WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

ТОКАРЕВА Людмила Ивановна

ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ

У УЧАЩИХСЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ШКОЛ

Специальность 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания

(математика, уровень общего образования)

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

доктора педагогических наук

Москва - 2010

Работа выполнена на кафедре образовательных  технологий факультета педагогического образования ФГОУ ВПО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

Официальные оппоненты:

Академик РАО,

доктор психологических наук,

заслуженный профессор МГУ

имени М.В. Ломоносова,

зав. лабораторией педагогической психологии

факультета психологии МГУ

имени М.В. Ломоносова

ТАЛЫЗИНА Нина Федоровна

доктор педагогических наук,

профессор кафедры элементарной математики

ГОУ ВПО «Московский педагогический

государственный университет»

СМИРНОВА Ирина Михайловна

доктор педагогических наук,

заслуженный профессор МФТИ,

заместитель зав. кафедрой высшей

математики МФТИ

ШАБУНИН Михаил Иванович

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет».

       

Защита состоится «19» октября 2010 г. в 16.00 на заседании диссертационного совета Д 501.002.07 при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, 2-й учебный корпус, аудитория 320.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета педагогического образования Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, 2-й учебный корпус, факультет педагогического образования, к. 349.

Автореферат разослан «____»____________________ 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор физико-математических наук,

профессор                                                                В.И. Гаврилов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ



Актуальность исследования. В современных условиях углубляется перестройка школы, призванная обеспечить высокое качество образования и развития учащихся. Решение этой задачи во многом зависит от организации учебного процесса в средней школе.

В последние годы ученых-математиков, дидактов, психологов особенно волнует проблема поиска эффективных средств изучения предмета математики.

Специфика предмета математики состоит в том, что: 1) понятия этого предмета представляют собой сложную логико-гносеологическую категорию высокого уровня абстракции по сравнению с предметами естественнонаучного цикла; 2) процесс образования, развития и применения математических понятий – сложный, длительный, многоуровневый и многоэтапный процесс.

В целях повышения теоретического уровня, мировоззренческой и практической направленности предметного обучения неоднократно совершенствовались программы и учебники по математике. Произошли позитивные изменения в понятийном аппарате школьного курса математики: уточнены и усилены многие теоретические знания, модельные представления. Вместе с тем до настоящего периода времени не преодолены многие недочеты и противоречия в содержании предмета (в основном это касается курсов алгебры и алгебры и начал анализа), в существующих подходах формирования математических понятий. По-прежнему все теоретические знания изучаются рядоположенно и при этом в основном применяется индуктивно-эмпирическая схема обобщения.

Такой подход дает положительный эффект лишь в усвоении отдельных частных понятий и не способствует формированию теоретических систем знаний обучаемых. Обращает на себя внимание низкое качество усвоения фундаментальных математических понятий: «уравнение», «неравенство», «функция», «тождество», «производная», «первообразная», «интеграл», а также учебных умений оперировать этими понятиями в различных учебных ситуациях. Низки системность, обобщенность и функциональность теоретических знаний.

Требуется перестройка процесса обучения математике, с целью формирования у учащихся целостных систем понятий. Важнейшими ее стимулами становятся: перспективные социально-педагогические требования, успехи и тенденции развития методологии математической науки, достижения педагогической теории и практики обучения, их противоречия.

Проблеме формирования понятий посвящены многочисленные исследования философов, логиков, математиков, педагогов, психологов, методистов М.Н. Алексеева, Ф. Кумпф, В.Ф. Асмуса, В.Г. Афанасьева, А.С. Арсеньева, Е.К. Войшвилло, Н.К. Вахтомина, Д.П. Горского, Б.М. Кедрова, Г.А. Курсанова, Ю.А. Петрова, Н.И. Кондакова, А.Д. Александрова, В.Ф. Бутузова, Н.Х. Розова, А.Я. Хинчина, Г.В. Дорофеева, А.И. Маркушевича, Ю.К. Бабанского, В.П. Беспалько, А.В. Брушлинского, А.М. Матюшкина, В. Оконя, А. Крыговской, М. Вертгеймера, Д.Б. Эльконина, В.В. Давыдова, Л.С. Выготского, П.Я. Гальперина, Н.Ф. Талызиной, М.Б. Воловича, Ю.М. Колягина, А.А. Столяра, Г.И. Саранцева и других.

Анализ имеющихся исследований показал, что в них недостаточно исследован вопрос о поиске путей возникновения, дальнейшего развития и применения понятий в условиях развивающего обучения. Современные дидактические и психолого-педагогические концепции еще медленно внедряются в теорию и практику обучения.

Актуальность постановки проблемы математического образования в средней школе и ее решение конкретизируется в четырех взаимосвязанных аспектах, образующих проблемное поле данного диссертационного исследования.

Первый аспект обусловлен социально-педагогической значимостью идеи формирования систем понятий у учащихся общеобразовательных школ. Данный аспект испытывает потребность в педагогическом профессионализме и способности проектирования ситуаций математического развития. Исследованиями многих ученых установлено, что в системе математического образования  приоритет отдается умениям решать математические задачи. Становление учителя математики как субъекта деятельности требует категориального и практического разрешения ряда нерешенных проблем по формированию математических понятий (А.Д. Александров, В.Г. Болтянский, B.C. Владимиров, Л.С. Понтрягин, А.Н. Тихонов, А.И. Маркушевич, Б.В. Гнеденко, А.Н. Колмогоров, Г.В. Дорофеев, Л.В. Канторович, Ю.М. Колягин, В.Н. Осинская, З.И. Слепкань, Е.И. Лященко, В.А. Тестов и др.)

Второй аспект обусловлен социально-педагогической значимостью идеи формирования систем математических понятий у учащихся общеобразовательных школ. Поэтому важно проделать серьезную работу по структурированию и группировке понятий вокруг ведущих идей и научных теорий, по активному использованию функций понятий (систематизирующей, прогностической, эвристической и др.) в учебно-познавательной деятельности учащихся. Следует коренным образом перестроить процесс формирования фундаментальных математических понятий, раскрывая их как теоретические системы знаний, отразив передовой опыт школ, а также современные достижения математической науки и наук психолого-педагогического цикла (А.Д. Александров, А.И. Берг, В.Г. Болтянский, А.А. Ляпунов, Н.Я. Виленкин, А.Н. Колмогоров, Г.П. Матвиевская, Г.Ю. Ризниченко, Л.Д. Кудрявцев, В.Ф. Бутузов, В.А. Садовничий, Н.Х. Розов, Е.М. Вечтомов, Н.Ф. Талызина, М.Б. Волович, Г.А. Китайгородская, Л.Я. Зорина, З.И. Калмыкова, А.В. Усова, Г. Клаус, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов и др).

Третий аспект актуальности проблемы настоящего исследования обусловлен необходимостью конкретизации значения понятий: «учебный материал», «содержание школьного учебного материала», «математические понятия», «система понятий», «формирование системы понятий», «технология обучения» и др. Основанием для их различения выступают ключевые позиции современного школьного математического образования, которое включается в деятельность формирования (Л.Д. Арестова, В.П. Беспалько, Л.Я. Зорина, Г.Д. Кириллова, В. Оконь, Г.И. Щукина, А. Крыговская, К. Коффка, В.В. Краевский, Н.Ф. Талызина, А.М. Сохор, М.Б. Волович, П.И. Пидкасистый, А.К. Сухотин, Э.Стоунс, А.И. Раев, Ю.Е. Калугин, И. Шуман, В. Феллер и др.).

Анализ образовательных программ в системе обучения школьников показал, что их разработчики по-прежнему ориентируются на предметно-знаниевый подход, где формированию приемов учебно-познавательной деятельности, обобщенных способов действий почти не уделяется внимания.

Четвертый аспект актуальности проблемы представленного исследования определяется, во-первых, необходимостью рассмотрения механизмов возникновения, формирования и интеграции математических понятий (В.В. Давыдов, А.К. Маркова, Н.Ф. Талызина, Л.В. Берцфаи, Д.Х. Рубинштейн, А.В. Усова и др.), во-вторых, необходимостью формирования систем математических понятий на основе инновационных технологий обучения, которые непосредственно направлены на формирование творческого мышления обучаемых.

Состояние изученности проблемы. Базовыми для построения теоретических основ формирования систем математических понятий у учащихся являются:

- учения о диалектике понятий, диалектическая концепция развивающегося понятия (Л.Д. Арестова, А.С. Арсеньев, В.С. Библер, Б.М. Кедров, Н.К. Вахтомин, Е.К. Войшвилло, Д.П. Горский, В.В. Мадер, Ю.А. Петров, Г. Пиппиг, Г.И. Рузавин, А.К. Сухотин, С.А. Шапоринский, А.Н. Шимина и др.);

- концептуальные положения по теории познания (Л.С. Выготский, П.П. Блонский, С.Л. Рубинштейн, А.Н. Леонтьев, Ю.А. Самарин, А.Ф. Эсаулов и др.);

- исследования выдающихся математиков, математиков-методологов, математиков-психологов (А.Д. Александров, В.Г. Болтянский, В.С. Владимиров, Л.С. Понтрягин, А.И. Маркушевич, Б.В. Гнеденко, Г.В. Дорофеев, А.Н. Колмогоров, Г.П. Матвиевская, В.А. Садовничий, Н.Х. Розов,  Н.Ф. Талызина, А.Я. Хинчин, А.А. Столяр, Ю.М. Колягин, А. Крыговская, А.М. Сохор, М.Б. Волович, Г.А. Буткин и др.);

- исследования по теории системного подхода (А.И. Уемов, Э.Г. Юдин, В.А. Штофф, Л.Я. Зорина, Г.Д. Кириллова, В.П. Беспалько, А.М. Сохор, Н.Ф. Талызина, И.П. Калошина, Г.А. Китайгородская, А.В. Усова, А.Н. Шимина и др.);

- исследования по теории деятельностного подхода (Л.С. Выготский, С.Л. Рубинштейн, А.Н. Леонтьев, П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина, В.В. Давыдов, Л.В. Берцфаи, Д.Б. Эльконин, Н.Г. Салмина, А.З. Рахимов, А.К. Маркова, И. Ломпшер, В. Оконь, Т.И. Шамова и др.).

На содержание школьного математического образования большое влияние оказывает математическая наука, которая оперирует определенными «идеальными» объектами и представляет собой сложное, многогранное и многоаспектное явление: это и изучение реального мира с количественной стороны, и язык описания науки, и абстрактная модель мира, и логически выстроенная структура научно–теоретических фактов. Все теоретические знания: математические понятия, системы понятий, математические утверждения, методы их доказательства и научные теории, представляют собой знания наиболее глубоких и общих свойств реальной действительности.

При изучении предмета математики учащимся приходится выполнять одновременно несколько видов деятельностей по: 1) обнаружению, постановке учебных проблем и целенаправленному поиску выхода из создавшихся проблемных ситуаций; 2) выделению данного понятия из ряда других понятий по наличию существенных признаков; 3) конструированию математических объектов с заданными свойствами; 4) осуществлению поиска решения математических задач и выделению блока необходимых теоретических знаний для выполнения самого процесса решения; 5) применению имеющихся знаний в различных учебных ситуациях: аналогичных, измененных, новых. Ведь в современных условиях необходим человек новой формации, способный к активному творческому овладению знаниями, умеющий анализировать, обобщать, моделировать и прогнозировать результаты своей деятельности и делать аргументированные выводы.

Самостоятельное применение знаний учащимися в измененных и нестандартных учебных ситуациях станет возможным в том случае, если они овладеют теоретически обобщенными структурами понятий, систем понятий, различными видами математических утверждений и методами их доказательства, методами решения различных типов математических задач.

Все это вместе взятое и определило выбор темы данного диссертационного исследования: «Формирование систем математических понятий у учащихся общеобразовательных школ», проблема которого заключается в осуществлении структурирования содержания школьного курса математики с целью выделения, формирования и интеграции систем фундаментальных математических понятий, которые соответствуют современным требованиям, предъявляемым к математическому образованию. Решение данной проблемы и составляет цель исследования.

Объектом исследования выступает математическое образование в средней общеобразовательной школе.

Предмет исследования составляют теоретические основы и методы формирования фундаментальных математических понятий и их систем в школьном курсе математики.

Концепция исследования:

  1. Структурирование содержания школьного курса математики: представление его в виде взаимосвязанных, взаимообусловленных блоков: содержательного (понятийного), логико-формирующего, блока средств (дидактических и методических).
  2. Необходимость выделения, формирования и интеграции фундаментальных математических понятий и их систем обусловлена современными требованиями к образованию, воспитанию и развитию учащихся.
  3. В современных условиях, когда происходит частая смена учебных программ и учебников, существенное значение приобретает качественное усвоение инвариантов теоретических систем понятий, которые при соответствующей подготовленности учащихся, можно легко конкретизировать и творчески применять в различных учебных ситуациях.
  4. Формирование фундаментальных математических понятий и их систем должно строиться с учетом их логико-гносеологической природы с позиций системного и деятельностного подходов, диалектического метода, содержательного обобщения и включать в себя продуктивную понятийно-теоретическую деятельность учащихся.
  5. Моделирование процесса формирования математических понятий и их систем должно осуществляться с целью проявления в обучении двуединой сущности: способности концептуально отражать математическую природу и быть одновременно мыслительной деятельностью.
  6. Деятельностная природа систем фундаментальных понятий школьного курса математики предполагает отражение в их содержании и структуре адекватной им деятельности обучающего и обучаемых. Это позволяет использовать структурно-логические модели инвариантов систем понятий в качестве прогностических основ деятельности учителя по формированию структурно-организованных и действенных знаний учащихся, по самостоятельному построению ими и усвоению этих теоретических конструктов, по реализации их разнообразных функций в процессе активного учения.

В соответствии с объектом, предметом и концепцией исследования была сформулирована гипотеза, направляющая весь ход данного исследования:

  1. процессы обучения математике, развития учащихся, будут эффективными и результативными, если они будут опираться на модель целостного процесса формирования математических понятий и их систем, включающую компоненты: содержательно-целевой, процессуально-деятельностный, контрольно-оценочный и оценочно-результативный;
  2. если в обучении полноценно реализовать принципы развивающего обучения, алгоритмическую деятельность учащихся сочетать с эвристической;
  3. если формирование фундаментальных математических понятий и их систем строить с учетом их логико-гносеологической природы с позиций системного и деятельностного подходов;
  4. если развивать способности концептуально отражать математическую природу и одновременно формировать мыслительную деятельность учащихся, то это даст ожидаемые результаты;
  5. если формирование систем математических понятий осуществлять с помощью диалектического метода, содержательного обобщения и включать их в продуктивную понятийно-теоретическую деятельность учащихся, то это позволит сформировать такие качества знаний, как гибкость, осознанность, глубина, критичность мышления.

Задачи исследования были поставлены в соответствии с проблемой, концепцией и гипотезой:

  1. Проанализировать состояние теории и практики формирования фундаментальных математических понятий и их систем у учащихся средних общеобразовательных школ в свете новых требований, которые предъявляет общество к образованию, воспитанию и развитию личности обучаемых.
  2. Выполнить логико-гносеологический анализ процесса возникновения, развития и применения фундаментальных математических понятий и их систем в современном обучении математике.
  3. Представить общую методологию формирования фундаментальных математических понятий и их систем на основе использования системного и деятельностного подходов.
  4. На основе выполненного анализа современного состояния теории и практики школьного математического образования выявить и сформулировать теоретические и методические основания концепции продуктивного формирования математических понятий и их систем.
  5. Спроектировать на основе разработанной концепции прогностическую модель целостного процесса формирования понятий и их систем, содержащую компоненты: содержательно-целевой, процессуально-деятельностный, контрольно-оценочный и оценочно-результативный.
  6. Осуществить экспериментальную проверку выдвинутой гипотезы и эффективности теоретически обоснованной методики формирования фундаментальных математических понятий и их систем, выявить ее влияние на развитие творческого мышления учащихся, на сформированность учебных умений устанавливать содержательные и процессуальные связи между понятиями, системами понятий.
  7. Выполнить статистическую и качественную обработку полученных результатов и сделать обоснованные выводы с целью окончательного подтверждения гипотезы исследования.

Методологическую основу исследования составляют научные положения диалектики о социально-деятельностной сущности человека, о единстве эмпирического и теоретического, о развитии личности школьника в процессе учебной деятельности.

Высший философский уровень методологии исследования основан на диалектическом методе познания; отражение философских категорий всеобщего, особенного, единичного как в самом математическом образовании, так и в формировании систем математических понятий.

Общенаучный уровень методологии опирается на общенаучные принципы и формы исследования и включает следующие теории и научные концепции: теорию познания; диалектическую концепцию развивающегося понятия (Л.С. Выготский, С.Л. Рубинштейн. А.Н. Леонтьев, B.C. Библер, И.В. Блауберг, Б.М. Кедров).

Конкретно-научный уровень методологии исследования представляют системный и деятельностный подходы, а также современные психолого-педагогические, дидактические концепции обучения (Л.С. Выготский, С.Л. Рубинштейн, П.П. Блонский, Е.Н. Кабанова-Меллер, А.А. Люблинская, Л.В. Занков, П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина, Л.В. Берцфаи, В.В. Давыдов, А.З. Рахимов и др.)

Ведущая идея теоретической концепции исследования заключается в следующем: качественное усвоение систем фундаментальных математических понятий и развитие творческого мышления учащихся достигается через отражение в содержании и структуре теоретических знаний и целостной модели их формирования характера и структуры соответствующей познавательной деятельности обучаемых, активизируемой и развиваемой целенаправленным руководством обучающего.

Для решения поставленных в исследовании задач, а также подтверждения исходных положений и проверки гипотезы исследования использовалась совокупность взаимодополняющих методов исследования:

  • теоретических: изучение и теоретический анализ литературы в области математики и истории математики, философии и логики, дидактики и теории и методики обучения математике (и других частных методик); нормативных документов, монографий, диссертаций, материалов международных, всероссийских и республиканских научно-практических конференций, связанных с проблемой исследования, школьных программ, учебников, учебных пособий по математике для учащихся средней школы; теоретико-методологический анализ содержания современного школьного математического образования; логико-дидактический и системно-структурный анализы учебного материала; научное моделирование систем фундаментальных математических понятий;
  • эмпирических: изучение и обобщение массового и передового педагогического опыта учителей математики; сравнение, обобщение, классификация, синтез психолого-педагогических концепций обучения; анализ многолетней педагогической деятельности автора исследования; анкетирование, тестирование, интервьюирование (учащихся и учителей); педагогический эксперимент по проверке эффективности разработанной методики формирования теоретических систем понятий; статистическая и качественная обработка полученных результатов.

На основе анализа научно-методической литературы, собственного опыта педагогической деятельности была построена логика исследования, состоящая из четырех этапов, на каждом их которых рассматривалась одна из частных проблем в тесной связи с другими.

Первый этап (организационно-подготовительный) - (1985-1993 гг.). Изучение философской, психолого-педагогической, научно-методической литературы, нормативно-программной и учебно-методической документации. Изучалось состояние проблемы в теории и практике обучения математике, осуществлялся ее разносторонний анализ, разрабатывались и проверялись методики изучения ведущих тем и разделов школьного курса математики: «Линейная функция», «Квадратные уравнения», «Неравенства», «Тождественные преобразования выражений», «Тригонометрические функции, уравнения и неравенства», «Производная и ее применение», «Показательная и логарифмическая функции» и другие. Осуществлялось локальное структурирование и моделирование систем математических понятий. Это позволило выделить и сформулировать проблему, определить объект и предмет исследования.

Второй этап (поисково-теоретический) – (1994-1999 гг.). Уточнение гипотезы исследования, изучение многих аспектов проблемы; определение теоретических основ и направлений совершенствования процесса формирования фундаментальных математических понятий и их систем; проведение констатирующего эксперимента и обработка его результатов; экспериментальная проверка результативности разработанной методики в общеобразовательных учреждениях различных городов и регионов.

Третий этап (содержательно-процессуальный) – (1999-2003 гг.). Разработана концепция продуктивного формирования систем фундаментальных математических понятий и создана прогностическая модель целостного процесса формирования понятий и их систем; полностью выполнен констатирующий эксперимент и обобщены его результаты. Проведен формирующий эксперимент, в котором приняло участие свыше 4000 учащихся различных регионов; осуществлена экспериментальная проверка целостной методики формирования теоретических систем понятий: «Уравнения и неравенства», «Функции, уравнения, неравенства», «Функции и их исследование с помощью различных научных теорий» «Функции, производная, интеграл»; осуществлена оценка эффективности разработанной методики.

Четвертый этап (аналитический, завершающий) – (2003-2009 гг.). Завершен формирующий эксперимент, произведены систематизация и обобщение научных результатов, их качественно-статистический анализ; сформулированы выводы; осуществлена публикация основных результатов исследования в центральных научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ; осуществлено внедрение в учебный процесс теоретических основ и целостной методики формирования теоретических систем понятий.

Опытно-экспериментальной базой исследования были общеобразовательные учреждения гг. Великого Новгорода, Новгородской области, Саратова, Саратовской области (гг. Петровск, Аткарск), Магнитогорска, Уфы, ряда регионов Башкортостана (Мелеузовский, Аургазинский, Абзелиловский и др.), Алматы, Рязани, Нальчика и др.

Личный вклад диссертанта состоит в теоретической разработке концептуальных идей и положений исследования, непосредственном руководстве и осуществлении длительной опытно-экспериментальной работы в качестве преподавателя педвуза и университета, учителя математики, педагога Областного автономного образовательного учреждения дополнительного профессионального образования (повышение квалификации специалистов) «Новгородского института развития образования».

Научная новизна исследования:

  • выполнены логико-гносеологический и методологический анализы содержания общего математического образования;
  • разработана и реализована концепция продуктивного формирования фундаментальных математических понятий и их систем в современном обучении, основу которой составляют системный и деятельностный подходы, а также диалектический метод обучения и учебного познания – восхождения от абстрактного к конкретному;
  • в рамках разработанной концепции создана прогностическая модель целостного процесса формирования систем фундаментальных математических понятий; модель воедино связывает содержательно-целевой, процессуально-деятельностный, контрольно-оценочный и оценочно-результативный компоненты процесса формирования систем понятий;
  • разработанная нами концепция и созданная на ее основе прогностическая модель ориентированы на образование, дальнейшее развитие и интеграцию теоретических систем математических понятий;
  • разработаны и обоснованы новые методические подходы к изучению и применению математического языка в процессе обучения математике.

Теоретическая значимость настоящего исследования заключается в решении актуальной и крупной научной проблемы создания теоретических основ и технологии формирования систем понятий в обучении математике, соответствующей современным социальным требованиям. На основе разностороннего и многоуровневого анализа данной проблемы:

  • даны логико-гносеологическая и методологическая характеристика фундаментальных математических понятий, определена их природа, выделены функции и связи понятий, механизмы образования и развития;
  • определены принципы отбора понятий и оценочные параметры для их логико-дидактического анализа, разработана классификация систем понятий;
  • разработана модель целостного процесса формирования фундаментальных математических понятий и их систем в современном обучении математике;
  • разработана целостная методика формирования теоретических систем понятий, реализующая принципы: системности, обобщенности, функциональности понятий, интенсификации процесса формирования теоретических систем понятий, активизации понятийно-теоретической деятельности учащихся в обучении математике;
  • выделены уровни и этапы формирования фундаментальных понятий и их систем, что позволило реализовать основные функции понятий: обобщающую, систематизирующую, объяснительную, эвристическую, развивающую, прогностическую;
  • разработана типология учебных задач и учебных действий, на основе и с помощью которых осуществляется целостный процесс формирования теоретических систем понятий;
  • определены принципы отбора математических задач (алгоритмических, полуалгоритмических, полуэвристических, эвристических), включающих учащихся в активную познавательную деятельность по усвоению и применению фундаментальных математических понятий.

Практическая значимость исследования:

  • разработанная автором теоретическая концепция формирования математических понятий и их систем может широко применяться и в других школьных предметах, а также и в вузовских курсах;
  • универсальный характер результатов и материалов исследования позволяет использовать их при разработке новых учебных программ и совершенствовании действующих по различным предметам, альтернативных авторских программ, учебных пособий по многоуровневому математическому образованию; образовательных стандартов школьного и вузовского образования;
  • представлены научно обоснованные материалы, которые могут использоваться преподавателями высших учебных заведений, институтов повышения квалификации кадров при разработке лекций по методологическим проблемам совершенствования образования, обновлении содержания лекционных курсов психолого-педагогических и специальных дисциплин, в научно-исследовательской работе студентов, магистрантов, аспирантов и педагогов-практиков;
  • основные идеи и положения исследования получили положительную оценку учителей-практиков различных регионов (Великий Новгород, Саратов, Рязань, Уфа, Нальчик, Алматы и др.). Материалы исследования отражены в выпускных квалификационных (27) и курсовых работах (106) студентов выполненных под руководством автора исследования, в монографии, учебно-методических пособиях, рекомендациях, научных статьях, изданных по результатам исследования, которые нашли применение в математическом образовании школьников, студентов и в системе подготовки и повышения квалификации педагогических кадров.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивались согласованностью их с фундаментальными положениями теории познания, методологии математики, дидактики, психологии,  педагогической акмеологии; многосторонним и многоуровневым качественным и количественным анализом большого фактологического материала, полученного в процессе исследования; применением совокупности взаимосвязанных и взаимозависимых теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных целям и задачам; массовым характером констатирующего и формирующего педагогического эксперимента и его позитивными результатами, их глубоким анализом и обобщением, статистическими методами обработки, широкой апробацией результатов исследования.





Апробация и внедрение результатов исследования. Основные результаты исследования внедрены в практику работы школ через монографию, учебно-методические пособия, методические рекомендации, научные статьи, доклады и тезисы, предназначенные научным сотрудникам, преподавателям, аспирантам и студентам педвузов и университетов, а также учителям математики. Работы опубликованы в Москве, С.-Петербурге, Великом Новгороде, Варшаве, Чебоксарах, Челябинске, Перми, Екатеринбурге, Уфе, Кирове, Архангельске, Казани, Самаре, Ростове-на-Дону, Твери, Тольятти, Костроме, Воронеже, Красноярске, Калуге, Тамбове и др.

На основе разработанных теоретических положений, конкретной ме­тодики и результатов выполненного исследования разработаны отдельные лекции по курсу теории и методики обучения математике, которые многие годы читаются студентам - будущим учителям математики и физики Новго­родского государственного университета имени Ярослава Мудрого. Также разработан и читается студентам спецкурс «Современные педагогические технологии». Многие теоретические положения исследования и конкретная методика составили основу лекций для учителей различных предметов, директоров школ по формированию теоретических систем понятий, по их дальнейшему обобщению и систематизации, читаемых в многоэтапном цикле лекций в ОАОУ профессионального образования (повышения квалификации специалистов) в «Новгородском институте развития образования»; на курсах повышения квалификации учителей математики (гг. Великий Новгород, Старая Русса, Боровичи, Валдай, Пестово, Малая Вишера, Окуловка, Магнитогорск, Саратов, Уфа, Алматы, Элиста, Кокчетав).

Материалы диссертации обсуждались с ведущими специалистами страны в области дидактики, психологии, частных методик и многократно докладывались на научных и научно-практических конференциях международного, российского и регионального уровня: Москва (1990, 1994, 2000, 2001), Челябинск (1988-2009), Алматы (1990, 1992), Казань (1992), Воронеж (2003), Киров (1994, 2004, 2006, 2009), Вологда (2001, 2006), Тюмень (1991), Уфа (1989, 1990, 2000, 2005, 2007, 2008), Красноярск (1993), Саранск (1995, 1998), Тверь (1995, 2003, 2006), Архангельск (1985, 1987, 1999), Сыктывкар (1988), С.-Петербург (1984-1991, 1993, 1996-1998, 2004), Великий Новгород (1988, 1989, 1997, 2000), Брянск (1999), Тольятти (2003, 2005, 2007, 2009), Минск (1985-1988, 1992), Ульяновск (1991), Липецк (1993), Самара (2007), Пермь (2008), Чебоксары (2007-2009).

Результаты исследования также докладывались на научных семинарах Института математики и информатики Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого, Башкирского государственного педагогического университета имени М. Акмуллы, факультета математики и информатики Вятского государственного гуманитарного университета, факультета педагогического образования Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Исходная идея и принципы разработки теоретических основ и методики формирования систем фундаментальных математических понятий. Идея заключается в том, что системно-структурная организация содержания систем фундаментальных понятий, отражающая адекватную структуру деятельности учителя и учащихся, повысит обобщенность и функциональность понятий в обучении, и продуктивность познавательной деятельности учащихся.
  2. Концепция продуктивного формирования математических понятий и их систем в современном обучении (обоснованный отбор и структурирование понятийного содержания, повышение роли и значимости математического языка, функций понятий; выделение учебных задач, в ситуациях которых происходит овладение теоретически обобщенными структурами понятий, систем понятий).
  3. Прогностическая модель целостного процесса формирования систем понятий в обучении математике, содержащая компоненты: содержательно-целевой, процессуально-деятельностный, контрольно-оценочный, оценочно-результативный и их взаимосвязи.
  4. Структурно-содержательные модели систем понятий - как ориентиры организации учебно-познавательной деятельности учащихся.
  5. Целостная методика формирования систем фундаментальных математических понятий и управление учебно-познавательной деятельностью учащихся по их овладению.

Структура и основное содержание работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка из 346 наименований, приложения. Объем диссертации составляет 339 страниц машинописного текста. В диссертации 18 приложений общим объемом 65 страниц.

Во введении обоснована актуальность темы исследования; определены объект, предмет, цель, гипотеза и задачи исследования; изложены методологические основы исследования и описаны этапы его осуществления; констатирована достоверность полученных результатов; раскрыты научная новизна, теоретическая и практическая значимости исследования; сформулированы положения, выносимые на защиту, показаны направления апробации и внедрение полученных результатов.

В первой главе «Методология формирования понятий и их систем в школьном курсе математики» представлен разноаспектный анализ объекта и предмета исследования: социально-педагогический и логико-гносеологический, что объясняется, прежде всего, сложной природой математических понятий, научным характером их изучения, потребностью представить методологию исследования.

Формирование понятий любого предмета - важнейшая задача современного школьного образования. Перед учеными различных научных направлений встают проблемы творческого развития учащихся, раскрытия механизмов сознания и использования этих механизмов как опорных средств, по которым развивающийся интеллект ученика достигнет вершин познания.

Специфические черты математики как науки и как учебного предмета определяют ее особое положение в ряду базисных направлений развития личности, ибо, образовательный, воспитательный и развивающий потенциалы математики безграничны.

Методологические, психолого-педагогические, дидактические исследования последних десятилетий показали, что любое образование, и, прежде всего математическое, не может быть сведено к передаче обучаемым базы готовых знаний. В век быстрого нарастания научной информации наука и обучение делают ставку на общие теоретические системы понятий, формирование которых должно происходить в процессах активной и напряженной деятельности учащихся (Б.В. Гнеденко, Н.Х. Розов, Е.М. Вечтомов, В.С. Библер, Е.К. Войшвилло, Б.М. Кедров, А.И. Уемов, В.В. Давыдов, Н.Ф. Талызина, В. Оконь, А.З. Зак, А.К. Маркова, Н.И. Кондаков, А.В. Усова, Н.Н. Тулькибаева, В.П. Беспалько, М.Б. Волович, В.А. Извозчиков, Г.Д. Кириллова и др.).

Анализ программ по математике, учебников (действующих и экспериментальных) показал, что до настоящего времени не создано оптимальных условий для качественного формирования и функционирования теоретических систем понятий. Отсюда вытекают проблемы, связанные с построением содержания школьного математического образования: не расширяя объема учебного материала дать учащимся необходимый запас теоретических знаний; раскрыть логико-гносеологическую природу формируемых понятий; способствовать объединению понятий в системы, осуществлять дальнейшее развитие и совершенствование систем, объединяя их в более общие теоретические системы сущностных знаний. При таком подходе на первый план должны выдвигаться взаимосвязанные компоненты: содержательно-целевой, процессуально-деятельностный, контрольно-оценочный и оценочно-результативный.

Теоретико-экспериментальное изучение процесса обучения с позиций системного и деятельностного подходов (А.С. Арсеньев, В.С. Библер, Б.М. Кедров, Н.К. Вахтомин, А.И. Уемов, А.Н. Шимина, В.А. Штофф, Э.Г. Юдин, В.В. Давыдов, Л.В. Берцфаи, Н.Ф. Талызина, Н.Г. Салмина, А.З. Рахимов и др.) потребовало новой постановки вопроса о структуре содержания школьного математического образования, а, следовательно, и предмета математики. Нами обоснованно выделено и представлено три взаимосвязанных и взаимозависимых блока: содержательный, логико-формирующий, дидактико-методических средств. Проанализированы точки зрения ученых-математиков (А.Д. Александров,  Л.С. Понтрягин,  А.И. Маркушевич, Н.Х. Розов,  Л.Д. Кудрявцев и др.), известных методологов науки, дидактов (А.Я. Хинчин,  А.А. Столяр,  А.В. Усова,  Л.Я. Зорина,  В.А. Извозчиков,  З.И. Калмыкова,  Г.А. Китайгородская,  Г.Д. Кириллова,  В.П. Беспалько,  П.И. Пидкасистый,  А. Крыговская,  В. Оконь и др.), психологов (П.Я. Гальперин,  Н.Ф. Талызина,  Э. Стоунс,  В.В. Давыдов и др.) на понятие «содержание учебного материала». Анализ различных точек зрения позволил представить наше видение данного понятия: 1) это теоретические знания (понятия, системы понятий, математические утверждения) и методы их получения и дальнейшего развития; 2) различные типы математических задач и методы их решения; 3) взаимосвязи, существующие между теоретическими знаниями и математическими задачами. Представленные компоненты и определяют структуру содержательного блока. Приоритет в данном блоке отдается понятиям – как важнейшей форме математического мышления. Они различны по содержанию, объему, структуре, выполняемым функциям, способам образования, развития и интеграции. Все понятия подразделяются на неопределяемые, общие, фундаментальные. Выделены критерии, согласно которым понятия могут быть отнесены к тем или другим. В исследовании мы рассматриваем фундаментальные математические понятия (уравнение, неравенство, тождество, функция, производная, интеграл) и системы этих понятий. Обладая высоким информативным и функциональным потенциалом, фундаментальные понятия способны проецировать максимум новых знаний минимальными средствами, ибо, изучаются на протяжении длительного периода времени (5-7 лет); способствуют наиболее полной реализации внутрипредметных, внутрисистемных и межсистемных связей; имеют широкую прикладную направленность; способствуют формированию диалектического мышления и научного мировоззрения обучаемых. Важную роль в содержательном блоке должны выполнять математические задачи, играющие огромную роль именно в становлении, дальнейшем формировании и применении теоретических систем понятий. На основе имеющихся классификаций математических задач (К.И. Нешков, А.Д. Семушин, Ю.М. Колягин, А.А. Столяр) нами выделена классификация: алгоритмические задачи, полуалгоритмические, полуэвристические, эвристические. Задачи последних двух видов практически отсутствуют в учебниках алгебры и алгебры и начал анализа (как действующих, так и экспериментальных), что, несомненно, затрудняет установление содержательных и процессуальных связей между понятиями, что значительно снижает эффективность обучения, воспитания и развития обучаемых. С данным теоретическим блоком тесно связаны два других: логико-формирующий и дидактико-методических средств. В логико-формирующий блок входят следующие виды знаний: логические, методологические, историко-научные, философские, межпредметные, оценочные, а также методы математики: метод математического моделирования, аксиоматический, координатный, векторный, метод уравнений и неравенств. Блок дидактико-методических средств должен содержать общелогические и специфические приемы учебно-познавательной деятельности, а также различные знаковые модели: учебные карты, логико-структурные схемы, обобщающие таблицы, тетради с печатной основой и др. В диссертации каждый из этих блоков подробно представлен. Отсутствие их в содержании школьного математического образования негативно сказывается на: а) овладении учащимися способами рассуждений; б) овладении умственными операциями; в) осознании структуры собственной деятельности при формировании теоретических знаний.

За последние два с небольшим десятилетия выполнен ряд исследований на уровне кандидатских и докторских диссертаций (В.А. Герлингер, М.Г. Гохидзе, И.М. Степуро, Р.А. Рыбакова, В.Л. Пестерева, О.И. Плакатина, А.Г. Мордкович, С.Г. Манвелов, В.А. Далингер, Д.Х. Рубинштейн, Н.С. Подходова, Н.И. Мерлина, Х.Ж. Ганеев и др.) в которых прослеживается общая тенденция: объединить школьный курс математики (или отдельные его части) на какой-то одной математической основе: теоретико-множественной, логической, функциональной или какой-то другой. Как показывает практика обучения, такие подходы оказывались малоэффективными в плане образовательно-развивающем, так как они практически не учитывали логико-гносеологическую природу формируемых понятий, закономерности их возникновения, развития и применения. Ни в одном из имеющихся до настоящего времени исследований не ставился вопрос о формировании целостных систем понятий. Позитивно решить эту проблему возможно в том случае, если опираться на методологию и современную теорию познания.

Обращение к исследованиям по философии, логике, методологии математики (А.С. Арсеньев, В.С. Библер, М.Н. Алексеев, Н.К. Вахтомин, Е.К. Войшвилло, Д.П. Горский, Н.И. Кондаков, Б.М. Кедров, В.В. Мадер, В.Н. Молодший, Ю.А. Петров, Г.И. Рузавин, К.А. Рыбников, Е.М. Вечтомов, В.М. Глушков, А.К. Сухотин, Г.И. Саранцев и др.), позволило нам подробно исследовать процесс математического познания, в котором в диалектическом единстве выступают эмпирические и теоретические уровни познания,  а соответственно, эмпирические и теоретические понятия. Эмпирические понятия образуются индуктивно (при переходе от частного к общему), теоретические – дедуктивно (при переходе от общего к частному). Поскольку для понятий математики характерен высокий уровень абстракции и обобщения, то значительное большинство изучаемых здесь понятий по своей природе являются теоретическими. Теоретические понятия трактуются как развивающиеся системы знаний, как концептуальные формы отражения реальной действительности, имеющие структурно-уровневую организацию, знаковую форму существования. Математические понятия как сложные образования синтезируют в себе суждения и умозаключения и обладают многоуровневой, многоэтапной, полисемантической, полифункциональной и социально-деятельностной природой. Они диалектичны по своей сущности. Адекватным их природе является диалектический метод, в центре которого восхождение от абстрактного к конкретному, а в составе его познавательных средств – принципы диалектики. Применение принципов диалектики в единстве с формально-логическими правилами и операциями – важное методологическое требование к процессу формирования понятий, дающее возможность рассматривать их на всем протяжении обучения в динамике (А.С. Арсеньев, В.С. Библер, М.Н. Алексеев, Е.К. Войшвилло, Д.П. Горский, В.С. Готт, Г.И. Рузавин, К.А. Рыбников, Н.И. Кондаков, А.К. Сухотин, А.В. Усова, А.Н. Шимина, Э.Г. Юдин и др.).

В ходе исследования нами было выделено и представлено два уровня в формировании теоретических (фундаментальных) понятий и их систем: гносеологический (логический) и генетический (содержательный). Теоретическое обобщение, выполняемое на гносеологическом уровне сводится к установлению общности в тех формах мышления, в которых зафиксировано знание в данном предмете (понятиях, математических утверждениях, алгоритмах, математических методах). Именно через этот уровень обобщения мы выходим на необходимые и достаточные условия существования объектов, а, следовательно, на генетический уровень. При обобщении на генетическом уровне, во-первых, раскрывается природа (происхождение) того или иного понятия, во-вторых, устанавливается общее в различных проявлениях понятия, в-третьих, происходит установление связей с другими понятиями. На каждом из уровней были выделены определенные этапы, что обеспечивало прочное, осознанное, глубокое усвоение понятий и их систем учащимися и создавало определенные условия для дальнейшего развития, применения, последующей интеграции и реализации их основных функций: обобщающей, систематизирующей, объяснительной, эвристической, развивающей, прогностической. Выделены качественные критерии, согласно которым соответствующий уровень (или этап) можно считать завершенным.

Общенаучный уровень методологии исследования составили системный и деятельностный подходы, а также диалектический метод учебного познания – восхождение от абстрактного к конкретному. Исходя из сущности системного подхода, который проявляется в системно-структурном и структурно-функциональном анализе сложных объектов как целостных формирований (В.Г. Афанасьев, И.В. Блауберг, Т.И. Ильина, Н.И. Кондаков, Г.А. Курсанов, А.И. Уемов, А.Н. Шимина, Э.Г. Юдин, Е.И. Лященко, В. Оконь, А.М. Сохор, Г.А. Китайгородская и др.), осуществлен системный анализ и дана характеристика фундаментальных понятий школьного курса математики («уравнение», «неравенство», «тождество», «функция», «производная», «интеграл»). Сделаны обоснованные выводы относительно системной организации их содержания, процесса формирования и применения в различных учебных ситуациях: аналогичных, измененных, новых. Эффективность системного подхода усиливалась включением метода моделирования (Н.М. Амосов, А.У. Варданян, В.В. Давыдов, Г. Пиппиг, А.З. Рахимов, В.А. Штофф и др.). С помощью этого метода фиксировалась целостность исследуемых объектов, и в условно-абстрактном виде отражались их статическое и функциональное состояния, конструировались прогностические модели обучения. В работе особо выделен метод математического моделирования – как один из ведущих методов математики (В.Г. Болтянский, Г. Вейль, Е.М. Вечтомов, Л.М. Фридман, Г.В. Токмазов).

Предметно-деятельностные истоки понятий и их систем позволяют рассматривать их не только как формы мышления, отражающие сущностные признаки, отношения и связи предметов и явлений, но и как идеальную форму существования социального опыта познания, способа деятельности. В диссертации обосновано, что эта деятельность предметна и концептуальна; управление деятельностью опирается на ее структуру (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, В.В. Давыдов, Л.В. Берцфаи, В.С. Швырев, В.В. Репкин и др.).

Анализ философских, философско-математических исследований приводит к важному выводу: истинное овладение фундаментальными математическими понятиями возможно лишь в активной познавательной деятельности, которая направлена на: 1) выявление и осознание всеобщих признаков и отношений объектов определенных классов; 2) объединение понятий в системы и реализации их функций (обобщающей, развивающей, эвристической, прогностической и др.); 3) применение сформированных понятий и их систем в различных учебных ситуациях.

Анализ существующих подходов показал, что соединение системного и деятельностного подходов в обучении позволит учитывать логико-познавательную природу не только математических понятий, но и их систем: закономерности их возникновения, дальнейшего формирования и интеграции.

Вторая глава «Психолого-педагогические и дидактические основы формирования понятий и их систем в обучении математике» посвящена анализу наиболее значимых психолого-педагогических и дидактических концепций обучения; выполняется сравнительный анализ каждой из них с целью выбора необходимых концепций для построения модели целостного процесса формирования теоретических систем понятий в обучении математике.

Отбор и изучение понятий школьного предмета математики строится прежде всего с опорой на математическую науку, психологию, дидактику, теорию и методику обучения математике. Развивающее обучение и развивающий характер научных понятий как дидактических единиц усвоения стали общепризнанными. Это потребовало усиления межсубъектных отношений между учителем и учащимися в процессе формирования научных понятий и их систем: понимание структуры выполняемой деятельности, способов и механизмов формирования теоретических систем понятий, что предполагает обязательную опору на педагогическую психологию, на ее учение о мышлении в понятиях, основы которых были заложены П.П. Блонским, Л.С. Выготским, С.Л. Рубинштейном, а затем легли в основу создания современных концепций обучения и усвоения понятий, управления учебной деятельностью.

Анализ  психолого-педагогической  литературы  позволил  нам  выделить и  детально  рассмотреть четыре психологических концепции обучения и формирования  научных  понятий:  ассоциативно-рефлекторную  (Ю. А. Самарин,  А. Ф. Эсаулов,  Д.Н. Богоявленский,  Н.А. Менчинская,  С.А. Шапоринский и др.),  формирование  приемов  учебной  и умственной  деятельности  (Н.А.  Менчинская,  А.А.  Люблинская,  Е.Н. Кабанова – Меллер, Л.Б. Ительсон и др.),  поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина, М.Б. Волович, Г.А. Буткин, В.В. Рубцов, И.П. Калошина и др.), содержательно-генетическую (Д.Б. Эльконин, В.В. Давыдов, Н.Ф. Талызина, А.К. Маркова, Л.В. Берцфаи, А.З. Рахимов, И. Ломпшер, Г. Пиппиг, И.И. Ильясов и др.). В диссертации представлен подробный анализ каждого из этих научных направлений и дана критическая оценка с позиции возможности применения к решению задач данного исследования. По своим теоретическим положениям более близкими к реализации замыслов нашего исследования оказались концепции: поэтапного формирования умственных действий и содержательно-генетическая. Так как в этих научных направлениях на теоретико-методологическом и научно-практическом уровнях определены подходы к интенсификации процесса обучения, формированию таких видов учебно-познавательной деятельности, которые с самого начала включают в себя заданную систему теоретических знаний и обеспечивают их применение в заранее установленных областях (Н.Ф. Талызина, В.В. Давыдов, И.И. Ильясов, А.В. Захарова). Для этого осуществляется: а) введение учащихся в ситуацию учебной задачи, которая выводит на содержательно общий способ решения классов конкретно-практических задач, объединенных общностью предметного содержания и методов решения, что в конечном итоге направлено на изменение личности обучаемого; б) формирование в ситуации учебной задачи общелогических и специфических учебных действий, а также действий контроля (самоконтроля) и оценки (самооценки). Также нами широко использовались (при проведении формирующего эксперимента) принципы обучения, выдвинутые В.В. Давыдовым, Н.Ф. Талызиной, Л.В. Берцфаи, А.З. Рахимовым: диалектический метод познания, деятельностный подход в обучении, единство индивидуальных и групповых форм учебной деятельности, творческое развитие всех учащихся.

Через все диссертационное исследование красной нитью прошли научные идеи  Л.С. Выготского об орудийной функции знака и слова – как важнейших инструментах мыслительной деятельности и формирования понятий, и С.Л. Рубинштейна о том, что объект в процессе мышления включается в новые виды связей и зависимостей, в силу чего выступает в новых качествах, что дает возможность рассматривать объект изучения в новых контекстах и связях и тем самым «вычерпать» его многообразное и многоаспектное содержание. Также мы широко опирались на последние достижения психологии, педагогической акмеологии в области внимания, памяти, теоретического рефлексирующего мышления, минимизации знаний, оптимизации и интенсификации процесса обучения, укрупнения дидактических единиц (П.П. Блонский, А.Р. Лурия, А.А. Люблинская, А.В. Брушлинский, Р. Клацки, В.Я. Ляудис, А.М. Матюшкин, М.И. Махмутов, В.В. Давыдов, Г. Вейль, Й. Лингарт, А.З. Зак, Ю.Е. Калугин, М.А. Холодная, И.С. Якиманская, М. Вертгеймер, П.М. Эрдниев, В.П. Беспалько, Ю.К. Бабанский).

Процесс формирования понятий в обучении является также предметом дидактики. Здесь научные понятия рассматриваются как некоторые дидактические единицы содержания, а их формирование – как активная и взаимосвязанная деятельность учителя и учащихся.

Дидактическими основами исследования: а) в области отбора  и структурирования учебного содержания служили положения теории общего среднего, в том числе, естественнонаучного и математического образования (М.Н. Скаткин, В.В. Краевский, Л.Я. Зорина, И.Я. Лернер, В.И. Загвязинский, П.И. Пидкасистый, Г.Д. Кириллова, В. Оконь, В.А. Оганесян, А.В. Усова, А.И. Раев, В.С. Леднев, И.К. Журавлев, Н.Х. Розов, Д.Х. Рубинштейн, В.Ф. Паламарчук, А.В. Хуторской, Н.Ф. Талызина);  логико-дидактический и структурно-логический анализы учебного материала (А.М. Сохор, Е.И. Лященко, Л.Я. Зорина, Н.Н. Тулькибаева, А.А. Столяр и др.); б) в разработке дидактико-методических основ процесса формирования математических понятий мы опирались на важнейшие принципы дидактики, на закономерности процесса обучения (М.А. Данилов, В.В. Краевский, Т.А. Ильина, А.М. Новиков, Г.А. Китайгородская, Ю.К. Бабанский, Г.И. Щукина, В.И. Загвязинский, Г.М. Кузнецова, А.В. Усова, Г.Д. Кириллова и др.), на психолого-дидактические основы формирования научных понятий и обобщенных учебных умений у школьников (А.В. Усова, Н.Н. Тулькибаева, Т.И. Шамова), на сравнительный анализ обучения и научного познания (Н.К. Вахтомин, В.М. Глушков, Д.П. Горский, Й. Лингарт, Э. Стоунс, С.А. Шапоринский, В. Феллер), на концепции проблемного обучения и активизации познавательной деятельности учащихся (М.И. Махмутов, А.М. Матюшкин, В. Оконь, М. Вертгеймер, Г.И. Щукина), предусматривающие развитие и синхронизацию взаимосвязанной деятельности учителя и учащихся и их межсубъектные отношения, выход на которые обеспечивался развитием познавательной самостоятельности учащихся и подготовкой их к дальнейшему самообразованию и самоорганизации (П.И. Пидкасистый, Л.Я. Зорина, М.В. Зуева, А.К. Громцева, З.И. Васильева, Г.Д. Кириллова и др.); в) в решении вопросов ускорения процесса формирования математических понятий и их систем применялись принципы развивающего обучения (Л.В. Занков, В.В. Давыдов), а также основные положения концепции оптимизации процесса обучения (Ю.К. Бабанский).

За последние 7-10 лет написано большое количество исследований на уровне кандидатских и докторских диссертаций, пособий, авторских программ в области дидактических исследований, носящих локальный характер. Признавая их актуальность и значимость, следует заметить, что еще недостаточно работ, направленных на раскрытие основ целостного процесса формирования понятий и тем более систем понятий.

Формирование математических понятий – это и кардинальная проблема в области теории и методики обучения математике. Здесь нами выделено три научных направления: методико-математическое, методико-дидактическое и методико-психологическое.

Анализ педагогических работ ученых-математиков: А.И. Берга, В.Г. Болтянского, В.С. Владимирова, Г.В. Дорофеева, Б.В. Гнеденко, А.А. Ляпунова, Л.С. Понтрягина, С.М. Никольского, С.А. Теляковского и др. позволил нам сделать вывод: все они направлены на усиление внимания к развитию математических способностей, творческого мышления обучаемых. Однако все теоретические знания продолжают рассматриваться рядоположенно: каждый изучаемый математический факт вводится как совершенно новый и по форме и по содержанию; не всегда учитывается взаимосвязь содержательно-целевого и процессуально-деятельностного компонентов обучения; не становится вопрос об объединении понятий в системы.

Изучение работ методико-дидактического направления позволило установить, что  здесь накоплен определенный опыт по проблеме формирования понятий. Поэтому основной задачей анализа литературы было: установление закономерностей формирования математических понятий и обобщение накопленного опыта по их формированию; выявление достижений по интересующей нас проблеме; определение предпосылок и методических основ данного исследования.

Становление теории формирования математических понятий в отечественной методике связано с именами выдающихся математиков-методистов П.С. Гурьева, В. Мрочека, Дж. Юнга, которые, опираясь на педагогические идеи гениальных математиков М.В. Ломоносова, Н.И. Лобачевского, М.В. Остроградского создали понятийный аппарат систематических курсов арифметики, алгебры и геометрии. П.С. Гурьев был одним из первых методистов, воплотивших деятельностный подход в практику обучения математике (1915 г.). Заслуга дальнейшего развития теории формирования математических понятий принадлежит математику-методологу А.Я. Хинчину, который впервые выделил и представил этапы формирования понятий конкретно-индуктивным методом. Следует отметить, что методика формирования понятий в 50-60-ых годах XX столетия отражала господствовавшие в психологии формально-логический подход и индуктивно-эмпирическую схему образования и развития понятий.

Большой вклад в разработку новых подходов к формированию отдельных понятий в 70-80-ые годы внесли исследования Ю.М. Колягина, А.А. Столяра, В.Н. Осинской и др. Был научно обоснован эмпирический подход к образованию и развитию понятий (Ю.М. Колягин, А.А. Столяр, Р.С. Черкасов).

В последнее десятилетие усилилось внимание к методологии процесса обучения математике и формирования в этом процессе теоретических знаний. Работы на уровне диссертационных исследований существенно обогатили теорию и практику обучения математике в средней школе. Однако теоретические аспекты проблемы формирования систем понятий остаются не исследованными.

В методико-психологическом направлении (Н.А. Менчинская, Д.Н. Богоявленский, В.А. Крутецкий, Л.М. Фридман, А. Крыговская, Г.Д. Глейзер, З.И. Слепкань, В.Н. Осинская и др.) математические понятия не являются предметом специального исследования, а рассматриваются в связи с изучением мышления, памяти, внимания.

Анализ всех имеющихся научных направлений позволил установить, что до настоящего периода времени остаются мало исследованными вопросы организации понятийного содержания и процесса формирования теоретических систем понятий; также не вскрывается характер деятельности учащихся по формированию понятий; не устанавливаются дидактические функции понятий в современном обучении математике. Мы попытались направить свои усилия на решение этих вопросов.

Третья глава «Теоретические основы формирования математических понятий и их систем в обучении математике» посвящена: анализу результатов констатирующего эксперимента; выявлению способов и механизмов образования, развития и интеграции фундаментальных математических понятий и их систем в обучении; разработке теоретической концепции продуктивного формирования и функционирования математических понятий и их систем в процессе обучения; построению структурно-содержательных моделей систем фундаментальных понятий; раскрытию теоретических основ формирования математического языка – как одного из средств познания в процессе обучения.

Анализ действующих программ, учебников, методик обучения показал, что к настоящему периоду времени сложились относительно стабильная логика предмета и инвариант понятийного содержания. Вместе с тем в существующих подходах формирования математических понятий обнаружены противоречия между: конструктивно-деятельностной природой понятий и преимущественно репродуктивно-воспроизводящим уровнем их усвоения; формированием понятий и соответствующими видами учебно-познавательной деятельности; полифункциональной, многоуровневой, многоаспектной природой фундаментальных понятий и недостаточной мотивацией их введения, дальнейшего формирования и последующей интеграции.

Результаты констатирующего эксперимента (1985-1997 гг.и повторный 2003-2007 гг.), в котором участвовало 38 школ, 780 классов, 4642 ученика и 1976 абитуриентов различных городов и регионов, подтвержденные литературными данными показали, что к концу обучения в средней школе 76,7 % учащихся находятся на уровне применения готовых алгоритмов в аналогичных учебных ситуациях, 24,2 % могут устанавливать связи между понятиями внутри тем (разделов), 11,1 % учащихся могут применять знания в различных учебных ситуациях. Установлено, что 70-72,3% выпускников школ: 1) не умеют выделить структуру математического понятия; 2) не умеют выделить и применить соответствующую подсистему понятий в измененных и новых учебных ситуациях; 3) испытывают серьезные затруднения при переходе от одной научной теории к другой.

Таким образом, экспериментально было подтверждено, что к моменту окончания средней школы у значительного большинства учащихся не формируются целостные системы теоретических знаний.

Необходимым условием разработки теоретических основ и целостной методики формирования фундаментальных понятий и их систем было - выявление способов и механизмов процесса их образования и развития. Установлено, что теоретические системы понятий образуются с помощью содержательного обобщения в логическом единстве с операциями теоретического анализа, синтеза, моделирования (В.В. Давыдов, А.У. Варданян, Д.Х. Рубинштейн, Н.Г. Салмина, Н.Ф. Талызина). Основная идея заключается в сведении понятий к единой основе – гносеологической, генетической или функциональной, позволяющей раскрыть сущность понятия, представив его как единство всеобщего, особенного и единичного (А.Н. Шимина, В.В. Давыдов, Н..Ф. Талызина, А.В. Усова, Л.Я. Зорина, М.П. Барболин, Г.Д. Кириллова и др.). В диссертации подробно раскрыты теоретические обобщения, выполняемые на каждой из этих основ; раскрыты механизмы интеграции понятий, которая строится на глубоком теоретическом обобщении ведущих идей и научных теорий и широком использовании внутрисистемных и межсистемных связей; представлены способы образования теоретических систем понятий; выявлены принципы, которые используются при формировании систем понятий; выявлены и раскрыты линии развития систем понятий (генетическая, интенсивная, экстенсивная); определены цель и механизмы внутрисистемной и межсистемной интеграции понятий.

Исходя из положения о деятельностной, многоуровневой и полифункциональной природе фундаментальных математических понятий, о том, что невозможно сформировать их как теоретические системы вне активной познавательной деятельности, ведущим видом ее была выделена, обоснована и определена понятийно-теоретическая деятельность.

С этих позиций процесс формирования теоретических систем понятий представлен как единство организационно-формирующей деятельности учителя и учебно-познавательной деятельности учащихся, обеспечивающих содержательное обобщение исходных математических абстракций, усвоение сущности изучаемого предмета, развитие творческого мышления. Такое понимание процесса формирования систем понятий и деятельности обучаемых предполагает изменение существующих подходов в направлении установления оптимальных структур фундаментальных понятий и их единства с функциями, повышения роли и действенности математического языка, который выражает эти знания и позволяет удобно оперировать ими; создание условий для научной организации труда учителя и учащихся.

В соответствии с намеченными направлениями нами была разработана научная концепция продуктивного формирования понятий и их систем в современном обучении математике. Ее идейно-содержательная часть соответствует основным положениям Закона РФ «Об образовании» и «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года». В ее основу были положены принципы:

  • повышения системности, обобщенности и функциональности фундаментальных понятий в обучении математике;
  • интенсификации процесса формирования теоретических систем понятий;
  • активизации и самоорганизации понятийно-теоретической деятельности учащихся в процессе решения учебных задач, формирования приемов учебной деятельности, действий контроля и оценки.

Представленные в виде целостной, открытой и гибкой системы, обогащенные принципами диалектики, в частности, принципами диалектического метода познания, системно-деятельностного подхода и творческого развития, эти принципы составили базис для разработки общей модели целостного процесса формирования математических понятий и их систем (рис. 1). Модель полностью отражает взаимосвязь компонентов: содержательно-целевого, процессуально-деятельностного, контрольно-оценочного и оценочно-результативного. Представленная модель является прогностической, так как на ее основе можно осуществлять целостный процесс формирования понятий; проектировать промежуточные состояния этого процесса и условия функционирования систем понятий в этом динамическом процессе; определять оценочные параметры; осуществлять научную организацию деятельности учителя и учащихся.

Содержательно-целевой аспект выполняет регулятивно-направляющую роль; процессуально-деятельностный непосредственно связан с процессом формирования понятий и их систем в ситуациях постановки и решения учебных задач и формирования учебных действий. Завершающими аспектами модели являются контрольно-оценочный и оценочно-результативный, где ведущая роль отводится: формированию действий контроля, оценки, корректировки; выделению показателей решения учебных задач, а, следовательно, сформированности систем понятий.

Особенность взаимосвязанной деятельности учителя и учащихся заключалась в том, что она осуществлялась на уроках современных типов, основанных на использовании  системно-деятельностного подхода и диалектического метода обучения и учебного познания. К таким урокам относятся: уроки постановки и решения учебных задач, формирования общих способов действий, уроки теоретического проектирования, выравнивания знаний, уроки творческого развития и др.

Важнейшими направлениями совершенствования школьного математического образования, предмета математики являются: 1) структурирование учебного материала; 2) конструирование моделей содержания систем математических понятий.

Под структурированием учебного материала предмета математики мы понимаем процесс выявления понятийного содержания (понятий, систем понятий, их структуры, математических утверждений и методов их доказательства), функций, которыми обладают теоретические знания, содержательные и процессуальные связи, существующие между теоретическими знаниями.

Основным источником отбора понятий в школьном курсе математики служит базовая наука. В теории и практике сложился определенный понятийный аппарат курса, включающий большое количество понятий. В целях их упорядочения нами была разработана классификация систем понятий по их  содержанию, области познания и области применения. Учебный предмет и концептуальные схемы учений А.А. Столяра, А.М. Сохора, Л.М. Фридмана, а также выдающихся математиков Н.Х. Розова, Л.Д. Кудрявцева служили основой отбора понятий в состав выбранных систем: «Уравнения и неравенства», «Функции, уравнения, неравенства», «Функции и их исследование с помощью различных научных теорий», «Функции, производная, интеграл». Выделенные принципы отбора и оценочные параметры позволяли осуществить многосторонний анализ понятий. Повышение роли и функциональности фундаментальных математических понятий обусловило определение структур их систем. Анализ литературы (А.М. Сохор, Е.И. Лященко, Л.Я. Зорина, П.И. Пидкасистый, Н.Ф. Талызина, Г.А. Китайгородская, Г.Д. Кириллова, Н.Н. Тулькибаева) позволил установить, что существуют разные способы структурирования учебных дисциплин, учебных текстов.

Не менее важным, чем глобальное структурирование учебного предмета «Математика», является структурирование систем фундаментальных понятий. Для этого нами была разработана методология локального структурирования. Ее цель – установление оптимальных структур систем понятий, и последующего моделирования: выделение их инвариантов, несущих наибольшую информативную, познавательную и функциональную нагрузку в обучении. Построенные модели раскрывают структуру систем понятий, служат ориентировочной основой системно-деятельностного усвоения, эталоном итоговых сущностных знаний.

В исследовании мы исходили из того, что система математических понятий – это иерархическая и функциональная целостность гносеологически и генетически связанных понятий, относящихся к определенной области научных знаний, выраженных в определенной знаковой модели, адекватной их содержанию. Такое внутреннее единство содержания и способа его постижения - особенность диалектического познания.

Важнейшими элементами содержания систем понятий выступают не простые, логически завершенные, линейно связанные части учебных текстов, а концептуальные блоки обобщенных знаний, их содержательно-процессуальные связи, в том числе, математические закономерности. Структуры выделенных систем понятий сложно отнести к линейным или концентрическим в их дидактическом понимании (А.М. Сохор, Л.Я. Зорина, А.В. Усова, Л.Д. Арестова, Г.Д. Кириллова, А.К. Громцева, Г.А. Китайгородская, В. Оконь и др.). Их структуры блочно-иерархические, так как локальный характер обусловлен  рамками определенных научных теорий. В качестве средств структурирования и построения моделей инвариантов рассматриваемых систем понятий использовались логико-математический, системно-структурный анализы, принципы дидактики и педагогической психологии (Э.Г. Гельфман, Т.А. Ильина, И.П. Калошина, Г. Клаус, Л.М. Фридман, Г.А. Китайгородская, Н.Ф. Талызина, М.Б. Волович). Построение дидактических моделей осуществлялось в соответствии с критериями – научности, изоморфизма, системности, наглядности.

В составе каждой из систем понятий выделялись объяснительная и прагматическая части: инвариантное ядро, сфера и периферия, отражающие взаимосвязь всеобщего, особенного и единичного. Теоретическое ядро системы понятий отражает всеобщие признаки и отношения обобщаемых объектов, которые являются генетически исходными для развертывания и конкретизации всей совокупности знаний, составляющих систему; сфера отражает специфические свойства и отношения объектов; периферия - индивидуальные признаки понятий, обеспечивает конкретное проявление всеобщих и особенных свойств и отношений в их единстве. В каждой из систем понятий выделены основные блоки (подсистемы), связи системообразования и функционирования;  определены теоретические основы и ведущие идеи, на основе которых раскрыто их содержание и структура; раскрыты генетически исходные отношения, лежащие в основе построения каждой конкретной системы; определены средства, способы и методы их функционирования. С этих позиций были рассмотрены инварианты представленных систем понятий и сконструированы модели их содержания (рис. 2, 3).

Операторами понятий и орудиями умственного труда в условиях понятийной деятельности учащихся выступают знаки, слова, символы. Активное применение в обучении знаковых моделей и символико-графических форм выражения теоретических знаний способствует сжатию содержания, выделению внутренней структуры понятий, повышению действенности теоретических знаний и развитию символического стиля мышления. В «готовом виде» эти знания не даются. Они усваиваются в сложной конструктивно-творческой деятельности, при активном оперировании математической терминологией и символикой.

Четвертая глава «Формирование фундаментальных понятий и их систем в современном обучении математике» посвящена разработке и проведению формирующего эксперимента, качественной и статистической обработке полученных результатов.

Экспериментальное исследование осуществлялось в соответствии с требованиями современной методологии педагогического исследования (В.П. Беспалько, В.И. Загвязинский, И.Н. Кузнецов, Л.Б. Ительсон, А.З. Зак, А.А. Кыверялг, Г.П. Щедровицкий, А.Н. Пискунов, Г.В. Воробьев, К.А. Краснянская, М.И. Грабарь и др.). Оно направлено на подтверждение достоверности выдвинутого исследовательского аппарата: проблемы, объекта, предмета, гипотезы исследования. Педагогический эксперимент проходил с 1985 по 2009 гг. в средних общеобразовательных учебных заведениях Саратова и области, Магнитогорска, Великого Новгорода и области, Уфы и ряда районов Башкортостана, С.-Петербурга, Нальчика, Рязани, Алматы и других регионов. Он охватил около 5000 учащихся (не считая контрольных классов). Этапы эксперимента: констатирующий, поисковый, формирующий, внедрение результатов исследования в практику обучения. Полученные в ходе экспериментального исследования данные, подвергались качественному и количественному анализу.

В процессе количественной обработки результатов исследования применялись компонентный анализ, вычисление средних оценок по каждому компоненту и их статистическая обработка (К.А. Краснянская, М.И. Грабарь, Дж. Гласс, Дж. Стенли, А.В. Усова). Для определения сформированности систем фундаментальных математических понятий применялась уровневая методика оценки; были разработаны и использованы коэффициенты обобщенности, системности, функциональности.

Коэффициенты обобщенности использовались для характеристики усвоения учащимися сущностных признаков понятий, сводимых к генетически исходному всеобщему отношению. В тех случаях, когда учитывались взаимосвязи между понятиями, этот коэффициент служил и коэффициентом системности. Они определялись как частное от деления общей суммы признаков или связей (l), характеризующих понятие (по всей выборке работ), на произведение максимального числа признаков (m) и общего количества проанализированных ответов (n):

Коэффициенты функциональности применялись как показатели полноты реализации функций теоретических знаний учащихся и определялись по формуле , где h – общая сумма функций, использованных во всех проанализированных ответах учащихся, f – максимальное число функций знаний, которые могли найти применение для решения определенных типов конкретно-практических задач, а впоследствии и решения учебной задачи.

Формирующий эксперимент имел целью - преобразование педагогического процесса в соотнесении с концепцией исследования; определение эффективности предлагаемой методики, которая заключалась в следующем:

1. Введение учащихся в ситуацию учебной задачи, где формирование понятий и их систем (подсистем) осуществляется по типу теоретического обобщения.

2. Выделение в формировании понятий и соответствующих им приемов учебно-познавательной деятельности двух уровней: гносеологического и генетического, а на каждом из уровней определенных этапов.

3. Формирование контрольно-оценочной деятельности.

Учителя, принимавшие участие в эксперименте были подробно ознакомлены с его идеями, целями, задачами и снабжены всеми необходимыми учебными материалами.

В диссертации подробно раскрыты выделенные нами системы фундаментальных понятий.

При формировании каждой из систем понятий прослеживалась общая теоретическая основа, позволяющая учащимся видеть, выделять и устанавливать содержательные и процессуальные связи между понятиями не только одной системы, но и других систем. Адекватными формами выражения теоретических знаний служили: знаковые модели (обобщающие таблицы, учебные карты, логические модели, опорные конспекты, тетради с печатной основой и др.); математический язык (терминология, символика, выполняемые функции), что в конечном итоге способствовало воссозданию в сознании учащихся абстрактно-общих инвариантов систем фундаментальных понятий.

При формировании систем понятий большое внимание уделялось: 1) раскрытию механизмов процесса решения, доказательства, исследования различных видов уравнений и неравенств, исследования свойств функций с помощью различных научных теорий; 2) исследованию процессов действительности и современного производства с помощью различных научных теорий; 3) конструированию различных математических понятий; 4) конструированию различных математических моделей и их исследованию.

Уже на начальном этапе формирования фундаментальных математических понятий «уравнение», «тождество», «линейное уравнение», «функция», «линейная функция» (7 кл.) были получены высокие результаты . Важным показателем системности является усвоение взаимосвязи понятий и математических закономерностей. Выделить существенные признаки понятий и установить связь между ними смогли 90% учащихся экспериментальных классов и 14-15% учащихся контрольных классов; исследовать процессы действительности и современного производства с помощью линейных уравнений и линейной функции соответственно смогли 77 % и 18% этих групп. Для значительного большинства учащихся контрольных классов (70-75%) оказалось сложным установление связей между признаками понятий; связей между понятиями; моделирование процессов действительности. Мы считаем, что здесь проявилось влияние сложившегося традиционного подхода к одностороннему, линейному восприятию учебного материала, что затрудняло деятельность учащихся по осуществлению разностороннего подхода к изучаемым математическим понятиям.

При изучении курса алгебры в 7-8-ых классах главное внимание уделялось усвоению инвариантов систем понятий «Уравнения и неравенства» и «Функции, уравнения, неравенства». Учащиеся экспериментальных классов постоянно осуществляли содержательное сравнение, моделирование, прогнозирование, что в свою очередь обеспечивало условия для установления содержательных и процессуальных связей между понятиями. Наряду с компонентным анализом определялись коэффициенты обобщенности, системности, функциональности формируемых знаний (таблица 1).

Таблица 1

Определение коэффициентов обобщенности знаний (8 кл.)

Группа школ

Контрольные классы

Экспериментальные классы

Общее число работ

120

115

1. Установить существенные признаки понятий и их связь:

а) квадратное уравнение;

б) дробно-рациональное уравнение;

в) неравенство, содержащее переменную под знаком модуля

38

25

18

90

110

110

Общая сумма правильных ответов

81

310

Среднее число параметров правильно раскрытых в одной работе

0,6750

2,6957

Значение коэффициента обобщенности знаний

0,2250

0,8986

2. Выполнить доказательство неравенств с применением методов:

а) по определению неравенства на аналитическом языке; б) синтетический метод; в) геометрический метод; г) метод от противного

41

10

5

7

95

90

75

110

Общая сумма правильно выполненных операций

63

370

Среднее число параметров правильно раскрытых в одной работе

0,5250

3,2174

Значение коэффициента обобщенности знаний

0,1313

0,8043

3. Выполнить решение неравенств, содержащих переменную под знаком модуля

13

96

Общая сумма правильно раскрытых операций

13

96

Значение коэффициента обобщенности знаний

0,1083

0,8348

Образованные системы понятий продолжают свое дальнейшее развитие, совершенствование, углубление в курсе математики 9-10-ых классов. Направления, по которым идет развитие систем: расширение объема данных систем: включение математических фактов (новых видов уравнений, неравенств, функций, методов их решения, доказательства, исследования); установление новых связей, зависимостей, закономерностей между математическими объектами.

В целях проверки результативности формируемых систем понятий в конце курса алгебры 9-го класса были проведены контрольные работы. Представим одну из выборок (таблица 2).

Таблица 2

Результаты количественного анализа ответов учащихся9-10-ых классов

Группа школ

Контрольные

Экспериментальные

Всего ответов

345

352

Элементы характеристик

1. Выделение существенных признаков понятий и установление связей между ними:

а) линейная функция;

б) квадратичная функция;

в) квадратное уравнение

0,5762

0,5112

0,4718

0,9855

0,9536

0,9621

2. Конструирование решений:

а) квадратных уравнений;

б) квадратичных неравенств;

в) дробно-рациональных неравенств

0,7512

0,6215

0,5510

0,9931

0,9518

0,9713

3. Конструирование систем неравенств с одной переменной по заданному множеству решений (если известны один, два параметра)

0,1681

0,7102

4. Исследование значений аналитических выражений на всей области определения или на ее части

0,0319

0,9405

5. Аналитическое исследование свойств функций:

а) квадратичной

б) дробно-рациональных:

0,3136

0,1812

0,9047

0,8625

6. Моделирование процессов действительности и современного про­изводства с помощью аппарата уравнений, неравенств, функций

0,2754

0,7214

7. Конструирование прикладных задач и их решение по заданным математическим моделям

0,1217

0,8795

8. Конструирование квадратичных неравенств по заданному множеству решений

0,3129

0,8513

Из представленных в таблице 2 результатов видно, что преимущество имеют учащиеся, обучавшиеся по экспериментальной методике. Учащиеся контрольных классов испытывали серьезные затруднения по: 1) доказательству неравенств; 2) аналитическому исследованию свойств функций; 3) конструированию математических объектов; 4) моделированию процессов действительности.

Коэффициенты обобщенности и функциональности в экспериментальных и контрольных классах в разные периоды времени были следующими:

В курсе алгебры и начал анализа 10-11-ых классов рассматриваемые системы понятий получают возможность дальнейшего формирования и интеграции по следующим направлениям: углубление содержания; расширение объема; выявление новых зависимостей и закономерностей.

Учащиеся экспериментальных классов в разные периоды обучения проявляли сформированность таких качеств знаний, как прочность, гибкость, осознанность, так как могли при полной самостоятельности: а) выделять существенные признаки понятий и устанавливать связи между ними; б) раскрывать процессы решения и конструирования различных видов уравнений, неравенств и их систем; в) раскрывать процессы доказательства тождеств, неравенств, исследования свойств функций с помощью различных научных теорий; г) выполнять решение и конструирование классов прикладных задач с помощью различных научных теорий. Подтверждением этому являются результаты:

На завершающих этапах обучения (11 кл.) нами проводились уроки обобщения и систематизации, на которых осуществлялось установление содержательных и процессуальных связей между фундаментальными понятиями и их системами. Отдельные из полученных результатов представлены в таблице 3.

Таблица 3

Установление содержательных и процессуальных связей между фундаментальными понятиями школьного курса математики и их системами

Раскрытие взаимосвязи

F

t

1. Выделение существенных признаков понятий и установление связей между ними:

а) функция

0,9564

0,6481

0,0231

0,0695

8,391

4,172

б) линейная функция

0,9712

0,6667

0,0287

0,0686

5,712

6,200

в) квадратное уравнение

0,9513

0,6710

0,0291

0,0721

8,153

3,125

г) квадратичная функция

0,9825

0,6410

0,0214

0,0812

9,552

7,24

д) логарифмическое неравенство

0,9531

0,7418

0,0201

0,0725

3,681

6,530

2. Исследование функций: дробно–рациональных, показательной, логарифмической, тригонометрических:

а) с помощью аппарата уравнений и неравенств

0,9274

0,1115

0,0197

0,0547

13,04

8,920

б) с помощью аппарата производной с подробным обоснованием всех выполняемых операций

0,9561

0,6582

0,228

0,0654

8,422

3,129

3. Выполнение доказательства неравенств:

а) алгебраических

0,8641

0,3667

0,0481

0,0892

5,431

2,291

б) тригонометрических с подробным выделением используемых методов и приемов доказательства, в частности, с применением аппарата дифференциального исчисления

0,8237

0,2113

0,0241

0,0831

6,983

2,129

4. Конструирование решений сложных тригонометрических уравнений и неравенств

с выделением используемых теоретических фактов, ведущей идеи процесса решения

0,7290

0,2290

0,0440

0,0924

3,102

0,072

5. Осуществление исследования процессов действительности и современного производства с четким выделением этапов:

0,8932

0,1914

0,0253

0,0731

7,910

5,212

а) построение математической модели

б) исследование математической модели с помощью одной из научных теорий

в) критическое осмысление полученных результатов

6. Конструирование:

0,9213

0,4421

0,0435

0,0721

2,723

0,052

а) неравенств по заданному множеству решений

б) функций по заданным условиям

7. Конструирование прикладных задач по заданным математическим моделям и выполнение их решения

0,8841

0,2413

0,0295

0,0671

3,72

9,127

Статистические данные, представленные в таблице 3 свидетельствуют, что все средние оценки учащихся, обучавшихся по экспериментальной методике, выше оценок контрольной группы. Значения рассматриваемых параметров свидетельствуют, что выборки можно сравнивать между собой и делать соответствующие выводы.

Для заключительного обобщения были характерны особенности: сведение сформированных знаний к единым теоретическим основаниям. С этой целью проверялась сформированность у обучаемых следующих учебных умений: 1) установление содержательных и процессуальных связей между понятиями систем; 2) установление границ применимости имеющихся в распоряжении теоретических знаний и способов действий; 3) осуществление научно-мировоззренческого и методологического осмысления теоретических знаний.

Результаты статистической обработки ответов учащихся экспериментальных и контрольных классов в разные периоды времени были следующими:

В целом учащиеся экспериментальных классов показали высокий уровень сформированности теоретических знаний. 91,1-94,4% учащихся могли применять знания в различных учебных ситуациях, что свидетельствует, во-первых, об успешном решении учебных задач и сформированности в их ситуациях систем фундаментальных математических понятий; во-вторых, об эффективности разработанной нами концепции, которая сочетает в себе системный и деятельностный подходы.

Таким образом, в ходе исследования были решены его основные задачи, получены теоретические и экспериментальные данные, подтверждающие выдвинутую гипотезу, что позволило сделать обобщающие выводы:

1. Выполненное педагогическое исследование имеет теоретико-экспериментальный характер. На основе глубокого и всестороннего анализа было установлено несоответствие между требованиями общества к развитию личности и уровнем образования в современной школе. По-прежнему все теоретические знания изучаются рядоположенно. Такой подход дает положительный эффект лишь в усвоении многих частных понятий и не способствует формированию целостных систем понятий. Низкий уровень системности, обобщенности и функциональности фундаментальных математических понятий обусловил постановку вопроса о повышении качества их изучения, о необходимости интеграции в теоретические системы понятий.

2. Многоаспектная, полифункциональная и деятельностная природа фундаментальных математических понятий потребовала пересмотра механизмов их образования, дальнейшего развития и интеграции в процессе обучения. В этой связи представлена логико-гносеологическая характеристика фундаментальных математических понятий, определена их природа, выделены функции, механизмы образования, развития и интеграции систем фундаментальных понятий.

3. В диссертации разработаны теоретические основы формирования систем понятий, отражающие метод восхождения от абстрактного к конкретному, направленные на развитие творческого мышления и усиления содержательного обобщения, активности понятийно-теоретической деятельности учащихся, повышение функциональности теоретических знаний в процессе обучения математике.

4. Разработана методология локального структурирования систем фундаментальных понятий школьного курса математики. На основе предложенной классификации понятий, принципов их отбора, теоретико-методологического и системно-структурного анализов, определены сущность и задачи локального структурирования. Результатом локального структурирования было четкое определение состава, структуры и содержания теоретических систем понятий: «Уравнения и неравенства», «Функции, уравнения, неравенства», «Функции и их исследование с помощью различных научных теорий», «Функции, производная, интеграл». Сконструированы содержательно-логические модели, являющиеся ориентирами для организации изучения этих знаний, управления познавательной деятельностью учащихся и отвечающие критериям: научности, изоморфизма, системности, проблемности, наглядности.

5. На основе целостного понимания процесса обучения и выявленных  путей совершенствования процесса формирования систем понятий (структурирование понятийного содержания; повышения роли и эвристичности знаков языка науки; формирование понятий с целью использования интегративных и эвристических функций; развития и активизации понятийно-теоретической деятельности), нами была разработана принципиально новая концепция продуктивного формирования систем фундаментальных математических понятий, реализующая в единстве системный и деятельностный подходы. На основе данной концепции были реализованы ведущие функции фундаментальных понятий: объяснительная, систематизирующая, обобщающая, развивающая, эвристическая, прогностическая, а также сформированы системы фундаментальных математических понятий, которые впоследствии на основе теоретического анализа, синтеза, сравнения, обобщения и моделирования были сведены в единую теоретическую систему знаний.

6. В диссертации определены и раскрыты принципы отбора математических задач (алгоритмические, полуалгоритмические, полуэвристические, эвристические), предназначенные для включения учащихся в активную понятийно-теоретическую деятельность по формированию фундаментальных понятий и их систем.

7. Выполненное теоретико-экспериментальное исследование показало эффективность разработанной концепции по формированию теоретических систем понятий. Внедрение результатов исследования в практику работы общеобразовательных школ открывает новые направления и перспективы в плане образования, воспитания и развития личности обучаемых.

8. Подтверждена гипотеза исследования относительно того, что целенаправленное формирование фундаментальных математических понятий и их систем в рамках системного и деятельностного подходов, служащих альтернативой индуктивно-эмпирическому подходу и оптимизирующим фактором в плане формирования личности новой формации, способной к активному и творческому овладению знаниями через специально организованный педагогический процесс, определяемый совокупностью педагогических условий: разработка концепции продуктивного формирования теоретических систем понятий; создание прогностической модели целостного процесса формирования понятий и их систем, учитывающей их логико-познавательную природу, закономерности возникновения, развития, интеграции; реализация психолого-дидактических принципов развивающего обучения в образовательном процессе; получение высоких результатов, так как 91,1-94,4% учащихся могли применять полученные знания в различных учебных ситуациях через длительный период времени.

9. Проведенное нами теоретико-экспериментальное исследование вносит определенный вклад в теорию и практику обучения, открывает широкие возможности для модернизации математического образования в образовательном пространстве. Выполненное исследование не исчерпывает всего круга проблем, связанных с реализацией процесса формирования математических понятий и их систем. Исследование в большей мере предполагает теоретико-методологические ориентиры для дальнейших исследований в области дидактики, теории и методики обучения математике и других частных методик. В этой связи актуальной представляется следующая проблематика: реализация концепции продуктивного формирования систем понятий на материале других предметов, создание на основе разработанной концепции механизма его развития и внедрения в учебный процесс средних специальных и высших учебных заведений.

Материалы диссертационного исследования изложены в 147 публикациях, в т.ч., монография, 24 (учебно-методические пособия, учебные программы, методические рекомендации), 84 статьи, 38 тезисов, общим объемом свыше 150 печатных листов.

Основное содержание и результаты диссертационного исследования отражены в следующих публикациях автора.

Монографии

1. Токарева, Л. И. Формирование систем понятий при обучении математике [Текст] : монография / Л. И. Токарева ; Башк. гос. пед. ун-т им. М. Акмуллы. – Уфа, 2008. – 392 с. (24 п. л.).

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для публикации результатов докторских исследований

2. Токарева, Л. И. К вопросу о выполнении методического анализа школьных математических задач [Текст] / Л. И. Токарева // Математика в школе. – 1991. – № 3. – С. 39-42. (0,6 п. л.).

3. Токарева, Л. И. Формирование систем математических понятий в концепции системно-деятельностного подхода [Текст] / Л. И. Токарева // Вестник Челяб. гос. пед. ун-та. Серия 2, Педагогика. Психология. Методика преподавания. – 2005. – № 9. – С. 185-192. (1 п. л.).

4. Токарева, Л. И. Этапы в деятельности учителя математики по формированию теоретических систем знаний школьников [Текст] / Л. И. Токарева // Вестник Поморского ун-та. Серия : Физиологические и психолого-педагогические науки. – 2004. – № 2(6). – С. 63-71. (0,9 п. л.).

5. Токарева, Л. И. Концепция продуктивного функционирования математических понятий и их систем в современном обучении [Текст] / Л. И. Токарева // Вестник Челябинского гос. пед. ун-та. Серия 2, Педагогика. Психология. Методика преподавания. – 2005. – № 10. – С. 287-299. (1,3 п. л.).

6. Токарева, Л. И. Формирование теоретических систем понятий в условиях развивающего обучения (на материале математики) [Текст] / Л. И. Токарева // Вестник Костромского гос. ун-та им. Н. А. Некрасова. Серия  : Психологические науки. Акмеология образования. – 2005. – Т. 11, № 4. – С. 23-28. (0,9 п. л.).

7. Токарева, Л. И. Методология формирования фундаментальных понятий и их систем в обучении математике [Текст] / Л. И. Токарева // Вестник Поморского университета. Серия : Физиологические и психолого-педагогические науки. – 2006. – № 1(9). – С. 132-137. (0,85 п. л.).

8. Токарева, Л. И. Модели содержания систем понятий – как ориентиры организации процесса обучения математике [Текст] / Л. И. Токарева // Наука и школа. – 2008. – № 3. – С. 33-36. (0,5 п. л.).

9. Токарева, Л. И. Формирование теоретических систем понятий у учащихся общеобразовательных школ [Текст] / Л. И. Токарева // Наука и школа. – 2008. – № 4. – С. 21-23. (0,5 п. л.).

10. Токарева, Л. И. Содержание современного школьного математического образования [Текст] / Л. И. Токарева // Вестник МГУ им. М. В. Ломоносова. Серия 20, Педагогическое образование. – 2008. – № 3. – С. 45-54. (1 п. л.).

11. Токарева, Л. И. Моделирование понятий и их систем в школьном курсе [Текст] / Л. И. Токарева // Вестник Московского государственного областного университета. Сер. Педагогика. – 2008. – № 3. – С. 185-190. (0,7 п. л.).

12. Токарева, Л. И. Модели целостного процесса формирования понятий и их систем в современном обучении [Текст] / Л. И. Токарева // Вестник Тамбовского университета. Серия : Гуманитарные науки. – Тамбов, 2008. – Вып. 12 (68). – С. 113-122. (1,3 п. л.).

13. Токарева, Л. И. Теоретические основы формирования фундаментальных понятий и их систем в современном обучении [Текст] / Л. И. Токарева // Вестник МГУ им. М. В. Ломоносова. Серия 20, Педагогическое образование. – 2009. – № 4. – С. 25-34. (1 п. л.).

Учебные, учебно-методические пособия, методические рекомендации, учебные программы

  1. Токарева, Л. И. Методика формирования учебных действий в ситуациях решения учебных задач при изучении темы «Неравенства» в 7 классе [Текст] : (метод. рек. для учителей мат. сред. шк.)  / авт.-сост. Л. И. Токарева ; Магнитогор. гос. пед. ин-т. – Магнитогорск, 1988. – 48 с. : ил. (3 п. л.).
  2. Токарева, Л. И. Формирование приемов учебно-познавательной деятельности студентов в их научно-методической подготовке [Текст] : учебная программа и метод. реком. для студентов 4-5 курсов педвузов. Ч. 1 / Л. И. Токарева ; Башк. гос. пед. ин-т. – Уфа, 1990. – 54 с. (3,4 п. л.).
  3. Токарева, Л. И. Формирование приемов учебно-познавательной деятельности студентов в их научно-методической подготовке [Текст] : учебная программа и метод. реком. для студентов 4-5 курсов педвузов. Ч. 2 / Л. И. Токарева ; Башк. гос. пед. ин-т. – Уфа, 1990. – 48 с. (3 п. л.).
  4. Токарева, Л. И. Формирование общелогических и специфических и контрольно-оценочных действий при изучении математики [Текст] : учебная программа и методические разработки по изучению отдельных разделов школьного курса математики для студентов 4-5 курсов педвузов. Ч. 1 / Л. И. Токарева ; Башк. гос. пед. ин-т. – Уфа, 1990. – 50 с. (3,1 п. л.).
  5. Токарева, Л. И. Формирование общелогических и специфических и контрольно-оценочных действий при изучении математики [Текст] : учебная программа и методические разработки по изучению отдельных разделов школьного курса математики для студентов 4-5 курсов педвузов. Ч. 2 / Л. И. Токарева ; Башк. гос. пед. ин-т. – Уфа, 1990. – 51 с. (3,2 п. л.).
  6. Токарева, Л. И. Оптимизация обучения математике в школах с малой наполняемостью классов [Текст] / Л. И. Токарева // Пути интенсификации процесса обучения в школах с малой наполняемостью классов: метод. реком. – Новгород : Изд-во НОИУУ, 1990. – С. 74-86. (0,81 п. л.).
  7. Токарева, Л. И. Формирование у учащихся исследовательских умений при изучении математики в средней школе. [Текст] / Л. И. Токарева // Пути совершенствования управления познавательной деятельностью и обучением учащихся : метод. рек. – Новгород : Изд-во НОИУУ, 1991. – С. 21-28. (0,5 п. л.).
  8. Токарева, Л. И. Формирование системы математических понятий при изучении темы «Первообразная и интеграл» в 11 классе на основе решения учебных задач [Текст] : метод. пособие для учителей математики ср. школ и студ. педвузов и ун-тов / Л. И. Токарева ; Башк. гос. пед. ин-т. – Уфа, 1991. – 124 с. (7,8 п. л.).
  9. Токарева, Л. И. Современные формы организации учебно-познавательной деятельности учащихся при изучении темы «Производная и ее применение» в 10 классе [Текст] : метод. пособие для учителей математики средних шк. и студ. педвузов и ун-тов. Ч. 1 / Л. И. Токарева ; Башк. гос. пед. ин-т. – Уфа, 1992. – 104 с. (6,5 п. л.).
  10. Токарева, Л. И. Современные формы организации учебно-познавательной деятельности учащихся при изучении темы «Производная и ее применение» в 10 классе [Текст] : метод. пособие для учителей математики средних шк. и студ. педвузов и ун-тов. Ч. 2 / Л. И. Токарева ; Башк. гос. пед. ин-т. – Уфа, 1992. – 91 с. (5,7 п. л.).
  11. Токарева, Л. И. Формирование учебно-познавательной деятельности у учащихся при изучении темы «Тригонометрические функции, уравнения и неравенства» в 10 классе [Текст] : метод. пособие для учителей математики средних шк. и студ. педвузов и ун-тов. Ч. 1 / Л. И. Токарева ; Башк. гос. пед. ин-т. – Уфа, 1993. – 100 с. (6,3 п. л.).
  12. Токарева, Л. И. Формирование учебно-познавательной деятельности у учащихся при изучении темы «Тригонометрические функции, уравнения и неравенства» в 10 классе [Текст] :  метод. пособие для учителей математики средних шк. и студ. педвузов и ун-тов. Ч. 2 / Л. И. Токарева ; Башк. гос. пед. ин-т. – Уфа, 1993. – 86 с. (5,4 п. л.).
  13. Токарева, Л.И. Изучение неравенств в средней школе [Текст] : метод. рек. для учителей математики средних шк. / Л. И. Токарева // Математика.  – 1998. – № 18. – С. 2-5. (1 п. л.).
  14. Токарева, Л. И. Формирование системы понятий «Функции, производная, интеграл» [Текст] : метод. рек. для учителей математики средних шк. / Л. И. Токарева // Математика. – 2000. – № 1. – С. 19-25. (1,7 п. л.).
  15. Токарева, Л. И. Формирование системы понятий «Функции, производная, интеграл» [Текст] : метод. рек. для учителей математики средних шк. / Л. И. Токарева // Математика. – 2000. – № 2. – С. 19-23. (1,5 п. л.).
  16. Токарева, Л. И. Формирование системы понятий «Функции, производная, интеграл» [Текст] : метод. рек. для учителей математики средних шк. / Л. И. Токарева // Математика. – 2001. – № 47. – С. 19-25. (1,7 п. л.).
  17. Токарева, Л. И. Тригонометрические неравенства в средней школе: роль, значение, применение [Текст] : метод. рек. для учителей математики средних шк. / Л. И. Токарева // Математика. – 2002. – № 44. – С. 22-32. (2 п. л.).
  18. Токарева, Л. И. Тригонометрические неравенства в средней школе: роль, значение, применение  [Текст] : метод. рек. для учителей математики средних шк. / Л. И. Токарева // Математика. – 2002. – № 47. – С. 31-38. (1,8 п. л.).
  19. Токарева, Л. И. Обобщение и систематизация знаний учащихся по изучению уравнений, неравенств, функций в 10-11 классах [Текст] : метод. рек. для учителей математики средних шк. / Л. И. Токарева // Математика. – 2003. – № 29. – С. 24-29. (1,5 п. л.).
  20. Токарева, Л. И. Обобщение и систематизация знаний учащихся по изучению уравнений, неравенств, функций в 10-11 классах [Текст] : метод. рек. для учителей математики средних шк. / Л. И. Токарева // Математика. – 2003. – № 31. – С. 15-21. (1,8 п. л.).
  21. Токарева, Л. И. Обобщение и систематизация знаний учащихся по изучению уравнений, неравенств, функций в 10-11 классах [Текст] : метод. рек. для учителей математики средних шк. / Л. И. Токарева // Математика. – 2003. – № 32. – С. 20-25. (1,5 п. л.).

Статьи в сборниках научных трудов и журналах

  1. Токарева, Л. И. Организация учебно-познавательной деятельности учащихся при изучении темы «Неравенства» в восьмилетней школе [Текст] / Л. И. Токарева // Воспитание учащихся при обучении математике : кн. для учителя : из опыта работы : сб. / сост. Л. Ф. Пичурин. – М. : Просвещение, 1987. – С. 157-166. (0,7 п. л.).
  2. Токарева, Л. И. Формирование приемов учебно-познавательной деятельности студентов в их научно-методической подготовке [Текст]  / Л. И. Токарева // Активизация учебного процесса в вузе : межвуз. сб. науч. тр. / Горьк. гос. пед. ин-т им. М. Горького. – Горький, 1989. – С. 76-93. (1,2 п. л.).
  3. Токарева, Л. И. Методические аспекты постановки учебных задач и решение их средствами учебных действий при изучении темы «Квадратичная функция» в 9 кл. [Текст] / Л. И. Токарева // Подготовка учителя математики в условиях реформы средней и высшей школы : сб. науч. ст. / Ульянов. гос. пед. ин-т им. И. Н. Ульянова. – Ульяновск, 1989. – С. 116-133. (1,1 п. л.).
  4. Токарева, Л. И. Оценочная и контрольно-корректирующая деятельность при изучении темы «Первообразная и интеграл» в 11 классе [Текст] / Л. И. Токарева // Научные понятия в современном учебном процессе школы и вуза : материалы XXI Междунар. науч. семинара / Челяб. гос. пед. ин-т. – Челябинск, 1993. – Т.2. –  С. 93-95. (0,3 п. л.).
  5. Токарева, Л. И. Теоретические основы разработки модели современного специалиста (учителя математики) в условиях непрерывного образования [Текст] / Л. И. Токарева // Вопросы непрерывного и двухуровневого педагогического образования : материалы респуб. научно-практ. конф. / Краснояр. гос. пед. ин-т. – Красноярск, 1993. – Ч. 2. – С. 150-153. (0,4 п. л.).
  6. Токарева, Л. И. Понятийно-теоретическая деятельность учащихся и студентов и ее активизация [Текст] / Л. И. Токарева // Альтернативные системы образования и обучения : материалы Междунар. научно-практ. конф. – Новгород ; СПб. : Изд-во Акад. наук высш. шк., 1994. – С. 33-35. (0,3 п. л.).
  7. Токарева, Л. И. Обучение учащихся приемам учебно-познавательной деятельности при изучении темы «Производная и ее применение» в 10 классе [Текст] / Л. И. Токарева // Сборник учебно-методических работ по естественно-математическим дисциплинам / Новгород. гос. ун-т им. Ярослава Мудрого. – Новгород, 1995. – С. 89-100. (0,9 п. л.).
  8. Токарева, Л. И. Структурирование и моделирование систем математических понятий [Текст] / Л. И. Токарева // Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов : материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Челяб. гос. пед. ин-т. – Челябинск, 1995. – Т. 2. – С. 34-37. (0,4 п. л.).
  9. Токарева, Л. И. Формирование теоретических обобщений при обучении математике в школе [Текст]  / Л. И. Токарева  // Теория и практика развивающего обучения : итоги и перспективы: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Башк. гос. пед. ин-т. – Уфа, 1995. – С. 133-135. (0,35 п. л.).
  10. Токарева, Л. И. Вопросы методологического осмысления сущности технологизации процесса обучения [Текст]  / Л. И. Токарева // Инновационные модели образовательных технологий и систем : материалы науч. конф. – СПб. : Изд-во Ин-та образования взрослых, 1998. – С. 20-23. (0,4 п. л.).
  11. Токарева, Л. И. Образование, развитие и применение математических понятий и их систем [Текст]  / Л. И. Токарева // Методология, теория и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов : материалы Всерос. науч.-практ. конф. / Челяб. гос. пед. ун-т. – Челябинск,  1998. – Т. 2. – С. 3-6. (0,4 п. л.).
  12. Токарева, Л. И. Деятельность учащихся в процессе интенсивного формирования теоретических систем знаний по математике [Текст]  / Л. И. Токарева // Математическое образование в инновационных учебных заведениях : сб. науч. ст. по материалам региональной науч.-практ. конф. / Поморский гос. ун-т им. М. В. Ломоносова. – Архангельск, 1999. – С. 43-46. (0,4 п. л.).
  13. Токарева, Л. И. Системно-деятельностный подход к разработке и внедрению новых технологий обучения [Текст]  / Л. И. Токарева // Акмеология и психодидактика высшей и средней школы: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Башк. гос. пед. ун-т. – Уфа,  2000. – С. 104-106. (0,4 п. л.).
  14. Токарева, Л. И. Методическая система формирования математических понятий и их систем у учащихся школ и студентов вузов [Текст] / Л. И. Токарева // Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов: материалы респ. науч.-практ. конф. / Челяб. гос. пед. ун-т. – Челябинск, 2000. – С. 200-203. (0,4 п. л.).
  15. Токарева, Л. И. Математическое моделирование экономических систем [Текст] / Л. И. Токарева // Математика. Экономика. Экология. Образование : материалы Х Междунар. конф. II Междунар. Симпозиум «Ряды Фурье и их применение» / Ростов. гос. ун-т. – Ростов н/Д, 2002. – С. 236-239. (0,4 п. л.).
  16. Токарева, Л. И. Познавательная деятельность учащихся в процессе формирования систем математических понятий [Текст] / Л. И. Токарева // Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов: материалы респуб. науч.-практ. конф. / Челяб. гос. пед. ун-т. – Челябинск, 2002. – Ч. 1. – С. 185-187. (0,3 п. л.).
  17. Токарева, Л. И. Построение модели целостного процесса формирования систем математических понятий [Текст] / Л. И. Токарева // Математика. Образование. Экология. Гендерные проблемы : сб. науч. ст. по материалам Междунар. конф., 26-30 мая. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 2003. – С. 147-154. (0,8 п. л.).
  18. Токарева, Л. И. Моделирование математических понятий и их систем [Текст] / Л. И. Токарева // Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов : материалы XII Всерос. науч.-практ. конф., 17-19 мая 2004 г. / Челяб. гос. пед. ун-т. – Челябинск, 2005. – Ч. 3. – С. 133-137. (0,5 п. л.).
  19. Токарева, Л. И. Формирование теоретических обобщений при обучении математике [Текст] / Л. И. Токарева // Математический Вестник педвузов и ун-тов Волго-Вятского региона / Вят. гос. гуманит. ун-т. – Киров, 2004. – Вып. 6. – С. 305-310. (0,5 п. л.).
  20. Токарева, Л. И. Способы и механизмы образования и развития математических понятий и их систем [Текст] / Л. И. Токарева // Актуальные проблемы подготовки будущего учителя математики: межвуз. сб. науч. тр. / Калуж. гос. пед. ун-т им. К. Э. Циолковского. – Калуга, 2004. – Вып. 6. – С. 79-84. (0,5 п. л.).
  21. Токарева, Л. И. Методологические вопросы содержания школьного математического образования [Текст] / Л. И. Токарева // Математика. Образование. Культура: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч. конф., 22-24 окт. 2003 г. / Тольят. гос. ун-т. – Тольятти, 2004. – Т. 1. – С. 92-97. (0,5 п. л.).
  22. Токарева, Л. И. Системно-деятельностный подход при обобщении и систематизации теоретических знаний в курсе математики средней школы [Текст] / Л. И. Токарева // Актуальные проблемы подготовки будущего учителя математики : межвузов. сб. науч. тр. / Калуж. гос. пед. ун-т им. К. Э. Циолковского. – Калуга, 2005. – Вып. 7. – С. 86-93. (0,6 п. л.).
  23. Токарева, Л. И. Деятельность учащихся в процессе интенсивного формирования теоретических систем знаний по математике [Текст] / Л. И. Токарева // Концепции математического образования: в 3-х ч. : сб. тр. по материалам II Междунар. науч. конф. «Математика. Образование. Культура», 1-3 ноября 2005 г. / Тольят. гос. ун-т. – Тольятти, 2005. – Ч. 2. – С. 148-152. (0,5 п. л.).
  24. Токарева, Л. И. Методические основы формирования систем понятий в обучении математике [Текст] / Л. И. Токарева // Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов вузов: материалы XII Междунар. науч.-практ. конф., 16-17 мая 2005 г. : в 3-х ч. / Челяб. гос. пед. ун-т. – Челябинск, 2005. – Ч. 3. – С. 122-125. (0,4 п. л.).
  25. Токарева, Л. И. Формирование научно-исследовательских умений у студентов университета – будущих учителей математики [Текст] / Л. И. Токарева // Актуальные проблемы подготовки будущего учителя математики : межвузов. сб. науч. тр. / Калуж. гос. пед. ун-т им. К. Э. Циолковского. – Калуга, 2006. – Вып. 8. – С. 145-153. (0,8 п. л.).
  26. Токарева, Л. И. Формирование научно-методических умений у будущих учителей математики в процессе изучения курсов по выбору [Текст] / Л. И. Токарева // Актуальные проблемы подготовки будущего учителя математики : межвузов. сб. науч. тр. / Калуж. гос. пед. ун-т им. К. Э. Циолковского. – Калуга, 2007. – Вып. 9. – С. 127-139. (0,8 п. л.).
  27. Токарева, Л. И. Оптимальные модели содержания систем фундаментальных понятий в развивающем обучении математике [Текст] / Л. И. Токарева // Математический Вестник педвузов и ун-тов Волго-Вятского региона / Вят. гос. гуманит. ун-т. – Киров, 2008. – Вып. 10. – С. 331-343. (0,9 п. л.).
  28. Токарева, Л. И. Математиеский язык – средство познания в обучении математике [Текст] / Л. И. Токарева // Математический Вестник педвузов и ун-тов Волго-Вятского региона / Вят. гос. гуманит. ун-т. – Киров,  2009. – Вып. 11. – С. 326-334. (0,8 п. л.)
  29. Tokarewa, L. I. Praga nauczygciela matematyki nad ksztaftowaniem tworczego myslenia uczniow / L. I. Tokarewa // Kwartalnik Pedagogiczny / Uniwersytet Warszawsk. –  Warszawa, 1999. – Rok XXXIV. – S.117-126. (1,3 p. s.).





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.