Преподавание математики в рамках функционирования школьного университета цифровой экономики BIT EDUCATION

Статья посвящена преподаванию учебного предмета «Математика» на углублённом уровне в старшей школе в условиях развития высокотехнологичного производства. Математика является важнейшим источником принципиальных идей для всех естественных наук и современных технологий. Владение математическим языком, алгоритмами, понимание математических отношений является средством познания окружающего мира, процессов и явлений, происходящих в природе и в обществе. Непрерывное развитие самой науки, возникновение новых ее отраслей и направлений влечет за собой также обновление содержания образования: вводятся новые перспективные и актуальные темы.

Ключевые слова: индивидуальные учебные планы, непрерывная математика, дискретная математика, теория графов, математическая логика, школьный университет цифровой экономики «BIT EDUCATION».

The article is devoted to teaching the subject «Mathematics» at an advanced level in high school in the conditions of high-tech production development. Mathematics is the most important source of fundamental ideas for all natural Sciences and modern technologies. Knowledge of mathematical language, algorithms, and understanding of mathematical relations is a means of understanding the world around us, processes and phenomena occurring in nature and in society. The continuous development of science itself, the emergence of its new branches and directions also entails updating the content of education: new promising and relevant topics are introduced.

Keywords: individual curricula, continuous mathematics, discrete mathematics, graph theory, mathematical logic, school University of digital economy «BIT EDUCATION».

Процессы глобализации, информатизации, ускорения новых научных открытий, быстрого обновления знаний и появления новых профессий выдвигают требования повышенной профессиональной мобильности и непрерывного образования. Новые социальные запросы определяют новые цели образования и стратегию его развития. Математика всегда была неотъемлемой и существеннейшей составной частью человеческой культуры, она является ключом к познанию окружающего мира, базой научно-технического прогресса и важной компонентой развития личности. Изучение математики играет системообразующую роль в образовании, развивая познавательные способности человека, в том числе к логическому мышлению, влияя на преподавание других дисциплин. Качественное математическое образование необходимо каждому выпускнику для его успешной жизни в современном обществе. Без математических знаний, без сформированных в ходе изучения математики технических навыков и умений, без владения вычислительными и иными алгоритмами невозможно дальнейшее обучение, да и практическая деятельность часто оказывается затрудненной. При изучении математики формируются интеллектуальные умения, необходимые любому человеку вне зависимости от того, в какой сфере деятельности он будет занят в дальнейшем.

В МБОУ СОШ с. Тербуны Липецкой области в рамках обучения по индивидуальным учебным планам на уровне среднего общего образования обучающимся предоставляется возможность выбора изучения математики на базовом или углублённом уровнях. Рабочая программа по предмету «Математика» для углублённого уровня преподавания в 10–11 классах составлена в соответствии с требованиями ФГОС СОО к структуре основных образовательных программ среднего общего образования. Содержание рабочей программы соответствует стандарту среднего общего образования и планируемым предметным результатам освоения образовательной программы по математике на углублённом уровне, в нем присутствует сравнительно новый для российской школы раздел «Вероятность и статистика». Выбор углублённого изучения математики в 10–11 классах должен обеспечивать учащимся не только возможность поступления в высшее учебное заведение по специальности, требующей высокого уровня владения математикой, но и обеспечить возможность успешного продолжения образования по специальностям, связанным с осуществлением научной и исследовательской деятельности в области математики и смежных наук.

Большинство из существующих методических средств направлено на обучение школьников непрерывной математике, место дискретной математики в школьном курсе окончательно не определено. Однако, дискретная математика входит в список фундаментальных компонентов математики, является эффективным аппаратом формализации современных инженерных задач, предоставляет большие возможности знакомства с понятиями «модель» и «алгоритм», по сути является теоретической основой информатики. Неоспорим тот факт, что данные в цифровой форме являются ключевым фактором производства во всех сферах социально-экономической деятельности. В связи с этим, в содержание рабочей программы по математике для обучающихся 10–11 классов внесены важные изменения, выразившиеся в ориентации на становление функционально грамотной личности, способствующие формированию у обучающихся базовых компетенций цифровой экономики. Содержание учебного предмета дополнено разделом «Дискретная математика», состоящим из нескольких подразделов.

В связи с тем, что комбинаторные методы применяются сегодня в теории случайных процессов, вычислительной математике, планировании экспериментов увеличено количество часов на изучение разделов теория чисел и элементы комбинаторики. Увеличение количества часов связано с введением в данные разделы тем: теорема Вильсона, функция Мебиуса, решение уравнения в целых числах, раскладки и разбиения, комбинаторика орбит, задачи с ограничениями. Изучение обозначенных тем позволяет более осознанно осуществлять решение сложных комбинаторных задач, формирует системно-комбинаторное мышление обучающихся. Теория графов — один из востребованных разделов дискретной математики. Графы используются при проектировании интегральных схем и систем управления, исследовании автоматов и логических цепей, при системном анализе, автоматизированном управлении производством, разработке вычислительных и информационных сетей. Дополнение содержания учебной программы изучением элементов теории графов способствует формированию математической культуры обучающихся и опыта знаково-символического моделирования при решении разнообразных задач. Математическая логика является важнейшим элементом математического образования. Развитие логического мышления происходит в течение всего курса математики старшей школы. Введение в содержание предмета основ математической логики способствует изучению вопросов основания математики. Не менее важным является и прикладное значение математической логики. Математическая логика тесно связана с лингвистическими вопросами, касающимися анализа и синтеза естественных языков, выяснения существования механических процедур для построения слов.

Данная рабочая программа реализуется в МБОУ СОШ с. Тербуны с сентября 2020 года в рамках функционирования на базе школы школьного университета цифровой экономики «BIT EDUCATION». Его создание стало возможным благодаря участию школы в федеральном проекте «Кадры для цифровой экономики» национальной программы «Цифровая экономика» «Развитие и распространение лучшего опыта в сфере формирования цифровых навыков образовательных организаций, осуществляющих образовательную деятельность по общеобразовательным программам, имеющих лучшие результаты в преподавании предметных областей «Математика», «Информатика» и «Технология». Данная программа апробируется также в трех школах-партнерах Тербунского района, обучение в которых осуществляется с привлечением в рамках сетевого взаимодействия специалистов ФГБОУ ВО «Елецкий государственный университет имени И. А. Бунина» и учителей МБОУ СОШ с. Тербуны, которые находятся в тесном сотрудничестве с учителями-предметниками школ-партнеров. МБОУ СОШ с. Тербуны готова к сотрудничеству с образовательными организациями Липецкой области и других регионов страны.

Расширение содержания учебного предмета «Математика» изучением раздела «Дискретная математика» позволяет синтезировать знания и компетенции обучающихся, способствуя, в последующем, сформированности мышления, вычленяющего из информационных полей полезную информацию выпускниками для современной цифровой среды, позволяет довести изучение материала до уровня, позволяющего показать непосредственные выходы школьной математики в сферы серьезной науки и ее применений, понять, как из материала школьного курса математики возникают общие концепции, обладающие теоретической и практической ценностью, формируются умения применять их на практике.

1. Башмаков М. Что такое школьная математика?: http://abyzova.ucoz.ru/mat-2010–14–40.pdf
2. Концепция развития российского математического образования (Ключевые идеи).: http://www.math.ru/conc/vers/conc_omn.rtf
3. Фундаментальное ядро содержания общего образования / Рос. акад. наук, Рос. акад. образования; под ред. В. В. Козлова, А. М. Кондакова — М.: Просвещение, 2014.