Формирование профессиональных компетенций студентов через решение математических задач прикладного содержания

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ ЧЕРЕЗ РЕШЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПРИКЛАДНОГО СОДЕРЖАНИЯ

КГУ «Карагандинский агротехнический колледж»

ПРОНИНА НАДЕЖДА НИКОЛАЕВНА

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ МАТЕМАТИКИ ПЕРВОЙ КАТЕГОРИИ

«Не снабжайте детей готовыми формулами, формулы – пустота, обогатите их образами и картинками, на которых видны связующие нити. Не отягощайте детей мертвым грузом фактов, обучите их приемам и способам, которые помогут им постигать. Не судите о способностях по легкости усвоения. Успешнее и дальше идет тот, кто мучительно преодолевает себя и препятствия. Любовь к познанию – вот главное мерило».

 Антуан де Сент-Экзюпери

Представьте себе, что математику однажды задали вопрос: «Какие математические задачи особенно важны?» Что ответит математик? Наверное, он подумает, а потом скажет: «Очень много задач ставит жизнь перед математикой, и они настолько разнообразны, что вряд ли можно придумать что-либо разнообразнее. Есть среди задач простые, есть и очень трудные. Некоторые из них можно назвать безделушками, другие же настолько серьёзные, что от их решения зависит человеческое благополучие. Одни задачи светят как светлячки, а другие горят как яркие звёзды. Очень богат и разнообразен мир задач. Красота, богатство и разнообразие его постоянно растут. Современная жизнь, в которой научно – технический прогресс является определяющим фактором в развитии производства, выдвигает перед математикой новые задачи и без решения многих из них невозможно наше движение вперёд». Выделить из всех задач наиболее важные трудно. Нет таких весов, на которых можно было бы взвесить важность математических задач. Однако некоторые группы всё же можно признать особо важными  как для самой математики, так и для её приложений.

Кроме того, изменения, происходящие в последние годы в жизни страны и всего мирового сообщества, динамичное развитие науки и техники, информационных технологий ставят перед нами новые задачи. Они определены в национальном проекте «Казахстан 2050». В связи с этим возникает вопрос: «Как усилить мотивацию изучения математики? Как абстрактную дисциплину связать с  будущей профессией студентов колледжа.

Математика в эпоху современной научно-технической революции проникла в самые различные области науки, техники и производства, поэтому вопросы совершенствования математического образования во всех типах учебных заведений, в том числе и в колледжах, должны найти свое отражение, как в содержании курса математики, так и в методике его преподавания.

Учитывая большую загруженность студентов колледжей (кроме общеобразовательных предметов изучаются предметы профессионально-технического профиля), повышение качества математической подготовки целесообразнее осуществлять в рамках учебного времени. Для этого нужно так построить преподавание математики в колледже, чтобы в учебное время иметь возможность раскрыть прикладное значение математики для будущей профессии студентов.

Не так важно учить детей, как важно создать ситуацию, в которой студент просто не мог бы не учиться сам и делал бы это с удовольствием, а  активная мыслительная и практическая деятельность обучаемых в учебном процессе - важный фактор повышения эффективности усвоения и практического освоения изучаемого материала.

Анализирую календарно-тематические планы по математике можно увидеть, что курс математики не ориентирован на профессии повара, автомеханика, тракториста, газоэлектросварщика. Практически весь учебный материал изучается в отрыве от специальных дисциплин студентов. На уроках математики решаются задачи, которые далеки от профессиональных интересов студентов колледжей. Занятия математики ведутся по учебникам, предназначенным для учеников 10 и 11 классов общеобразовательных средних школ, в которых содержание задач не отражают прикладную направленность математики, содержание многих из них малоудовлетворительное для специальностей колледжа. Это означает, что разработка таких профессионально-ориентированных задач и методики обучения их решению для внедрения в практику преподавания математики в колледжах является первостепенной задачей. Поэтому возникает необходимость совершенствования задачного материала, рационального отбора и составления прикладных математических задач, ориентированных на будущую профессию студентов колледжа.

Использование на уроках задач связанных с будущей профессиональной деятельностью вызывает интерес у студентов, повышает мотивацию к обучению математики, методика преподавания оказывается доступной для большинства студентов.

В связи с этим, важнейшей задачей колледжа является преподавание дисциплин, в том числе и математики, на основе активизации творческой деятельности студентов с учётом профессиональной направленности. Всё это заставляет преподавателя не только изучать программные разделы, но и учить применять полученные знания при изучении специальных дисциплин.

Приведу конкретные примеры из опыта своей работы в данном направлении. Решая профессионально - ориентированные задачи, учу студентов мыслить, потому что в таких задачах известна цель, а комплекс необходимых условий и средств решения студент устанавливает самостоятельно.

В процессе решения задач с профессиональной направленностью подросток проходит путь, аналогичный тому, который соответствует процессу математического моделирования: создание математической модели по содержанию задачи, решение задачи внутри модели средствами математики. На данном пути формируются умения перехода от конкретного к абстрактному и наоборот, а также умения решать задачи.

Следует также отметить, что задачи практической направленности помогают изучение курса математики сделать понятнее, доступнее, способствуют преодолению формализма в приобретении знаний, развивают умение замечать математические закономерности в окружающем нас мире. Осознание роли данной дисциплины в будущей профессии заключается в том, что студенты учатся распознавать то или иное математическое понятие в различных ситуациях, формируют навыки работы с различными таблицами,  учебной и справочной литературой.

Приведу  несколько конкретных примеров.

Студенты, обучающиеся по специальности «Техническое обслуживание и ремонт автомобиля»,  решают, например, такие задачи:

1. В штате гаража работают 54 водителя, причём все в дневные часы. Сколько свободных дней может иметь каждый водитель в месяц (30 дней), если ежедневно 25% автомашин, из имеющихся 60-ти, остаются в гараже для профилактического ремонта?

2. Из резервуара с керосином отлили вначале 2/5, а потом 1/3 всего керосина и после этого в резервуаре осталось 8 тонн керосина. Сколько керосина было в резервуаре первоначально?

3. 15 л бензина весят 12,3 кг. Сколько весят 35 л бензина?

Студентам-поварам предлагаю следующие задачи:

1. Влажность грибов, принесенных из леса, 99%. Через некоторое время их влажность уменьшилась до 98%. Как уменьшится их масса?

2. Фрукты при сушке теряют 82% своего веса. Сколько надо взять свежих фруктов, чтобы получить 36 кг сушеных?

3. Сахарная свекла при переработке ее в сахар теряет 85% своего веса. Сколько надо взять свеклы, чтобы получить 360 кг сахара?

4. Мясо теряет при варке 35% своего веса. Сколько нужно взять сырого мяса, чтобы получить 520 г вареного?

Очень важно показать студентам  применение знаний математического анализа в повседневной жизни. Делаю это на примере следующих задач:

1). Прямоугольный участок земли в 10000 м² нужно огородить вдоль всей границы штакетником. Как выбрать размеры участка, чтобы израсходовать наименьшее количество штакетника?

2). Требуется осветить гаражный комплекс. На какую высоту требуется установить светильник, чтобы осветить участок радиусом 150 метров.

3). Окно имеет форму прямоугольника, завершённого полукругом; периметр фигуры окна равен 6 м. Каковы должны быть его размеры, чтобы оно пропускало максимум света?

4). Из круглого бревна диаметром d нужно вырезать балку одинакового по всей длине прямоугольного сечения. Зная, что сопротивление на сжатие пропорционально площади сечения, определить, каковы должны быть стороны прямоугольного сечения, чтобы сопротивление на сжатие было наибольшим?

5). Цену товара повысили на 20%, а затем через некоторое время новую цену понизили на 20%. Изменилась ли цена товара? Если да, то насколько процентов?

На минутке отдыха на уроке математики студентам можно предложить следующие задания: вытяните правую руку перед собой параллельно столу и поверните ее по часовой стрелке на 720 градусов, теперь вытяните левую руку перпендикулярно поверхности стола и поверните ее влево на 90 градусов и вправо на 45 градусов, опустите голову вниз и поверните ее против движения часовой стрелки на 1080 градусов.

Анализируя контрольные и самостоятельные работы обучаемых прихожу к выводу, что студенты имеют еще не высокий уровень знаний по математике, а также недостаточный интерес к этому предмету, студенты затрудняются в решении задач прикладного характера, что говорит об отсутствии у них достаточных умений и навыков в применении математических знаний к решению задач, а также студенты в должной степени не осознают значения знаний по математике для овладения профессиональными компетенциями.

Все вышесказанное позволяет говорить о необходимости целенаправленной работы преподавателей математики колледжей по повышению уровня математических знаний и развития интереса к предмету, по актуализации знаний по математике в деле овладения профессией. Одним из путей осуществления профессиональной направленности обучения математике является использование на уроках математики задач с профессиональной направленностью и межпредметных задач. Задачи должны быть доступны для большинства студентов, вызывать профессиональный интерес, должны вовлекать их в процесс решения, тем самым повышать качество знаний по данному предмету и интерес к нему, способствовать более качественной подготовке выпускников аграрно-технического профиля.

Подбирая задачи профессиональной и практической направленности, ставлю перед собой цель: научить студентов ориентироваться в производственных процессах, видеть их отдельные элементы в функциональной связи и, если можно, раскрыть соотношения между ними. В связи с этим, необходимо отбирать такой практический материал, который поможет будущим специалистам лучше понимать математику как науку, формировать у них умение применять математические знания в производственном труде.

Список используемой литературы

1. Национальный проект «Образование»

2. Проект «Образование 2020»

3. Стандарт

4. Н.В. Богомолов. Практические занятия по математике: учебное пособие для Вузов. М. «Высшая школа», 1990

5. Т.Ф. Берёзкина. Задачник по общей электротехнике с основами электроники: учебное пособие для техникумов. М.  «Высшая школа», 1983

6. А.И. Аркуша. Техническая механика: учебник для машиностроительных специальностей техникумов. М. «Высшая школа», 1989