Утюмова Екатерина Александровна. Формирование алгоритмических умений у детей дошкольного возраста в процессе обучения математике

brief description

Утюмова Екатерина Александровна. Формирование алгоритмических умений у детей дошкольного возраста в процессе обучения математике: автореферат дис. ... кандидата Педагогических наук: 13.00.02 / Утюмова Екатерина Александровна;[Место защиты: ФГБОУ ВО «Уральский государственный педагогический университет»], 2018

Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Уральский государственный педагогический университет»
На правах рукописи

Утюмова Екатерина Александровна
ФОРМИРОВАНИЕ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ УМЕНИИ
У ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ
13.00.02 - Теория и методика обучения и воспитания
(математика, уровень общего образования)
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Научный руководитель доктор педагогических наук, доцент Л.В. Воронина
Екатеринбург - 2018
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ УМЕНИЙ У ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ 15
1.1. Современное состояние проблемы формирования алгоритмических
умений у детей дошкольного возраста 15
1.2. Психолого-педагогические предпосылки формирования
алгоритмических умений у детей дошкольного возраста 39
1.3. Модель обучения математике с целью формирования
алгоритмических умений у детей дошкольного возраста 57
Выводы по первой главе 71
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЕ МАТЕМАТИКЕ С ЦЕЛЬЮ ФОРМИРОВАНИЯ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ УМЕНИЙ У ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА 73
2.1. Содержательный и процессуальный компоненты методики обучения
математике 73
2.2. Средства формирования алгоритмических умений у детей
дошкольного возраста в процессе обучения математике 91
2.3. Диагностический инструментарий для определения уровня сформированности алгоритмических умений у детей дошкольного
возраста 127
Выводы по второй главе 146
ГЛАВА 3. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И ЕГО РЕЗУЛЬТАТЫ 148
3.1. Организация и проведение педагогического эксперимента 148
3.2. Анализ результатов педагогического эксперимента 154
Выводы по третьей главе 168
Заключение 169
Библиографический список 171
Введение
Актуальность проблемы и темы исследования. Реализация принци¬па преемственности уровней обучения при создании единого образователь¬ного пространства предъявляет особые требования к развитию детей дошко¬льного возраста. От степени их готовности к школьному обучению зависит успешность освоения детьми программы начальной школы.
Математическому образованию в этом процессе отводится особая роль, так как математика является средством интеллектуального развития ребенка, расширяющим возможности его успешной адаптации в школе. Вопросы, свя¬занные с преемственностью дошкольного и начального математического об¬разования рассматривались многими исследователями. А.В. Белошистая [7] выделила основные направления математического развития ребенка в до¬школьном образовательном учреждении, В.А. Козлова [71] определила эта¬пы, разработала научно-методическое обеспечение формирования математи¬ческих представлений у детей младшего возраста, Л.В. Воронина [22] на ос¬нове методологии проектирования математического образования выявила эффективные методы и средства формирования у дошкольников математиче¬ской культуры.
Возможность обучения математике детей дошкольного возраста рас-крыта в работах Е.Э. Кочуровой [81], Е.Р. Гурбатовой [44], В.А. Козловой [71], Т.И. Ерофеевой [54], В.Ф. Петровой [126]. В содержании обучения ма¬тематике в дошкольном образовательном учреждении (ДОУ) в исследовании Л.В. Ворониной [22] выделяется алгоритмическая линия, как наиболее зна¬чимая. Ею доказано, что поскольку ребенок в этом возрасте многое познает впервые, овладение простейшими алгоритмами, как обобщенными способа¬ми действий, является необходимым условием успешности и результативно¬сти его деятельности в познании окружающего мира. Умения сознательно подчинять свои действия правилу, создавать, выполнять и корректировать последовательность действий для достижения цели составляют основу алго¬ритмических умений детей дошкольного возраста и обусловливают форми¬рование у них предпосылок к учебной деятельности, которые, согласно Фе¬деральному государственному образовательному стандарту дошкольного об¬разования, являются необходимыми достижениями ребенка на этапе завер¬шения дошкольного образования.
Вопросам развития алгоритмического мышления, алгоритмического стиля мышления посвящены работы А.В. Горячева [40], А.В. Копаева [79], С.Е Царевой [186], С.Д. Язвинской [197]. В результатах исследований А.В. Колмогорова [72], М.П. Лапчика [89], А.А. Столяра [184] раскрывается значимость формирования алгоритмических способностей для развития ал-горитмической культуры обучаемых. В настоящее время изучение формиро¬вания алгоритмического мышления, алгоритмических способностей, алго¬ритмической культуры связывается в основном с обучением математике и информатике в школе. Однако, вопросы формирования алгоритмических умений у детей дошкольного возраста в процессе обучения математике не менее значимы, но они не становились предметом специального исследова¬ния.
Анализ действующих основных образовательных программ дошколь¬ного образования по реализации образовательной области «Познавательное развитие», одной из задач которой является формирование первичных пред¬ставлений о количестве, числе, размере, части и целом, которые всегда со¬ставляли основу содержания математической подготовки детей в ДОУ, пока¬зал, что в них недостаточно обращено внимание на формирование у дошко¬льников алгоритмических умений. Таким образом, назрела необходимость в теоретическом обосновании и разработке методики обучения математике де¬тей дошкольного возраста с целью формирования у них алгоритмических умений.
Анализ нормативных документов, научной, методической, учебной ли¬тературы и педагогической практики по проблеме исследования позволил выявить противоречия:
- на научно-педагогическом уровне - между необходимостью развития предпосылок к учебной деятельности у старших дошкольников и недоста-точной разработанностью теоретических и методических основ их развития;
- на научно-методическом уровне - между дидактическими возможно¬стями математики для формирования у детей дошкольного возраста алгорит¬мических умений и недостаточной разработанностью методики обучения ма¬тематике, в процессе которого формируются алгоритмические умения.
Необходимость разрешения вышеизложенных противоречий обуслов¬ливает актуальность диссертационного исследования и определяет его про¬блему: как в условиях реализации преемственности дошкольного и началь¬ного образования в процессе обучения математике обеспечить формирование алгоритмических умений у детей дошкольного возраста.
В рамках решения данной проблемы была определена тема исследова¬ния - «Формирование алгоритмических умений у детей дошкольного возрас¬та в процессе обучения математике».
Объект - процесс обучения математике детей дошкольного возраста.
Предмет - формирование алгоритмических умений у детей дошколь-ного возраста в процессе обучения математике.
Цель исследования - теоретически обосновать, разработать и реализо¬вать методику обучения математике, использование которой обеспечит фор¬мирование алгоритмических умений у детей дошкольного возраста.
Гипотеза исследования: формирование алгоритмических умений у детей дошкольного возраста в процессе обучения математике будет успеш-ным, если:
- при решении математических задач будет использоваться ориенти-ровочная основа алгоритмов действий;
- формирование алгоритмических умений осуществлять при развитии количественных, числовых, геометрических, пространственных, временных представлений и представлений о величинах на основе поэтапного перехода от выполнения и создания линейных алгоритмов к циклическим и разветв¬ляющимся;
- средства обучения (игры и задания по математике) конструировать в соответствии с возрастными особенностями детей дошкольного возраста с последовательным увеличением доли их самостоятельной деятельности по овладению алгоритмическими умениями не только на математическом мате¬риале, но и при управлении произвольным поведением детей.
Критерии успешности формирования алгоритмических умений: фор-мирование алгоритмических умений при обучении математике детей дошко¬льного возраста следует считать успешным, если в первом классе начальной школы эти дети не только применяют алгоритмы при освоении математики, но и используют их в своем произвольном поведении.
В соответствии с целью и гипотезой исследования были поставлены следующие задачи:
1. На основе анализа психолого-педагогической, учебно-методической, научной литературы и нормативных документов изучить состояние пробле¬мы формирования алгоритмических умений в процессе математического об¬разования детей дошкольного возраста в ДОУ и определить пути ее решения.
2. Выделить структуру и компоненты алгоритмических умений и в со¬ответствии с ними разработать средства их формирования.
3. Спроектировать модель обучения математике с целью формирования алгоритмических умений у детей дошкольного возраста.
4. В соответствии с созданной моделью разработать методику обучения математике, использование которой обеспечит формирование алгоритмиче¬ских умений у детей дошкольного возраста в ДОУ, и выделить ее этапы.
5. Экспериментально проверить эффективность предложенной методи¬ки обучения математике, использование которой обеспечит формирование алгоритмических умений у детей дошкольного возраста.
Методологическую основу исследования составляют работы в облас¬ти личностно-ориентированного подхода к обучению (И.А. Зимняя [62], А.В. Сериков [143], И.С. Якиманская [198]), деятельностного подхода к ор¬ганизации образовательного процесса (Л.С. Выготский [34], А.Н. Леонтьев [90]) и интегративного подхода к содержанию и организации дошкольного образования (Т.С. Комарова [74], Н.Н. Малофеев [96], М. Пак [118], Л.М. Шипицина [191]).
Теоретическую основу исследования составили позиции самоценно-сти периода дошкольного детства (А.В. Запорожец [58], Г.Г. Кравцов [82], Е.Е. Кравцова [83], В.Т. Кудрявцев [85]), концепция периодизации психиче¬ского развития детей и концепция ведущей роли деятельности в развитии личности (В.В. Давыдов [45], Д.Б. Эльконин [194]); теория и методики мате¬матического образования в период дошкольного детства (А.В. Белошис- тая [7], Л.В. Воронина [22], Т.И. Ерофеева [54], З.А. Михайлова [105], Е.В. Соловьева [155], Е.И. Щербакова [193]); работы по вопросам математи¬ческого образования (Н.Б. Истомина [66], А.Н. Колмагоров [67], И.Г. Липат- никова [93], С.Е Царева [186]) теория поэтапного формирования умственных действий и понятий (П.Я. Гальперин [36], Н.Ф. Талызина [183]); исследова¬ния комплексной проблемы перехода ребенка от дошкольного к школьному уровню образования (Л.И. Божович [12], Л.А. Венгер [14], Е.Е. Кравцова [83], А.А. Люблинская [95], В.С. Мухина [107], Н.Н. Поддъяков [129]); тео¬рия формирования алгоритмических способностей, алгоритмической культу¬ры обучающихся (А.В. Горячев [41], А.В. Копаев [79], М.П. Лапчик [89], А.А. Столяр [184], С.Д. Язвинская [197]).
Решение поставленных задач осуществлялось с применением следую¬щих методов исследования: теоретические - анализ философской, педаго-гической, психологической и методической литературы по проблеме иссле-дования, изучение инновационного отечественного и зарубежного опыта, конструирование, обобщение содержания, систематизация, классификация; эмпирические - педагогическое наблюдение, анкетирование, интервьюирова¬ние, тестирование, анализ результатов деятельности детей, педагогический эксперимент; методы поэлементного и пооперационного анализа; методы ма¬тематической статистики.
База исследования. Исследование проводилось на базе МАДОУ «Дет¬ский сад № 48» г. Екатеринбурга, МАДОУ «Детский сад № 75» г. Екатерин¬бурга; МАДОУ «Детский сад № 10» ГО Богданович Свердловской области, МАДОУ «Детский сад № 27 «Малыш»» ГО Богданович Свердловской облас¬ти. В педагогическом исследовании приняло участие 29 педагогов (воспита¬тели групп, старшие воспитатели, учителя начальных классов), 219 детей.
Организация исследования. Диссертационное исследование осущест¬влялось в период с 2009 по 2017 гг. и включала четыре этапа:
Первый этап (2009 - 2010 гг.) предполагал изучение психолого-педагогической и научно-методической литературы по проблеме исследова¬ния; анализ нормативных и правовых документов; разработку понятийного аппарата, формулировку ключевых положений; проведение констатирующе¬го этапа педагогического эксперимента по определению существующего со¬стояния проблемы и выявлению перспектив и возможностей ее решения в условиях дошкольного образования.
Второй этап (2011 - 2012 гг.) был посвящен разработке модели форми¬рования алгоритмических умений у детей дошкольного возраста на основе личностно-ориентированного, деятельностного и интегративного подходов. Данный этап включал разработку методики обучения математике с целью формирования алгоритмических умений у детей дошкольного возраста и оп¬ределение условий ее эффективного функционирования.
Третий этап (2013 - 2015 гг.) состоял в апробации и корректировке предложенной модели, внедрение разработанной методики обучения матема¬тике в практику работы ДОУ, пересмотр и уточнение полученных в ходе ис¬следования выводов, подведение итогов педагогического эксперимента.
Четвертый этап (2016 - 2017 гг.) содержал обобщение и систематиза-цию полученных данных, формулирование выводов исследования и внедре¬ние его основных положений в практику дошкольного образования, оформ¬ление текста диссертации.
Научная новизна диссертационного исследования:
1. В отличие от работы С.Д. Язвинской [197], в которой рассматрива¬лось развитие алгоритмических способностей детей старшего дошкольного возраста в процессе формирования лишь временных представлений, в на¬стоящем исследовании предлагается формирование алгоритмических умений у детей дошкольного возраста в процессе обучения математике на количест¬венных, числовых, пространственных, геометрических представлениях и представлениях о величинах.
2. Предложена модель обучения математике с целью формирования ал¬горитмических умений у детей дошкольного возраста на основе методологи¬ческих положений личностно-ориентированного, деятельностного и интегра¬тивного подходов, а также общеметодических (последовательности, доступ¬ности, опережающего обучения, преемственности) и частнометодических (генерализации, этапности, связи алгоритмической деятельности в процессе обучения математике с жизненным опытом ребенка) принципов.
3. В соответствии с предложенной моделью разработана и научно обоснована методика обучения математике с целью формирования алгорит¬мических умений у детей дошкольного возраста, характеризующаяся перехо¬дом от выполнения и создания линейных алгоритмов к циклическим и раз¬ветвляющимся и предполагающая использование на занятиях по математике средств обучения (игр и заданий), которые обеспечивают создание и преоб¬разование алгоритмов детьми дошкольного возраста с увеличением доли их самостоятельности.
Теоретическая значимость исследования состоит в следующем:
1. Уточнено понятие «алгоритмические умения». Алгоритмические умения - это умения осуществлять целеполагание, планировать свои действия, работать по правилу, образцу, исполнять, применять и составлять алгоритм, корректировать свою деятельность, направленную на получение результата, применять сформированные алгоритмы в новых условиях, видах деятельно¬сти, объяснять свои алгоритмические действия понятным для других испол¬нителей языком и средствами.
2. Выделены требования к средствам формирования алгоритмических умений у детей дошкольного возраста: наличие проблемной ситуации в ус-ловии игр-проблем, отсутствие в содержании игры с неполным составом действия необходимых шагов для достижения основной цели, направлен-ность квест-игры на нахождение итогового задания по начальному замыслу и основной цели с помощью условного блока разветвляющегося алгоритма, включение в игру системы правил, конструирование содержания игры на ос¬нове повторяющихся действий циклического алгоритма, направленность за¬дания интегративного типа на интегрирование образовательных областей и различных видов детской деятельности.
3. Предложены критерии, позволяющие оценить уровни сформирован- ности алгоритмических умений детей дошкольного возраста, которые сгруп¬пированы в соответствии с познавательным, регулятивным, коммуникатив¬ным блоками оцениваемых умений.
Практическая значимость диссертационного исследования состо¬ит в том, что теоретические результаты интерпретированы для уровня прак¬тического применения, разработаны и внедрены в образовательный процесс:
- учебное пособие «Современные технологии математического обра-зования дошкольников»;
- учебное пособие «Теория и технологии математического образова-ния детей дошкольного возраста».
Полученные в ходе диссертационного исследования результаты, выде¬ленные условия, описанные методы, средства, методические рекомендации по организации процесса формирования алгоритмических умений у детей дошкольного возраста используются в практической деятельности педагогов дошкольного образования, дополнительного образования, что способствует успешному формированию алгоритмических умений и развитию предпосы¬лок учебной деятельности у дошкольников.
Основные положения работы, выносимые на защиту:
1. Формирование алгоритмических умений у детей дошкольного воз-раста для обеспечения преемственности дошкольного и начального общего образования целесообразно осуществлять в процессе обучения математике в соответствии с этапами, которые характеризуются переходом от выполнения и создания линейных алгоритмов к циклическим и разветвляющимся, при развитии количественных, числовых, геометрических, пространственных, временных представлений и представлений о величинах. На сформированно- сти алгоритмических умений базируется развитие у дошкольников предпо¬сылок к учебной деятельности и способность к организации произвольного поведения.
2. Модель обучения математике с целью успешного формирования ал¬горитмических умений у детей дошкольного возраста должна строиться в со¬ответствии с методологическими положениями личностно-ориентированного, деятельностного и интегративного подходов, а также с общеметодическими (последовательности, доступности, опережающего обу¬чения, преемственности) и частнометодическими (генерализации, этапности, связи алгоритмической деятельности в процессе обучения математике с жиз¬ненным опытом детей дошкольного возраста) принципами.
3. Методика обучения математике, построенная на основе предложен-ной модели, для обеспечения формирования алгоритмических умений у де-тей дошкольного возраста должна содержать средства обучения (игры и за¬дания), обусловливающие создание и преобразование алгоритмов детьми дошкольного возраста с увеличением доли их самостоятельности и использо¬ванием ориентировочной основы алгоритмов действий.
4. Диагностику уровня сформированности алгоритмических умений у детей дошкольного возраста следует осуществлять на основе показателей распределения дошкольников по уровням сформированности алгоритмиче¬ских умений: репродуктивному, продуктивному, творческому. Критериями эффективности разработанной методики выступают:
- различия в достижении уровней сформированности алгоритмических умений в процессе обучения математике у детей дошкольного возраста экс¬периментальной и контрольной групп;
- сформированное произвольное поведение у учащихся первого класса начальной школы, которые составляли экспериментальную группу;
- более высокие предметные результаты по математике в первом клас-се у учащихся экспериментальной группы по сравнению с учащимися, со-ставлявшими контрольную группу.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспе-чивается обоснованностью исходных методологических концепций, сово-купностью методов исследования, отвечающих сущности исследуемого объ¬екта, и подтверждается результатами педагогического эксперимента.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в дошкольных образовательных учреждениях г. Екатеринбурга (№ 48, 75) и г. Богдановича Свердловской области (№ 10, 27). Внедрение результатов происходило также в ходе преподавательской деятельности автора в ФГБОУ ВО «Уральский государственный педагогический университет» на лекцион¬ных, практических занятиях, в процессе педагогической практики. Материа¬лы исследования докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях международного уровня: «Современная наука: тенденции раз¬вития» (Краснодар, 2012); «Инновационная деятельность в учреждениях до¬школьного образования» (Москва, 2012); «Подготовка инновационных кад¬ров для рынка труда в условиях непрерывного образования» (Н. Тагил - Ека¬теринбург, 2012); «Воспитание и обучение детей младшего возраста» (Моск¬ва, 2016); «Теория и методика обучения и воспитания в современном образо¬вательном пространстве» (Новосибирск, 2017); всероссийского уровня с ме-ждународным участием (Уфа, 2013); всероссийского уровня: «Педагогиче-ские системы развития творчества» (Екатеринбург, 2010, 2011). Основные положения исследования отражены в 20 публикациях, в том числе 3 - в ве-дущих научных журналах, включенных в реестр ВАК МОиН РФ, 1 статья в журнале, включенном в базу Web of Science.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка. Общий объем диссертации 192 страницы.

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проведенного диссертационного исследования были получены следующие результаты, отражающие его новизну, теоретическую и практи-ческую значимость.
1. На основе анализа психолого-педагогической, научно-методической литературы, нормативных документов и диссертационных исследований по вопросам обучения математике детей в дошкольных образовательных учре-ждениях и в первом классе начальной школы уточнено определение алго-ритмических умений и определена их структура, содержащая познаватель-ный, регулятивный и коммуникативный компоненты.
2. В соответствии с выделенными компонентами алгоритмических умений у детей дошкольного возраста установлены уровни их сформирован- ности: репродуктивный, продуктивный и творческий; определены их крите-рии и показатели.
3. Разработана модель обучения математике с целью формирования ал-горитмических умений у детей дошкольного возраста, включающая целевой, методологический, содержательный, процессуальный, результативный бло¬ки. В соответствии с методологическими положениями личностно-ориентированного, деятельностного и интегративного подхода, а также с об-щеметодическими (последовательности, доступности, опережающего обуче-ния, преемственности) и частнометодическими (генерализации, этапности, связи алгоритмической деятельности в процессе обучения математике с жиз-ненным опытом детей дошкольного возраста) принципами, каждый из пере-численных блоков получил содержательное наполнение.
4. На основе предложенной модели разработана и научно обоснована методика обучения математике с целью формирования алгоритмических умений у детей дошкольного возраста, характеризующаяся переходом от вы-полнения и создания линейных алгоритмов к циклическим и разветвляю-щимся.
5. Разработаны средства обучения (игры и задания), применение кото-рых в непосредственно образовательной деятельности, в самостоятельной деятельности детей направлено на постепенное увеличением доли самостоя-тельности при создании и преобразовании алгоритмов детьми дошкольного возраста, что обеспечивает формирование у них познавательного, регулятив-ного, коммуникативного компонентов алгоритмических умений.
Проведен педагогический эксперимент, который выявил различия в достижении уровней сформированности алгоритмических умений в процессе обучения математике у детей дошкольного возраста экспериментальной и контрольной групп; сформированное произвольное поведение у учащихся первого класса начальной школы, которые составляли экспериментальную группу; более высокие предметные результаты по математике в первом клас¬се у учащихся экспериментальной группы по сравнению с учащимися, со¬ставлявшими контрольную группу, что свидетельствует об эффективности разработанной методики обучения математике для формирования алгорит¬мических умений у детей дошкольного возраста.