Методика використання мобільних математичних середовищ у процесі навчання вищої математики студентів економічних спеціальностей

Abstract

Дисертаційна робота присвячена проблемі побудови та використання мобільних математичних середовищ навчання вищої математики студентів економічних спеціальностей. У роботі теоретично обґрунтовано новий засіб активізації навчальної діяльності студентів з вищої математики – мобільні математичні середовища. Розроблена архітектура мобільного математичного середовища, виділені основні напрями застосування мобільних математичних середовищ у процесі навчання вищої математики. Створене мобільне математичне середовище «Вища математика», спрямоване на активізацію навчальної діяльності з вищої математики студентів економічних спеціальностей. Проведене експериментальне впровадження розробленого мобільного математичного середовища у процес навчання вищої математики студентів економічних спеціальностей показало, що використання мобільних математичних середовищ сприяє підвищенню рівня навчальних досягнень студентів, розвитку навичок самостійної, навчально-дослідницької роботи з вищої математики, інтеграції аудиторної та позааудиторної роботи студентів. В диссертации представлена проблема разработки и использования мобильных математических сред обучения высшей математике студентов экономических специальностей. В первой части работы выделены средства учебной деятельности студентов, направленные на активизацию процесса обучения математике; раскрыты пути реализации профессиональной направленности обучения математике студентов экономических специальностей; уточнены виды средств информационно-коммуникационных технологий, направленных на активизацию учебной деятельности студентов; введено и теоретически обосновано понятие мобильной математической среды. Мобильная математическая среда (ММС) – открытое модульное сетевое мобильное информационно-вычислительное программное обеспечение, предоставляющее пользователю (преподавателю, студенту) возможность мобильного доступа к информационным ресурсам математического и учебного назначения, создавая условия для организации полного цикла обучения (хранение и представление учебных материалов; проведение учебных математических исследований; поддержка индивидуальной и коллективной работы; оценивание учебных достижений и т.п.) и интеграции аудиторной и внеаудиторной работы в непрерывный учебный процесс. Во второй части работы решены задачи, связанные с разработкой мобильной математической среды и методики ее использования в процессе обучения высшей математике студентов экономических специальностей. Для решения проблемы активизации учебной деятельности студентов при изучении курса высшей математики, на основе Web-СКМ Sage была разработана ММС «Высшая математика», в состав которой входят программные модули (лекционные демонстрации, динамические модели, учебные экспертные системы, тренажеры, генераторы учебных задач) и методический комплекс (учебные пособия, видеоуроки, практикум по решению задач, задачи для самостоятельного решения и контроля знаний). ММС «Высшая математика» предназначена для поддержки процесса обучения студентов экономических специальностей и может быть легко настроена для работы в локальных и глобальных сетях с целью предоставления мобильного доступа к вычислительным и учебным ресурсами с устройств различных типов. Определяющей особенностью разработанной ММС «Высшая математика» является динамическая природа учебных материалов – любой опублико- ванный в сети объект может автоматически изменяться в соответствии с: изменением содержания связанного с ним рабочего листа; изменением программно- го обеспечения, входящего в ММС; изменением устройства доступа к учебным материалам; изменением начальных условий для моделей. Разработка методической составляющей информационного обеспечения 20 ММС «Высшая математика» осуществлялась по следующим направлениям: 1) графическая интерпретация математических моделей и теоретических понятий; 2) автоматизация рутинных вычислений; 3) поддержка самостоятельной работы; 4) математические исследования; 5) генерация учебных заданий. При этом первые четыре направления способствуют активизации учебной деятельности студентов, а пятое – повышению эффективности работы преподавателя. Обучение высшей математике в ММС позволяет: расширить его моделями, исследование которых без применения ММС вызывает затруднения; повысить наглядность представления теоретического материала; организовать полуавтоматическое оценивание достижений студентов и автоматическое составление учебных задач; расширить коммуникативное поле «студент – преподаватель» за пределы высшего учебного заведения. В третьей части работы приведены этапы исследования и результаты педагогического эксперимента, целью которого была проверка эффективности предложенной методики использования ММС в процессе обучения высшей математике студентов экономических специальностей. Результаты педагогического эксперимента статистически обработаны и по соответствующим правилам принятия решений сделан вывод о том, что применение ММС в процессе обучения высшей математике активизирует учебную деятельность студентов экономических специальностей и способствует повышению уровня знаний, а, следовательно, предложенная методика использования ММС в процессе обучения высшей математике студентов экономических специальностей является эффективной. This thesis is devoted to the problem of building and using of mobile mathematical environment to learning of higher mathematics of students of economic specialties. In the research a new mean the intensification of training activities of students on higher mathematics has been validated theoretically, such as mobile mathematical environments. The architecture of mobile mathematical environment has been developed, it's been highlighted the main directions of using mobile mathematical environments in the process of learning higher mathematics. The mobile mathematical environment «Higher Mathematics» has been created which is aimed to intensification of training activities of students of economic specialties on higher mathematics. The held experimental implementation of the developed mobile mathematical environment in the learning process higher mathematics of students of economic specialties has shown that using of mobile mathematical environments contributes increase of level the learning advances the development of skills of self learning-research in higher mathematics and contribute the integration of classroom and extracurricular students’ work.