Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,431

ОДНО ИЗ РЕШЕНИЙ ПРОБЛЕМЫ МОТИВАЦИИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ К ИЗУЧЕНИЮ ПРЕДМЕТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ЦИКЛА

Алашеева Е.А. 1 Рогова Н.В. 1 Гранкин А.В. 1
1 Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
В данной работе приводится один из способов заинтересовать студентов в изучении математических предметов, углубить их интерес к предмету и замотивировать на его более детальное изучение. В начале статьи представляется основная проблема в изучении любого предмета: недостаточный интерес и отсутствие мотивации. Далее выделены основные цели и задачи, которые следует выполнить для решения проблемы. Это, во-первых, задача устранения проблемы отсутствия связи между непосредственно самими предметами математического цикла в сознании студентов. Во-вторых, задача устранения проблемы отсутствия связи между математическими предметами и специальными курсами. В-третьих, задача устранения проблемы отсутствия связи между математикой и окружающим миром. Далее в статье представлено одно из возможных решений поставленных задач: вовлечение студента в научную деятельность с учетом его личных интересов. Например, студенту нравится технический или экономический предмет, и, чтобы заинтересовать его в математике, ему следует помочь построить математическую модель, исходя из полученных им технических и математических знаний. Или студент ранее изучал углубленно математику в школе, и ему следует помочь поставить усложненную задачу. Если студент вообще не замотивирован на обучение, ему следует помочь осуществить связь математики с окружающей действительностью, посредством научного проектирования. Ниже в статье рассматриваются конкретные примеры, в каждом из которых поставленные задачи были решены. В конце статьи сделан вывод, что данный метод повышает мотивацию и интерес студента к изучению математики.
предмет математика
проблема мотивации
численные методы
студенческая научная работа
научная деятельность
1. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: БИНОМ, 2011. 636 с.
2. Вержбицкий В.М. Основы численных методов. М.: Высшая школа, 2005. 840 с.
3. Nikulina T.G., Alasheeva E.A., Agapovicheva A.S. Probability estimation of optical fiber attenuation in-creasing due to deformation of optical cable loose tube. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering 14. 2014. P. 95330T. DOI: 10.1117/12.2180717.
4. Красс М.С. Математика в экономике. Базовый курс. Учебник для бакалавров. М.: Юрайт, 2013. 471 с.
5. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы математической физики. М.:Альянс, 2016. 432 с.
6. Алашеева Е.А., Рогова Н.В., Туркина Н.Н. Применение разраженных технологий для поиска маршрута данной длины в графе // Международный научный студенческий вестник. 2018. № 2. С. 51. URL: http://eduherald.ru/ (дата обращения 15.02.2019).
7. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебное пособие для бакалавров. М.: Юрайт, 2013. 479 с.
8. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебник для прикладного бакалавриата. Люберцы: Юрайт, 2016. 479 с.

Любая работа трудна в выполнении без достаточной мотивации. Это относится и к процессу обучения. При рассмотрении проблематики отсутствия мотивации у студентов в процессе изучения предметов математического цикла можно выделить следующие задачи:

– укрепить в сознании студента связь математических дисциплин с другими предметами, предусмотренными образовательным стандартом по его специальности;

– дать прочувствовать связи непосредственно самих предметов математического цикла, а также мотивировать студента для более углубленного изучения предмета;

– помочь осуществить связь математики с окружающей действительностью, другими жизненными проблемами.

Одно из решений поставленных задач – это вовлечение студента в научную работу, в которой используется изученный в рамках предмета математического цикла материал. При написании научной статьи, тезисов доклада для студенческой конференции у учащегося возникает потребность в использовании дополнительной литературы по предмету, углубленном изучении тематики вопроса.

Но самое главное при решении поставленных задач – таким способом учесть личные предпочтения студента при выборе темы исследования. Только в этом случае возникнет дополнительная мотивация и интерес.

Цель исследования: проверить, как вовлечение учащегося в научную деятельность повлияет на решение поставленных выше задач.

Материалы и методы исследования

В данном эксперименте участвовали пять студентов с различными личными интересами: учащиеся, у которых было повышенное внимание к предмету, связанному с их профессиональной деятельностью, студентка, у которой было желание более глубоко изучить математические дисциплины, студентка, интересы которой выходили за рамки обучения в университете. Исследование длилось два года, в ходе которых каждый студент был вовлечен в научную деятельность с учетом их пожеланий.

Результаты исследования и их обсуждение

Пример 1

Студент направления подготовки «информационные системы и технологии», обучающийся по профилю «информационные системы и технологии», имеет оценку «отлично» по предмету «языки программирования высокого уровня». Успевать по данной дисциплине могут только учащиеся с хорошо развитым алгоритмическим мышлением. Перевод задачи на язык схем и символов не составляет для них труда.

Стоит предположить, что у такого студента не могут не вызывать интерес предметы математического цикла. Однако часто в процессе обучения способный ученик уделяет больше внимания предмету, который больше нравится. Это влечет за собой поверхностное изучение материала и отсутствие владения техникой решения задач, что в дальнейшем может привести к затруднению ведения видов деятельности, к которым должен быть готов студент, освоивший программу бакалавриата по направлению 09.03.02: проектно-конструкторская и научно-исследовательская.

Цели и задачи: помочь студенту осуществить связь между предметами «языки программирования высокого уровня» и «математика»; поставить перед учащимся задачу, которую он мог бы использовать в своей дальнейшей научной деятельности.

Решение:

В рамках предмета «математика» у студентов первого курса направления подготовки «информационные системы и технологии» изучается тема «Решение систем линейных алгебраических уравнений методом Гаусса». Данный метод широко применим для решения прикладных задач в различных областях.

Студенту была предложена совместная научная работа по теме: особенности преподавания предметов математического цикла у студентов специальности «информационные системы и технологии» (рис. 1) [1].

Сначала была поставлена задача и произведен научный эксперимент: студенту нужно было запрограммировать изученный на занятии алгоритм.

Будем решать систему: all01.wmf.

alah1.tif

Рис. 1. Пример работы программы

Далее результаты были оформлены в виде научной статьи, в ходе написания которой учащийся научился составлять план публикации, осуществлять её оформление.

Вывод:

Во время данной работы студент познакомился с дополнительной литературой по алгебре и численным методам, что обязательно пригодиться в дальнейшем, попробовал себя в роли настоящего программиста, наглядно смог проследить связь алгебры с языками программирования.

Пример 2

Часто студенты более старших курсов, вовлеченные в научную деятельность преподавателями кафедр специализации, сталкиваются с проблемой применения полученных математических знаний в решении поставленных научно-прикладных задач.

alah2.tif

Рис. 2. Эмпирическая зависимость между деформацией модуля и вероятностью увеличения потерь

Студентка направления подготовки «Оптические системы связи» со своим научным руководителем занималась проблемой деформации кабеля в неблагоприятных погодных условиях. Была необходимость в построении математической модели по отысканию зависимости между деформацией модуля оптического кабеля и вероятностью увеличения потерь в нём.

Цели и задачи: помочь построить математическую модель поставленной прикладной задачи; помочь разобраться, какую часть из полученного математического образования следует применять для решения полученной математической задачи; помочь научиться читать математическую литературу, соответствующую поставленной задаче.

Решение:

Студентке была предложена для чтения и изучения дополнительная математическая литература [2]. Чтобы учащейся было легче ориентироваться в данных учебниках, были указаны разделы и номера страниц, на которые следует обратить особое внимание.

После была построена математическая модель и на основе формулы наименьших квадратов найдена зависимость

all02.wmf

Для дальнейшего исследования надо было полученную зависимость представить графически (рис. 2). Поэтому была написана программа на языке C++.

Результаты работы были оформлены в виде научной статьи [3].

Вывод:

За время выполнения данной работы студентка познакомилась с дисциплиной «численные методы», не предусмотренной учебным планом для её специальности.

Кроме того, она научилась читать математическую литературу и использовать на практике знания, полученные при изучении предметов математического цикла, самостоятельно разрабатывать математическую модель из результатов исследования.

Пример 3

Часто у студентов не технических специальностей возникают вопросы, с какой целью им следует изучать математические дисциплины.

Студентка направления «Прикладная информатика», обучающаяся по профилю «Прикладная информатика в экономике», хорошо успевала и была заинтересована в специальных предметах экономического цикла. При этом её очень интересовало, зачем студентам-экономистам столь углубленно, с её точки зрения, изучать математический анализ.

Цели и задачи: помочь осуществить связь между предметами специального (экономического) цикла и математическими предметами; помочь научиться доводить экономическую модель до математической задачи; помочь разобраться в специальной математической литературе для студентов экономических специальностей.

Решение:

Студентке была предложена научная работа на тему «применение интегралов в экономике».

Сначала нужно было изучить специальную литературу [4], потом поставить экономическую задачу и решать её математическими методами, изучаемыми в рамках предмета.

Например, с помощью интегрирования можно искать излишек товара (рис. 3) [5]: all03.wmf

alah3.tif

Рис. 3. Потребительский излишек товара

Результаты были оформлены в виде научной публикации.

Вывод:

При написании данной работы у студентки четко сформировалась связь между специальными, гуманитарными предметами и математикой. Кроме того, она научилась не бояться читать математическую литературу [5], что обязательно пригодится ей в дальнейшем.

Пример 4

Студентка направления подготовки «Управление инновациями» – выпускница гимназии с углубленным изучением математики. Некоторые темы предмета «математика» ученики таких школ изучают в рамках школьной программы. По этой причине выпускники математических гимназий часто запускают изучение математики в вузе, мотивируя данный факт тем, что они это уже изучили ранее. Подходя к освоению предмета подобным образом, студент рискует получить лишь поверхностные знания.

Цели и задачи: поддержать заинтересованность в предмете; поставить и решить задачу, требующую углубленных математических знаний.

Решение:

Студентке было предложено исследование на тему «Разреженные технологии в теории графов».

Для начала была поставлена задача отыскать в графе число маршрутов данной длины. В процессе решения использовать разреженные технологии [5].

Вывод:

В рамках данного исследования студентка более углубленно изучила некоторые темы из алгебры, численных методов, дискретной математики. Кроме того, она научилась читать не только учебную математическую литературу, но и статьи в научных журналах, и научные монографии [6].

Пример 5

Студентка ускоренного обучения направления подготовки «Информационные системы и технологии» подрабатывала в одной кофейне нашего города. Конечно, такие студенты редко бывают мотивированы на изучение не только математики, но и других предметов.

Цели и задачи:

– не дать потерять интерес к обучению в целом;

– помочь понять связь математических дисциплин с окружающим миром.

Решение:

Студентке была предложена научная работа, в которой надо было построить математическую модель работы кофейни, как системы массового обслуживания [7].

В кофейне принимаются заказы по двум кассам. Среднее количество заказов, поступающих в час – 80 чел. Среднее время оформления заказа – 1 мин. Определить показатели системы массового обслуживания.

Здесь n = 2, λ = 80 в час, t = 1 мин.

1. Интенсивность нагрузки.

all04.wmf

2. Время обслуживания (час).

all05.wmf

3. Вероятность, что канал свободен (доля времени простоя каналов).

all06.wmf

В ходе исследования были сделаны выводы, что кофейня перегружена и необходимо либо нанимать еще сотрудников, либо строить ещё одну кофейню по соседству.

Вывод:

При выполнении данной работы студентка убедилась в том, что полученные знания можно применить на практике даже там, где это, казалось бы, не представляется возможным [8].

Выводы

В описанных выше примерах поставленные в начале статьи задачи были решены. Студенты проявляли живой интерес к своей работе и предметам математического цикла в целом.

Конечно, многие из данных проектов с большой натяжкой можно отнести к серьезным научным исследованиям. Но сознание у студента, что он выполняет научную работу по интересующей его проблеме, повышает мотивацию к дальнейшему изучению математики.


Библиографическая ссылка

Алашеева Е.А., Рогова Н.В., Гранкин А.В. ОДНО ИЗ РЕШЕНИЙ ПРОБЛЕМЫ МОТИВАЦИИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ К ИЗУЧЕНИЮ ПРЕДМЕТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ЦИКЛА // Международный журнал экспериментального образования. – 2019. – № 3. – С. 17-21;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=11863 (дата обращения: 16.10.2019).

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 = 1.074