Введение. Вычислительное мышление подрастающего поколения приобретает важность в современном информационном обществе, поскольку обеспечивает понимание молодыми людьми вычислительной природы процесса решения проблем с использованием цифровых технологий. Недостаточно изученными представляются исследовательские вопросы, связанные с тематикой вычислительного мышления в контексте обучения математике студентов вузов определенных профилей. Цель исследования – прояснить с помощью конкретных примеров и апробировать математические темы и педагогические подходы к интеграции вычислительного мышления в математическое образование студентов естественнонаучных направлений подготовки, а также определить степень такой интеграции.
Материалы и методы. В исследовании, проведенном в 2023–2024 гг., участвовало 68 студентов направления подготовки 06.03.01 Биология Вятского государственного университета (Российская Федерация). Математическое содержание подобрано в соответствии с таксономией навыков вычислительного мышления в математике и научных практиках (The Computational Thinking in Mathematics and Science Practices Taxonomy). Основная методика измерения вычислительного мышления, представленная Шкалой вычислительного мышления (The Computational Thinking Scales, CTS), была дополнена кейс-заданиями, отражающими математические основы эпидемиологии. Статистический анализ выполнен посредством U-критерия Манна-Уитни.
Результаты исследования. Выявлено, что проблемно-ориентированное, исследовательское и проектное обучение, групповые формы работы позволяют в значительной степени совместить процесс обучения математике в вузе с развитием вычислительного мышления обучающихся. Практически все разделы высшей математики обладают образовательным и прикладным потенциалом для такого развития. Для его реализации целесообразно сочетать изучение математических тем с решением реальных задач, в которых формируются вычислительные навыки, при этом само вычислительное мышление может выступать как средство и цель современного математического образования студентов естественнонаучного профиля. Количественный анализ полученных результатов подтвердил достоверность различий (Uэмп. = 5, Uкр. = 6 при p < 0,01), что свидетельствует об эффективности предпринятого вмешательства на основе предложенных педагогических подходов и сформулированных математических тем.
Заключение. Практическая значимость исследования определяется возможностями использования его результатов при совершенствовании навыков вычислительного мышления студентов в процессе обучения математике.
Ключевые слова: вычислительное мышление, математическое мышление, решение проблем, математическое моделирование
Ссылка для цитирования: Калинин С. И., Торопова С. И. Интеграция вычислительного мышления в математическое образование студентов естественнонаучных направлений подготовки // Перспективы науки и образования. 2025. № 2. С. 163–174. https://doi.org/10.32744/pse.2025.2.11
Информация об авторах:
Калинин Сергей Иванович (Россия, Киров) — Профессор, доктор педагогических наук, профессор кафедры фундаментальной математики. Вятский государственный университет. E-mail: kalinin_gu@mail.ru
Торопова Светлана Ивановна (Россия, Киров) — Кандидат педагогических наук, доцент кафедры фундаментальной математики. Вятский государственный университет. E-mail: svetori82@mail.ru
Оставить комментарий