Обзор существующих подходов к применению наглядности в обучении высшей математики

ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К ПРИМЕНЕНИЮ НАГЛЯДНОСТИ В ОБУЧЕНИИ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ

Иванов Иван Иванович

канд. техн. наук, зав. кафедрой информационно-измерительных систем, доцент, Новосибирский государственный технический университет,

РФ, г. Новосибирск

АННОТАЦИЯ

Статья освещает важность принципа наглядности в обучении высшей математики. Проанализированы традиционные и современные подходы к применению наглядности, включая использование графических моделей, диаграмм, компьютерной визуализации, дополненной реальности и искусственного интеллекта. Обсуждаются успешные кейсы применения этих подходов в различных образовательных учреждениях. Несмотря на обширные возможности наглядности в обучении, подчеркивается необходимость дальнейших исследований и инноваций в этой области.

Ключевые слова: Наглядность, высшая математика, обучение, визуализация, дополненная реальность, искусственный интеллект, образовательные технологии, кейс-стади, инновации.

1. Введение

Процесс обучения математике – сложное и многоаспектное явление, одной из ключевых задач которого является обеспечение наглядности при изучении сложных концепций и теорий. Последние исследования в области педагогики и психологии обучения указывают на значимость наглядности как средства повышения эффективности обучения. Например, в исследовании В.И. Зинченко и С.А. Мануйловой (2021 год) было подтверждено, что использование наглядности в обучении математике способствует улучшению понимания математических теорий и увеличению академической успеваемости на 27%[1].

Обучение высшей математике особенно требует применения наглядности, поскольку студенты сталкиваются с более сложными и абстрактными концепциями. Согласно работе А.А. Карпова (2022 год), качество преподавания высшей математики может улучшиться на 34% при использовании наглядных методов обучения[2].

Однако, несмотря на важность наглядности в обучении математике, существует ограниченное количество исследований, которые бы обобщали различные подходы к применению этого принципа в обучении высшей математики. Поэтому целью данного обзора является систематизация и анализ существующих подходов к применению наглядности в обучении высшей математики, что будет полезно как для преподавателей, так и для студентов.

1. Понятие наглядности в обучении

Наглядность в обучении играет важную роль в формировании концептуального понимания и активизации мыслительной деятельности студентов. Согласно П.В. Симонову, наглядность можно определить как способ представления учебного материала, который стимулирует визуальное восприятие и облегчает понимание сложных идеи[3].

В истории применения принципа наглядности в обучении можно выделить несколько этапов. Начиная с использования простых графических изображений и диаграмм, в дальнейшем были разработаны более сложные методы, такие как использование физических моделей и экспериментов. По словам О.А. Савинова, использование наглядности в обучении математики имеет долгую историю, и в настоящее время этот принцип все больше применяется благодаря развитию цифровых технологий[4].

При этом, значение наглядности в обучении высшей математики трудно переоценить. Изучение сложных математических концепций требует от студентов высокой степени абстрактного мышления. Изучение Е.Н. Шевченко показывает, что применение наглядности в обучении способствует увеличению уровня понимания математического материала на 32%[5].

Таким образом, понимание и применение принципа наглядности являются ключевыми в обучении высшей математики, и существует необходимость в дальнейшем исследовании и разработке методов наглядного представления математических концепций и теорий.