Еще несколько лет назад существовало мнение, согласно которому преподаванию математики в нематематических классах должна отводиться лишь второстепенная роль. Сейчас же наоборот, значение математического образования в этих классах не только не меньше, но даже и больше, чем в классах математических. Ведь учащиеся гуманитарных классов завершают в средней школе свое математическое образование. Они не смогут в будущем осознать философию математики, увидеть историю, как это сделает другая часть молодежи, изучая математику в вузах. В программах по математике для гуманитарных классов больше места должны занять вопросы мировоззренческого характера, факты из истории математики, описания ее приложений в различных областях ее деятельности. Ведь математика по своей сути является гуманитарным предметом, призванным всесторонне развивать личность ученика, отшлифовывать логику его рассуждений и научить правильно ориентироваться в окружающей обстановке. Использование гуманитарного потенциала математики, ее межпредметных связей с профильными предметами позволит школьникам глубже уяснить содержание последних, а тем самым превратить ее из второстепенного в существенно важный и полезный предмет. При составлении программ по математике для гуманитариев нельзя руководствоваться принципом «урезания» более сложной программы, сокращения ее объема и «облегчения». Следует изменить номенклатуру изучаемых вопросов курса, форму подачи учебного материала [14].
Учащихся старших классов, выбравших гуманитарный профиль, отличает от учащихся других профилей не только уровень интереса к математике, но и психолого-педагогические особенности восприятия предмета:
У учащихся гуманитарных классов преобладает нагладно-образное мышление, а математических - абстрактно-логическое.
Восприятие красоты математики у учащихся гуманитарных классов направлено на ее проявление в живой природе, в произведениях искусства, в конкретных математических объектах. Учащиеся математических классов красоту математики видят в необычных, неожиданных решениях задач.
На уроке в гуманитарном классе внимание устойчиво в среднем не более 12 минут. В математических классах этот показатель колеблется от 20 до 25 минут.
У гуманитариев наибольшим интересом пользуются вопросы истории математики, прикладные аспекты, занимательный материал. Математики предпочитают решение нестандартных задач, исследовательских проблем.
Из форм работы на уроке гуманитарии предпочитают следующие: объяснение учителем нового материала, лабораторные работы, деловые игры, выполнение индивидуальных заданий. Математики - решение проблемных, исследовательских задач.
Из методов самостоятельной работы гуманитарии выбирают коллективные, математики чаще действуют совершенно индивидуально.
У гуманитариев богаче воображение, чем у математиков [33].
Рассмотренные психолого-педагогические особенности, беседы с учащимися-гуманитариями и учителями математики, посещение уроков математики в гуманитарных и общеобразовательных классах, а также изучение методической литературы свидетельствуют о необходимости выделения методических рекомендаций по преподаванию математики в гуманитарных классах [16]. Укажем их.
1. Этап мотивации изучения отдельных элементов математического содержания является в классах этого профиля наиболее важным. Поскольку дальнейшая деятельность учащихся классов этих профилей в основном никак не связана с математикой, вопрос зачем? со стороны учеников при изучении того или иного математического факта ставит в тупик многих учителей.
2. Учащиеся гуманитарного профиля более других нуждаются в том, чтобы теоретический материал получал подкрепление на примерах, доступных моделях и т. д. Например, при изучении темы «Многогранники» обязательна демонстрация моделей выпуклых, правильных, полуправильных многогранников, так же приведение примеров из окружающей среды.
3. Необходимо обращать внимание на выполнение перехода с обычного языка на математический, который применяется при решении текстовых задач на составление уравнений, их систем, при записи условия теоремы и в других случаях. Так, учащиеся гуманитарных классов часто делают ошибки, когда содержание математического термина отличается от употребления этого же слова в повседневной жизни. Например, если требуется сформулировать высказывание, обратное данной теореме, то учащиеся часто формулируют не обратное, а противоположное утверждение. Причина этого кроется в том, что под математическим термином «обратное утверждение» понимается повседневное значение «наоборот», т. е. некоторое отрицание.
4. Учащиеся гуманитарных классов в основном оперируют готовыми формулами, теоремами и т.д. Поэтому затрудняются, когда способ решения не виден сразу или приходиться комбинировать несколько различных приёмов. В процессе работы в гуманитарном классе надо помогать учащимся за деталями увидеть сущность приема или метод решения, расчленять задачу на подзадачи.
5. При работе над задачей или теоремой ориентировать учащихся на необходимость рассмотрения всех возможных случаев расположения фигур, комбинации объектов, удовлетворяющих условию.
6. Давать самостоятельно проводить классификации понятий приведением контрпримеров. Раскрывать взаимосвязь между родственными понятиями, их свойствами и признаками. Нацеливать школьников на их самостоятельное выделение, показывая при этом необходимость и пользу такой проработки.
7. Учить школьников отличать признаки и свойства понятий, необходимые и достаточные условия, правильно использовать их. Например, предлагать задание выбрать из общего списка признаки данного понятия, его свойства, необходимые и достаточные условия. Учить устанавливать взаимосвязь между свойствами и признаками родственных понятий.
8. Обратить внимание учащихся на то, что сочетания «необходимо и достаточно», «тогда и только тогда» и «если, то» не являются тождественными. Объяснять суть встречающихся логических операций. Тщательно вскрывать взаимосвязь между прямым и обратным действиями, взаимно обратными понятиями, учить обратную операцию использовать как для самопроверки, так и для уменьшения нагрузки на память. Обратное действие (понятие) формировать уже с опорой на сформированное прямое действие.
9. Подбирать задачи, содержательная сторона которых соответствует реальной действительности. По возможности использовать для них материал, отвечающий интересам учащихся, имеющий положительную эмоциональную окраску.
10. Формы проведения уроков должны быть более разнообразными. Это может быть урок-лекция, урок-семинар, урок-диспут, урок-диалог (между двумя учителями или между учителем и кем-то из учеников), урок-детектив, на котором решаются разнообразные логические задачи с занимательным сюжетом, урок лабораторная работа, урок-зачёт, практикум по решению прикладных задач, бинарные уроки по темам, имеющим межпредметные связи с другими предметами и другие. На уроках-диалогах полезны диалоги между учителями математики и гуманитарных предметов, в которые вовлекаются и ребята. На таких уроках учащиеся овладеют культурой диалога - важнейшей формой общения. Подобные уроки предъявляют высокие требования к уровню математической и гуманитарной подготовки учителей.
На факультативных занятиях могут подробно обсуждаться приложения математики к различным гуманитарным дисциплинам, используемые в них математические модели.
11. Лекции учителя дополнять сообщениями, докладами, рефератами учащихся с историческими экскурсами, занимательными материалами, личными рисунками, рассказами, стихами и т. д.
12. Эффективности усвоения предмета способствует эстетическая направленность математического образования. Она может быть представлена в содержании обучения, а именно, в математических основах законов красоты в искусстве и природе (пропорция, периодичность, симметрия и др.), в красоте математического доказательства, в красивом решении задач.
13. В содержание курса математики гуманитарного профиля обязательно должны включаться богатые в эмоциональном отношении эпизоды истории развития алгебры, геометрии, математического анализа и других дисциплин, знакомящие школьника с трудной борьбой идей, судьбами великих открытий, именами людей, творивших науку, их творчеством и биографией. Связывать вводимые константы, понятия, формулы, теоремы, где возможно с историческими фактами. Например, иррациональное число е, равное 2,718281828... имеет такую особенность, что в его записи присутствует число 1828, являющееся годом рождения Л.Н. Толстого. Введение элементов истории математики в процесс обучения можно осуществить, включая в основной текст новой темы краткие биографические очерки о жизни тех выдающихся личностей, у которых большое математическое дарование сочеталось с проявлением творческого интереса к живописи, скульптуре, поэзии и другим видам искусства (Леонардо да Винчи, Софья Ковалевская и др.). При введении нового математического термина или символа целесообразно объяснять истоки их возникновения, а при изучении новой темы стараться показать, как исторически возникла необходимость ее рассмотрения.
14. Не забывать о роли наглядности в обучении математики. Выделим некоторые особенности использования наглядности в гуманитарных классах:
1. При рассмотрении вопросов математики в гуманитарном классе основной акцент целесообразно сделать на использование геометрических знаний в живописи, архитектуре и т.п.; - при доказательстве теорем наглядность может выступать как основа доказательства.
2. При выполнении лабораторных работ по математике задания должны быть в большей степени ориентированы на практические построения, вычисления, преобразования.
3. Для облегчения запоминания гуманитариями изучаемого материала, его систематизации целесообразно в большей степени использовать опорные сигналы, конспекты и т.п.
Среди всех перечисленных особенностей преподавания математики в классах гуманитарного профиля особо выделим необходимость осуществления межпредметных связей. Ведь именно в гуманитарных классах математика должна преподаваться не ради предмета, а быть средством познавательной деятельности. Нужно отметить, что в большей степени межпредметные связи математики и гуманитарных дисциплин будут осуществляться в содержании занятий элективного курса, но также возможно было бы реализовать эти связи и через методы наук. Примеры таких межпредметных связей будут рассмотрены во II главе.
Многие выделенные методические рекомендации полезны не только гуманитариям, но гуманитариям особенно.
Таким образом, мы рассмотрели теоретические основы проведения элективных курсов, а также понятие межпредметных связей. Можно сделать следующие выводы:
1. Элективные курсы являются неотъемлемой частью профильной школы.
2. Между математикой и гуманитарным дисциплинами просматриваются достаточно тесные взаимосвязи.
3. Одним из условий успешной реализации межпредметных связей является применение математического аппарата для решения прикладных задач.
4. При организации элективного курса необходимо учитывать психолого-педагогические особенности учащихся гуманитарного профиля.
5. На элективном курсе значительно больше возможностей по реализации межпредметных связей, чем на основных уроках.
Глава II. Реализация межпредметных связей по началам математического анализа на элективных курсах в классах гуманитарного профиля
2.1 Анализ некоторых учебников для старших классов гуманитарного профиля
Как было указано выше, содержание курса математики для классов гуманитарного профиля, несмотря на присутствие традиционных для программы разделов, сокращено. Кроме того, выделенные нами методические особенности говорят о необходимости смещения акцентов при рассмотрении тех или иных вопросов математики. Поэтому возникает проблема методического обеспечения процесса обучения математики для учащихся гуманитарных классов. В настоящее время уже написаны учебные пособия для «гуманитариев». Ниже приведен анализ некоторых учебников и учебных пособий.
Математика: Учебное пособие для учащихся 10 классов общеобразовательных учреждений / В.Ф. Бутузов, Ю.М. Колягин, Г.Л. Луканкин и др. - М.: Просвещение, 1995 г.
Математика: Учебное пособие для учащихся 11 классов общеобразовательных учреждений / В.Ф. Бутузов, Ю.М. Колягин, Г.Л. Луканкин и др. - М.: Просвещение, 1996 г.
Учебник необычен как по содержанию, так и по стилю изложения. Курс математики классов гуманитарного профиля рассчитан на 3 часа в неделю, поэтому в учебниках представлен минимум математического материала, изучаемого в обычных классах. Исключено несколько вопросов курса математики старших классов. Это тригонометрические функции, уравнения и неравенства.
Также в пособие включены разделы, знакомящие с элементами статистики, комбинаторики, теории вероятности, а также с компьютером. Теоретический материал не содержит громоздких формул. В геометрических главах нет такого обилия теорем, которое характерно для стандартных учебников геометрии. Объяснения часто проводятся с помощью только чертежей, рисунков и наглядных представлений, а строгие доказательства даны в очень малом количестве - как образцы точных рассуждений, с которыми полезно познакомиться учащимся. Предлагаемые темы раскрываются достаточно полно. Например, в главе «Числа» дается обзор всех систем чисел (натуральных, рациональных, иррациональных, действительных, комплексных) и говорится о том, что в эту цепочку можно добавить подсистему, но продолжить ее нельзя. Упражнений, задач на вычисление немного. Значительная их часть носит ознакомительный характер и не требует большой вычислительной работы.
Есть задачи с практическими заданиями (изготовить модель фигуры, составить генеалогическое дерево), задачи на сравнение и построение различных объектов.
В пособии «Математика 10» рассмотрены следующие темы под символом «дополнительно»: делимость чисел, уравнения и системы уравнений (с модулем, показательные и логарифмические), функции и графики, треугольники и четырехугольники (задачи планиметрии на доказательство неравенств и на вычисления), площади поверхностей многогранников, сечения многогранников и круглых тел. В пособии «Математика 11» даны дополнительные задачи по следующим темам: уравнения (показательные, логарифмические и даже простейшие тригонометрические), функции и графики, производная и её приложения, приложения интеграла, вычисление вероятностей событий и занимательные задачи. Эти задачи могут использоваться как дополнительные задания для учащихся, заинтересовавшихся математикой. В каждом параграфе даются примеры из жизни, реальной действительности. Есть практические приложения математики: вычисление процентной прибыли вклада в сбербанке, в теории вероятности разобрана игра в покер с указанием вероятностей появления тех или иных комбинаций карт, объяснено, по какому принципу расположены буквы на клавиатуре, рассмотрены устройства прожекторов, рефлекторов, локаторов и т.д.
К тому же в обоих пособиях есть главы, которые так и называются «Математика в повседневной жизни». Разобраны понятия подоходного налога, земельного налога и, соответственно, задачи на их вычисление. Так же рассказывается о видах страхования, получении денег с помощью кредитов, сдачи чего-либо в аренду, получение доходов от инвестиций и дивидендов. Как обязательный компонент присутствуют исторические факты. Они рассмотрены в главе 8 пособия «Математика 11», которая называется «Горизонты математики». В главе рассказывается об истории развития алгебры, геометрии, математического анализа, проведено знакомство с геометрией Лобачевского, сферической геометрией. Таким образом, в учебнике достаточно много материала, на основе которого можно реализовывать межпредметные связи, как на самих уроках, так и на занятиях элективного курса. К такому материалу можно отнести темы,
рассмотренные под символом «дополнительно», главы «Математика в повседневной жизни», исторические факты главы «Горизонты математики».
Кроме того, учебники дают представление о самых основных математических понятиях, знание которых, по мнению авторов пособий, является элементом общей культуры человека любой профессии.
Математика: Учебник для учащихся 10 классов общеобразовательных учреждений / А. Г. Мордкович, И. М. Смирнова. - М.: Мнемозина, 2004 г.
Математика: Учебник для учащихся 11 классов общеобразовательных учреждений / А. Г. Мордкович, И. М. Смирнова. - М.: Мнемозина, 2004 г.
Эти учебники написаны в соответствии с программой курса математики средней школы общеобразовательного уровня, на изучение которого отводится три урока в неделю и преподавание осуществляется в рамках единого курса. Основу учебника составили широко используемые в российских школах учебные пособия тех же авторов по алгебре и началам анализа и геометрии для 10-11 классов.
В каждом параграфе содержится подробное и обстоятельное изложение теоретического материала. Изложение теоретического материала в большей степени ориентировано на самостоятельное изучение, в связи с чем в учебниках в каждом параграфе содержится большое число примеров с подробными решениями, а также различные методические советы и рекомендации для учителя. В конце каждого параграфа приводятся разноуровневые упражнения для самостоятельного решения. Устные и частично устные упражнения не содержат никакого особого значка, номера упражнений средней трудности отмечены значком _, повышенной сложности - значком ?. В конце книг даны ответы ко всем упражнениям, кроме устных и частично устных.
Число упражнений (особенно в алгебраической части) достаточно объемно, но это только плюс учебников, так как учителю нет особой необходимости обращаться к каким-либо другим источникам.
Курс «Математика - 10» (3 часа в неделю) включает в себя два предмета: алгебра и начала анализа, геометрия. Авторы советуют строить изучение не по традиционной схеме: 2 часа в неделю на курс алгебры и 1 час геометрии, а изучать материал блоками, завершая каждый блок контрольной работой. Далее в учебнике приводиться вариант поурочного планирования по такой блочной системе.
Некоторые параграфы учебника отмечены звездочкой, это не обязательный, дополнительный материал (преобразование графиков тригонометрических функций, преобразования произведений тригонометрических функций в суммы, предел последовательности, центральное проектирование, полуправильные многогранники, звездчатые многогранники, кристаллы - природные многогранники).
Всего в учебнике восемь глав: тригонометрические функции; тригонометрические уравнения; преобразования тригонометрических выражений; производная; начала стереометрии; параллельность в пространстве; перпендикулярность в пространстве; многогранники.
