Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,686

КУРС «ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ» В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ МАТЕМАТИКИ И ИНФОРМАТИКИ

Самсонова С.А. 1
1 ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»
В статье рассмотрены особенности изучения практико-ориентированного курса «Основы математической обработки информации» будущими учителями математики и информатики. Цель освоения содержания данной дисциплины – формирование знаний основных методов математической обработки информации, приобретение навыков использования математического аппарата для обработки данных теоретического и экспериментального исследования при решении профессионально-направленных задач. Обоснована необходимость изучения курса с применением информационных технологий. Анализ требований ФГОС нового поколения к результатам освоения основных образовательных программ бакалавров направления «Педагогическое образование» позволил сформулировать требования к ожидаемым результатам обучения бакалавров в рамках курса «Основы математической обработки информации». В статье выделены общекультурные и профессиональные компетенции, формируемые у студентов в результате освоения данной дисциплины. Представлено содержание лабораторного практикума, выполняемого в рамках дисциплины на базе MS Excel.
математическая обработка информации
информационные технологии
компетенции
1. Глотова М.Ю., Самохвалова Е.А. Математическая обработка информации. учебник и практикум для бакалавров / М.Ю. Глотова, Е.А. Самохвалова. – М.: Издательство Юрайт, 2015. – 344 с.
2. Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие образования» на 2013-2020 годы: утв. постановлением Правительства РФ от 15.04.2014 № 295. – URL: http://минобрнауки.рф/документы/4720 (дата обращения: 10.02.2016).
3. Приказ Минобрнауки РФ от 17.01.2011 № 46 «Об утверждении и введении в действие федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 050100 Педагогическое образование (квалификация (степень) «бакалавр»)». – URL: http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgos/5/20111207164014.pdf (дата обращения: 16.12.2015).
4. Приказ Минобрнауки РФ от 09.02.2016 № 91 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 44.03.05 педагогическое образование (с двумя профилями подготовки) (уровень бакалавриата). – URL: http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgosvob/440305.pdf (дата обращения: 03.04.2016).
5. Самсонова С.А. Обучение стохастике студентов университетов // Известия Южного федерального университета. Педагогические науки. – 2010. – № 12. – С. 201-206.
6. Самсонова С.А. Методическая система использования информационных технологий при обучении стохастике: Монография. – Архангельск: Поморский госуниверситет, 2004. – 249 с.
7. Самсонова С.А. Применение пакета Mathсad при обучении стохастике // Успехи современного естествознания. – 2006. – № 10 – С. 80-81.

На современном этапе развития общества, в условиях всеобщей информатизации, непрерывной смены повышаются требования к профессиональной подготовке будущего бакалавра, для которой в качестве основы для проектирования применяется компетентностный подход. Приоритетной целью учреждений высшего профессионального образования является подготовка профессионально-ориентированного и владеющего необходимыми компетенциями специалиста, уровень подготовки которого соответствует требованиям, предъявляемым к качеству и содержанию образования со стороны работодателя. Государственная программа РФ «Развитие образования» на 2013-2020 годы [2] указывает пути реализации компетентностного подхода в образовании, а одна из ее задач направлена на повышение эффективности реализации образовательных программ профессионального образования.

В исследованиях В.И. Байденко, В.А. Болотова, Э.Ф. Зеера, И.А. Зимней, В.А. Козырева, Н.В. Кузьминой, А.К. Марковой, Н.Ф. Радионовой, В.В. Серикова, В.А. Сластенина, Ю.Г. Татура, А.В. Хуторского и других ученых в отечественной науке определены основы теории компетентностного подхода (сущность, содержание и структура профессиональной компетентности), выявлены условия и разработаны технологические основы ее формирования.

Требования к результатам образования сформулированы в ФГОС ВПО (ВО) в виде компетенций, что указывает на необходимость реализации компетентностного подхода к обучению будущих бакалавров

Для направления подготовки 44.03.05 «Педагогическое образование» с двумя профилями образования целью освоения дисциплины «Основы математической обработки информации», исходя из компетентностной модели выпускника, его будущей профессиональной деятельности является: формирование знаний основных методов математической обработки информации, приобретение навыков использования математического аппарата для обработки данных теоретического и экспериментального исследования при решении профессионально-направленных задач как фундамента для развития универсальных профессиональных компетенций.

Изучение курса базируется на результатах обучения высшей математике, а также математике, информатике в процессе довузовского обучения. Успешное освоение данной дисциплины способствует формированию навыков качественной обработки экспериментальных данных при написании выпускной квалификационной работы.

Освоение дисциплины в соответствии с ФГОС высшего профессионального образования по направлению подготовки 050100 «Педагогическое образование» с двумя профилями образования (уровень бакалавр) [4] обеспечивает инструментарий формирования следующих общекультурных и профессиональных компетенций:

– способность использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);

– готовность использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, готов работать с компьютером как средством управления информацией (ОК-8);

– способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-9);

– готовность применять современные методики и технологии, методы диагностирования достижений обучающихся для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса (ПК-3);

– способность использовать в учебно-воспитательной деятельности основные методы научного исследования (ПК-13).

Согласно ФГОС высшего образования по направлению подготовки 44.03.05 «Педагогическое образование» с двумя профилями образования (уровень бакалавр) [4] выпускник должен обладать следующими компетенциями:

– способностью использовать естественнонаучные и математические знания для ориентирования в современном информационном пространстве (ОК-3);

– способностью использовать современные методы и технологии обучения и диагностики (ПК-2).

Анализ требований ФГОС нового поколения к результатам освоения основных образовательных программ бакалавров направления «Педагогическое образование» позволил сформулировать требования к ожидаемым результатам обучения бакалавров в рамках курса «Основы математической обработки информации».

В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

– основы современных технологий сбора, обработки и представления информации;

– методы математической статистики, используемые при планировании, проведении и обработке результатов педагогических экспериментов;

– современные пакеты прикладных программ, используемые для статистической обработки данных;

уметь:

– читать и представлять данные в различных видах (таблицы, графики, диаграммы и др.);

– применять методы и средства получения, хранения и переработки информации, в зависимости от целей и задач исследований в рамках профессиональной деятельности;

– анализировать результаты математической обработки данных, интерпретировать и оценивать их значимость;

– использовать современные информационно-коммуникационные технологии для сбора, обработки и анализа информации;

– обрабатывать числовую информацию при помощи электронных таблиц;

владеть:

– основными методами математической обработки информации;

– средствами математического моделирования и анализа информации с помощью электронных таблиц.

Этот перечень является открытым, при необходимости он может быть дополнен новыми требованиями, предъявляемыми к знаниям, умениям и навыкам будущих бакалавров.

Теоретический материал по дисциплине «Основы математической обработки информации» для будущих учителей математики и информатики, на наш взгляд, необходимо структурировать следующим образом:

1. Основные средства представления информации в математике (формулы, таблицы, графики и др.)

2. Теоретико-множественные основы математической обработки информации.

3. Применение логических законов при работе с информацией.

4. Комбинаторные задачи как средство обработки и интерпретации информации.

5. Элементы теории вероятностей.

6. Элементы математической статистики в обработке и интерпретации информации

7. Методы статистической обработки исследовательских данных.

Систематизации, закреплению и расширению теоретических знаний студента способствуют практические занятия по курсу в соответствии со следующей структурой и содержанием:

1. Построение таблиц, графиков и диаграмм на основе анализа информации.

2. Построение графиков функций. Интерпретация результатов исследования функции.

3. Уравнения и неравенства как математические модели.

4. Множество. Способы его задания. Операции над множествами.

5. Высказывания. Логика высказываний. Логические операции.

6. Связь между логическими операциями и операциями с множествами.

7. Основные формулы комбинаторики. Комбинаторные методы обработки информации

8. Случайные события. Случайные величины, их виды. Основные теоремы теории вероятностей.

9. Первичная обработка опытных данных. Гистограмма и полигон частот. Выборочные величины: средняя, математическое ожидание, дисперсия, среднее квадратическое отклонение.

Важнейшим элементом учебного процесса в вузе является лабораторный практикум, в котором гармонично сочетаются элементы теоретического исследования и практической работы. Более эффективному формированию у будущих специалистов информационно-коммуникационно-технологической компетентности будет способствовать выполнение в рамках дисциплины практикума на базе MS Excel в соответствии с последовательностью и содержанием лабораторных работ, представленных Глотовой М.Ю. и Самохваловой Е.А. [1]:

1. Основы работы с MS Excel. Ввод данных. Использование автозаполнения. Форматирование ячеек и их содержимого.

2. Создание таблицы и выполнение расчетов. Сортировка данных.

3. Фильтрация данных с использованием расширенного фильтра. Условное форматирование.

4. Построение диаграмм в MS Excel.

5. Логические функции (ЕСЛИ, И, ИЛИ). Совместное использование логических функций. Функции Дата и Время.

6. Подбор параметра и поиск решения.

7. Решение комбинаторных задач в MS Excel.

8. Решение вероятностных задач в MS Excel.

9. Статистическая обработка информации в MS Excel.

В ходе выполнения лабораторных работ студенты учатся обрабатывать и анализировать экспериментальные данные, сравнивать результаты эксперимента с теоретическими положениями, делать соответствующие выводы, строить графики и диаграммы, а также при необходимости грамотно работать со справочной литературой. В работах [5-7] нами описаны возможности применения компьютера при обучении студентов теории вероятностей и математической статистике.

Следует подчеркнуть, что использование компьютера при изучении дисциплины «Основы математической обработки информации» не заменяет традиционные средства обучения, а эффективно дополняет их и является лишь элементом системы различных средств обучения, направленной на рациональное применение информационных технологий.

Лабораторные работы по курсу проводятся в специализированных компьютерных классах с применением разработанных и дидактических материалов, в которых изложены необходимые методические рекомендации по изучению каждой темы и выполнению соответствующих заданий. Это позволяет каждому обучающемуся не только работать в своем индивидуальном темпе, но и дополнительно прорабатывать учебный материал во время самостоятельной работы. Материалы для самостоятельного изучения теоретического материала, подготовки к практическим занятиям и лабораторным работам, а также подготовки к итоговому собеседованию на зачете доступны студентам в печатном виде и электронном виде.

На лабораторных занятиях каждый студент получает индивидуальное задание, направленное на формирование требуемых компетенций. Особое внимание уделяется изучению и использованию различных методов математической обработки информации, широко распространенных при решении педагогических задач. При оценивании выполнения студентами заданий лабораторных работ используются следующие критерии: правильность выполнения; творческий подход; степень самостоятельности выполнения заданий; умение применить полученные знания в знакомой и измененной ситуации. Результаты обучения (уровень сформированности компетентностей) оцениваются в форме защиты лабораторных работ и на итоговом зачете в форме собеседования.

Изучение дисциплины «Основы математической обработки информации» создает благоприятные условия для эффективного обучения будущего бакалавра в информационно-образовательной среде, при этом у будущих бакалавров расширяются и углубляются фундаментальные и прикладные знания, развиваются интеллектуальные и творческие способности, вероятностное мышление, математическая и информационная культура, повышается интерес к проведению исследовательской работы.


Библиографическая ссылка

Самсонова С.А. КУРС «ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ» В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ МАТЕМАТИКИ И ИНФОРМАТИКИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 8-2. – С. 275-278;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=10020 (дата обращения: 20.06.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252