацией: ее получение, обработку, анализ, прогнозирование. В работе прикладных программ лежат алгоритмы, основанные на математических средствах обработки информации. Знание этих средств и понимание их сути позволяет свободнее ориентироваться в выборе методов для решения как учебных задач, так и задач в будущей профессиональной деятельности.
«Основы математической обработки информации» - это комплексная дисциплина, содержащая основные положения, теории и методы математики, математические средства представления информации, элементы математической статистики, которые рассматриваются в тесной логической взаимосвязи между основными разделами и в решении профессиональных (педагогических) задач. Но изучение этой дисциплины для студентов специальностей с гуманитарным уклоном связаны со следующими сложностями: незнание и неумение использовать полученные математические знания на практике, слабо развитое абстрактное математическое мышление и, как следствие, неумение обобщать, анализировать, прогнозировать, выдвигать гипотезы.
В данной статье хотелось бы отметить эти сложности и пути их разрешения.
Любая трудность, связанная с обучением в вузе, может привести к академической неуспеваемости, снижению уровня знаний, либо к отчислению студентов. Все дело в том, что желание студентов получить высшее профессиональное образование и занять свое место в обществе не совпадает с возможностями на пути обучения как в вузе в целом, так и дисциплины «Основы математической обработки информации» в частности.
И одной из важнейших задач, которую необходимо решить вузу, чтобы не потерять базовый контингент студентов гуманитарного профиля из-за неуспеваемости по одной дисциплине «Основы математической обработки информации», является та помощь, которую необходимо предложить студентам для преодоления этих трудностей.
Дисциплина «Основы математической обработки информации» входит в базовую часть математического и естественнонаучного цикла (Б.2Б.2) Федерального государственного образовательного стандарта третьего поколения (ФГОС-3) подготовки бакалавров по направлению «050100-Педагогическое образование» [1, офиц. Текст [утвержден приказом Министерства образования и науки Российской Федерации 22 декабря 2009 г. No 788].
К исходным требованиям, необходимым для изучения этой дисциплины, относятся знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе изучения школьных дисциплин «Алгебра и начала анализа», «Геометрия» и «Информатика». При успешном усвоении этой дисциплины студент будет готов применять полученные знания и приобретённые навыки при изучении специальных дисциплин.
В нашем веке высоких технологий это очень актуально.
Основными требованиями к результатам освоения дисциплины являются:
1. ОК-4: способность применять методы математической обработки информации.
2. ОК-6: способность логически верно вести устную и письменную речь.
3. ОК-8: готовность использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации.
Эти требования, в отличие от предыдущих стандартов, сформулированы достаточно обще и не накладывают жестких ограничений на разработку курса, то есть ФГОС ВПО третьего поколения как бы «переносят» функцию отбора содержания дисциплины на непосредственного разработчика. В связи с этим каждый вуз и преподаватели данной дисциплины сами могут откорректировать содержание программ в соответствии ФГОС ВПО.
Некоторые вузы составляют содержание дисциплины «Основы математической обработки информации», опираясь, в основном, на рабочую программу дисциплины «Математика» и общеобразовательного курса «Математика и информатика», как, например, в содержании программы 1.
В программе 1 представлено содержание дисциплины «Основы математической обработки информации», разработанное преподавателями «Московского института современного академического образования», здесь можно выделить следующие особенности программы:
1) повторное рассмотрение материала школьного курса (числа, элементы логики, множества, элементы теории вероятностей и математической статистики);
2) в рамках данной программы сложно продемонстрировать практическую, профессиональную направленность курса.
Программа 1.
№ Наименование раздела дисциплины
1. Математика в современном мире: основные разделы, теории и методы математики.
2. Элементы теории множеств.
3. Комбинаторика и комбинаторные задачи.
4. Теория вероятностей.
5. Элементы математической статистики. Статистическое распределение выборки.
6. Математические средства представления информации.
7. Элементы логики.
8. Математические модели в науке.
В программе 2 представлено содержание дисциплины «Основы математической обработки информации», разработанное преподавателем Ингушского государственного университета (ИнгГУ) для специальности «Педагогика: методика начального образования»:
Содержание курса в данной рабочей программе, на первый взгляд, направлено на сбор, обработку и анализ информации. При общем сходстве рассматриваемых положений в этом варианте программы каждая тема конкретизируется на обработке и интерпретации с помощью математических методов.
Программа 2.
№ Содержание курса «Основы математической обработки информации»
1. Роль математики в современном мире. Особенности обработки информации с помощью математических методов.
2. Основные средства представления информации в математике (формулы, таблицы, графики, диаграммы).
3. Математические модели как средство работы с информацией: функция как математическая модель; уравнения и неравенства как математические модели.
4. Использование элементов логики при работе с информацией: высказывания и операции над ними; основные законы логики; одноместные предикаты; запись умозаключений с помощью логических формул.
5. Элементы комбинаторики как средство обработки и интерпретации информации: понятие комбинаторной задачи; основные формулы комбинаторики.
6. Элементы теории вероятностей. Их использование при обработке информации: классический подход к понятию вероятности случайного события; свойства вероятности теоремы сложения и умножения вероятностей; дискретные и непрерывные случайные величины; нормальный закон распределения вероятностей, применение свойств нормального распределения для обработки информации.
7.
Элементы математической статистики в обработке и интерпретации информации: основные понятия статистики; числовые характеристики выборки; первичная обработки опытных данных при изучении случайных величин; основные статистические графики как способы представления и интерпретации информации.__________________________________________
Среди студентов гуманитарных направлений острой является проблема непонимания технических и естественно-научных дисциплин. А методы обработки информации требуют от студентов хорошей базовой математической подготовки: понимания логики рассуждения, знания основных математических формул, умения оперировать ими. И можно было бы, прежде чем разработать рабочую программу, провести различные виды контроля в виде тестирования, анкетирования самостоятельных или развернутых контрольных работ, и потом на базе этих данных в соответствии с ФГОС ВПО подобрать для различных групп студентов соответствующее их уровню содержание рабочей программы.
Трудность изучения математики и других математических дисциплин заключается еще и в том, что изучать их предстоит тем, кто уже мысленно распрощался с математикой после окончания школы и полагал, что никогда больше с ней не встретится. Трудности при изучении возникают, прежде всего, из-за слабой школьной подготовки по математике, вследствие чего у некоторых студентов появляются изначальное неприятие материала и нежелание его изучать.
Еще одной проблемой является и отсутствие учеников, рассчитанных именно на такую аудиторию. Ясно, что программы математического цикла для студентов гуманитарного и инженерно-технического профиля существенно различаются. А хорошо зарекомендовавшие вузовские учебники по математическим дисциплинам для студентов инженерно-технических направлений подготовки не подходят для изучения «Основы математической обработки информации» студентами гуманитарных направлений подготовки: недоступный язык изложения материала, непонятен вывод формул, доказательства теорем, описанные специальным языком символов и основанные на определенном уровне математической подготовки студентов. И здесь возникает трудность оперирования абстрактным материалом: математическими понятиями и формулами. Дисциплина «Основы математической обработки информации» предусматривает помимо математической подготовки студентов еще и знание прикладных компьютерных программ, для обработки больших потоков информации. Универсальной вычислительной средой для решения задач обработки экспериментальных данных является табличный процессор MS Excel. Но развитие программного обеспечения привело к созданию большого количества прикладных пакетов по статистике, например, программного комплекса SPSS Statistics (Statistical Packagefor theSocialS ciences» «статистический пакет для социальных наук»), предназначенного для проведения прикладных исследований в социальных науках. Пакет SPSS Statistics охватывает все этапы аналитического процесса: планирование, сбор данных, доступ к данным и управление данными, анализ, создание отчетов и распространение результатов.
Но внедрение данного программного комплекса осложняется по следующим причинам:
1) высокая стоимость продукта;
2) время, отведенное на изучение всей дисциплины «Основы математической обработки информации», не предполагает отдельного изучения прикладных программ;
3) и возникающие у студентов трудности при освоении этого программного обеспечения [5, c. 158].
Следовательно, в вузе предпочтительнее использовать при обработке больших потоков
экспериментальных данных доступный и достаточно понятный для проведения стандартных статистических расчетов табличный процессор MS Excel.
С процессором MS Excel студенты знакомятся в рамках изучения информатики в школе и на первом курсе вуза. асть студентов обладает основными навыками работы (ввода данных, копирование, ввод формул, использование встроенных функций, процедур, использование автовычислений). При изучении данной дисциплины студенты должны научиться использовать MS Excel при решении статистических задач, как минимум уметь рассчитывать показатели, относящиеся к первичным методам статистический обработки информации. Это предположение подтверждают рассмотренные выше компетенции, например ОК-8.
Для осуществления подобной работы со студентами преподаватель вуза должен не только знать основные положения математической статистики, но и иметь профессиональную подготовку по информатике. Следовательно, для преподавателей математических кафедр вузов преподавание дисциплины «Основы математической обработки информации» студентам гуманитарных направлений подготовки является новой методической задачей как в плане отбора содержания и уровня строгости его изложения, так и в выборе методов преподавания дисциплины. Таким образом, ФГОС ВПО третьего поколения не только меняет требования к результатам освоения основных образовательных программ бакалавриата, но и изменяет уровень требований к профессиональной подготовке преподавателя вуза.
Итак, изучение курса «Основы математической обработки данных» способствует формированию у студентов общей исследовательской культуры, что позволяет правильно описывать интересующие явления, точнее мыслить и точнее выражаться, обобщать результаты наблюдений и исследований, представлять эти результаты в удобном для понимания виде, делать более точные выводы, предсказывать результаты и находить причины, нередко скрытые от наблюдателя. Кроме того, изучение курса способствует лучшему
пониманию профессиональной литературы, где часто используются понятия теории вероятностей, статистики. Дисциплина «Основы математической обработки информации» изучается на 1-ом курсе во 2-ом семестре.
Можно сказать, что при преподавании данной дисциплины возникают трудности, связанные с проектированием содержания учебного курса; трудности оперирования студентами гуманитарных направлений подготовки абстрактным материалом, математическими понятиями и формулами; трудности, вызванные обработкой больших потоков информации с помощью прикладных компьютерных программ; трудности, связанные с изменением уровня требований к профессиональной подготовке преподавателей вуза и другие. Ясно, что трудности и преподавания, и обучения вызваны как объективными, так и субъективными причинами. Важно понять, как коррелируют между собой эти трудности, чтобы получить возможность их разрешения и преодоления академической неуспеваемости студентов.
Литература
1. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 050100 Педагогическое образование (квалификация (степень) «бакалавр»): офиц. Текст [утвержден приказом Министерства образования и науки Российской Федерации 22 декабря 2009 г. No 788].
2. Официальный сайт Мурманского государственного гуманитарного университета^[Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://www.mshu.edu.ru (дата обращения: 29.04.2015).
3. Официальный сайт Томского государственного педагогического университета. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://www.old.tspu.edu.ru (дата обращения: 30.04.2015).
4. Глотова М. Ю., Самохвалова Е. А. 2013 «Математическая обработка информации» ООО «Издательство Юрайт», 2015.
5. Смирнова А. С. // Вестник Томского государственного университета. 2013. No 377. [С. 156-158].
