Журнал «Continuum. Математика. Информатика. Образование»
Выпуск №4 (24) (2021)
УДК 372.851
DOI 10.24888/2500-1957-2021-4-8-21
МНОГОЭТАПНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ ПО МАТЕМАТИКЕ В ГИБРИДНОЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ ШКОЛЫ
Проблема совершенствования процесса организации и сопровождения проектно-исследовательской деятельности школьников посредством интеллектного управления является актуальной и далеко не решенной. Интеллектуальные системы способны обеспечить процессы самоорганизации, саморегуляции личности и индивидуализации обучения, установления персонифицированной и компьютеризированной обратной связи когнитивных и творческих процедур в ходе освоения сложного математического знания. Целью исследования является организация педагогического сопровождения и поддержки экспертных систем через разработку базы данных и предметных знаний тематики исследовательской деятельности в форме кластеров проблемно-ориентированных исследовательских заданий. Представлено организационно-методическое обеспечение гибридной интеллектуальной системы обучения в школе в виде иерархических и многоэтапных комплексов исследовательских задач по математике. Данный комплекс дополнен подробными инструкциями и правилами освоения исследовательской деятельности, детализированными по уровням роста научного потенциала школьника, базами данных и знаний информационного сопровождения с учетом факторов параметров научности познания, состояния модальностей восприятия информации и предпочтений, а также успешности освоения исследовательской деятельности школьником. Построение цепочки многоэтапных исследовательских заданий показано на примере актуализации сущности одного из обобщенных конструктов сложного знания - предел функции. Разработанный комплекс исследовательских заданий дает качественный прогноз результатов процесса обучения и возможность эффективно управлять проектно-исследовательской деятельностью школьников, выявлять проблемные ситуации и совершенствовать информационно-методические материалы. В качестве обобщенных конструктов сложного знания для организации и управления проектно-исследовательской деятельностью школьников в гибридной интеллектуальной среде в дальнейшем авторами будут исследованы такие «зоны современных достижений в науке» как нечеткие множества, элементы фрактальной геометрии, комплексные числа, оптимизационные модели и методы, случайные события, величины и процессы.
Multi-stage complexes of research problems in mathematics in a hybrid intellectual educational environment of the school
The problem of improving the process of organizing and supporting the research activities of schoolchildren through intellectual management is urgent and far from to be solved. Intelligent systems are able to provide processes of self-organization, self-regulation of personality and individualization of learning, establishment of personalized and computerized feedback of cognitive and creative procedures during the development of complex mathematical knowledge. The purpose of the research is to organize pedagogical support and support of expert systems through the development of a database and subject knowledge of research topics in the form of clusters of problem-oriented research tasks. Organizational and methodological support of a hybrid intellectual system of teaching at school in the form of hierarchical and multi-stage complexes of research tasks in mathematics is presented. This complex is supplemented with detailed instructions and rules for the development of research activities, detailed by the levels of growth of the student's scientific potential, databases and knowledge of information support, taking into account the factors of the parameters of scientific cognition, the state of the modalities of information perception and preferences, as well as the success of the development of research activities by the student. The construction of a chain of multi-stage research tasks is shown by the example of actualization of the essence of one of the generalized constructs of complex knowledge - the limit of a function. The developed set of research tasks provides a qualitative forecast of the results of the learning process and the ability to effectively manage the research activities of schoolchildren, identify problematic situations and improve information and methodological materials. As generalized constructs of complex knowledge for the organization and management of research activities of schoolchildren in a hybrid intellectual environment, the authors will further investigate such "zones of modern achievements in science" as fuzzy sets, elements of fractal geometry, complex numbers, optimization models and methods, random events, quantities and processes.
Список литературы
-
Андреев В.И. Эвристическое программирование учебно-исследовательской деятельности (в обучении естественным предметам): дисс.. докт. пед. наук. Казань, 1983.
-
Богоявленская Д.Б. Психология творческих способностей. М.: Издательский центр «Академия», 2002.
-
Дворяткина С.Н., Жук Л.В. Организационно-методическое обеспечение развития исследовательской деятельности школьников в гибридной интеллектуальной образовательной среде // Ярославский педагогический вестник. 2021. Т. 120. №3. С. 36-45.
-
Дворяткина С.Н., Меренкова В.С., Смирнов Е.И. Диагностика готовности учащихся старших классов к исследовательской деятельности по математике как этап проектирования гибридной интеллектуальной обучающей среды // Перспективы науки и образования. 2021. Т. 54. №6 (54).
-
Зимняя И.А., Шашенкова Е.А. Исследовательская работа как специфический вид человеческой деятельности. Ижевск-Москва, 2001.
-
Обухов А.С. Развитие исследовательской деятельности учащихся. М.: Национальный книжный центр, 2015.
-
Сгибнев А.И. Исследовательские задачи для начинающих. М.: МЦНМО, 2015.
-
Hathcock S. J., Dickerson D. L., Eckhoff A., & Katsioloudis P. (2015). Scaffolding for creative product possibilities in a design-based STEM activity. Research in Science Education. 2015. Vol. 45. No 5. Р. 727-748.
-
National Research Council (NRC). A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington, DC: National Academies Press, 2012.
-
National Research Council (NRC). Education for life and work: Developing transferable knowledge and skills in the 21st century. J.W. Pellegrino & M.L. Hilton (Eds.), Washington, DC: The National Academies Press, 2012а.
-
NGSS Lead States. Next generation science standards: For states, by states. Washington, DC: National Academies Press, 2013.
-
Williams J., Eames C., Hume A., & Lockley J. Promoting pedagogical content knowledge development for early career secondary teachers in science and technology using content representations // Research in Science & Technological Education. 2012. Vol. 30. № 3. P. 327-343.