Кіріспе

Математикалық оқу бағдарламасы. Comprehensive School Mathematics Program (CSMP) – оқу бағдарламасының атауы және АҚШ-та оқу бағдарламалық материалдарды әзірлеуге жауапты болған жобаның атауы. Жалпы CSMP жобасы аясында екі негізгі оқу бағдарламасы әзірленді: Comprehensive School Mathematics Program (CSMP) – бастауыш сыныптардағы (K–6) математика оқу бағдарламасы, және Elements of Mathematics (EM) – 7–12 сыныптардағы дарынды оқушыларға арналған математика бағдарламасы. EM дәстүрлі тақырыптарды қатаң және терең зерттейді және 1963 жылғы мектеп математикасы бойынша Кембридж конференциясының есебіндегі «Мектеп математикасының мақсаттары» ережелерін қатаң сақтаған жалғыз оқу бағдарламасы болды. Осының нәтижесінде, ол бакалавриат деңгейіндегі математика мамандығына қажетті мазмұнның көп бөлігін қамтиды. Бұл екі оқу бағдарламасы бір-бірімен байланыссыз, бірақ CSMP штатының кейбір мүшелері екі жобаның дамуына үлес қосты. Сонымен қатар, Elements of Mathematics штатының бір бөлігі орта мектеп математикалық оқу бағдарламасын жақсарту жобасына қатысты. Төменде K–6 бағдарламасының сипаттамасы келтірілген, ол әртүрлі, гетерогенді аудиторияға арналған. CSMP жобасы 1966 жылы Берт Кауфман басшылығымен құрылды, ол 1979 жылға дейін директор болып қызмет етті, содан кейін Клэр Хайдема оны алмастырды. Бастапқыда ол Иллинойс штатының Карбондейл қаласындағы Оңтүстік Иллинойс университетіне қарасты. Бір жылдық жоспарлаудан кейін CSMP Орталық Орта Батыс аймақтық білім беру зертханасына (кейін CEMREL, Inc.) қосылды, ол сол кезде АҚШ Білім беру кеңсесі қаржылаған ұлттық білім беру зертханаларының бірі болды. 1984 жылы жоба McREL институтының Comprehensive School Reform бағдарламасына көшірілді, ол бағдарламаны 2003 жылға дейін қолдады. Хайдема жоба аяқталғанға дейін директор болып қалды. 1984 жылы ол 42 штаттың 150 мектеп округінде және шамамен 55 000 оқушыда іске асырылды.

Шолу

CSMP жобасы математикалық мәселелерді қою және математикалық ұғымдарды көрсету үшін төрт сөздік емес тілді пайдаланады: Papy Minicomputer (есептеу), Arrows (қатынастар), Strings (жіктеу) және Calculators (үлгілер). Ол математиканы арифметикалық дағдыларды оқытудың орнына мәселелерді шешу қызметі ретінде оқыту үшін жасалған, сондай-ақ студенттерге материалды тікелей дәріс беру немесе көрсетудің орнына өздері ұғымдарды анықтауға көмектесу үшін Сократ әдісін қолданады. Оқу бағдарламасы спиральді құрылым мен философияны пайдаланады, студенттерге материалды әртүрлі уақытта және әртүрлі қарқында оқу мүмкіндігін береді. Студенттерге мазмұнның әртүрлі түрлерімен қайта-қайта танысу арқылы – тіпті барлық студенттер бастапқыда толыққанды түсінбесе де – математикалық тәжірибелерді сезінуге, сіңіруге, қолдануға және оларға жауап беруге мүмкіндік туады, соның арқасында уақыт өте келе әртүрлі ұғымдарды өз қарқында меңгереді, бір тақырыпты меңгергенше оқып үйренудің орнына. Оқу бағдарламасында бөлшектер және бүтін сандар сияқты көптеген негізгі ұғымдар әдеттегіден ертерек енгізілді. Жоба дамыған сайын, ықтималдық және геометрия бойынша жаңа мазмұн қосылды. Оқу бағдарламасында математикалық мәселелер бар әңгімелер кітаптары және сабақтар көбінесе оқиғалар түрінде ұсынылды, олар нақты және қиял әлемінің жағдайларын көрсетуге арналған. Бұл кітаптардың кейіпкерлерінің бірі – Ели атты піл, ол бірқатар сиқырлы жаңғақтарды алып жүреді, олардың кейбіреуі оң, ал кейбіреуі теріс сандарды білдіреді. Тағы бір сабақ "Нораның ауданы" деп аталды, онда такси геометриясы оқытылды.

Мини-компьютер

Бағдарлама бойында қолданылған құрылғылардың бірі – Papy Minicomputer, жобаның ең ықпалды тұлғасы Фредерика Папи Ленгер және оның күйеуі Жорж Папи есімдерімен аталған. Миникомпьютер – 2х2 өлшемді шаршылар торлы жүйе, оның төрттен бірі 1, 2, 4 және 8 сандарын көрсетеді. Компьютердегі сандарды бейнелеу үшін екілік сандық жүйе қолданылатындай, шахматтарды торға әртүрлі сандарды көрсету үшін орналастыруға болады. Миникомпьютер келесідей құрылған: төменгі оң бұрышта 1 мәніндегі ақ шаршы, төменгі сол жақта 2 мәніндегі қызыл шаршы, жоғарғы оң жақта 4 мәніндегі күлгін шаршы және жоғарғы сол жақта 8 мәніндегі қоңыр шаршы. Әрбір Миникомпьютер бір ондық цифрды көрсетуге арналған, ал бірнеше Миникомпьютерлерді бірнеше цифрлы санды көрсету үшін бірге қолдануға болады. Әрбір келесі тақтаның мәндері онның дәрежесіне көтеріледі. Мысалы, екінші Миникомпьютердің шаршылары – біріншіден сол жаққа орналасқан – 10, 20, 40 және 80 сандарын көрсетеді; үшіншісі – 100, 200, 400 және 800, және т.с.с. Ондық нүктені көрсететін тік сызықтың оң жағындағы Миникомпьютерлер ондық сандарды көрсету үшін қолданылуы мүмкін. Оқушыларға тиісті шаршыларға шахматтарды қою арқылы Миникомпьютерлердегі мәндерді көрсету тапсырылады. Бұл үшін 0-ден 9-ға дейінгі цифрларды жаттау жеткілікті, бірақ шаршылар бірнеше шахматты қабылдай алатындықтан стандартты емес көрсетулер де мүмкін. Әрбір шахматтың құны ол орналасқан шаршының мәніне тең, ал тақтадағы шахматтардың қосындысы жалпы мәнді анықтайды. Оқушылар қолданатын шахматтардың көпшілігі бір түсті – кез келген түс жарайды. Бір ғана ерекшелік – теріс белгісі бар (^) шахматтар. Санды көрсету мысалы: 9067 санын көрсету үшін төрт тақта қажет. Сол жақтағы тақтада 8 және 1 шаршыларында екі шахматтан (8000 + 1000) орналасқан. Екінші тақтада жоқ, өйткені жүздіктер саны нөлге тең. Үшінші тақтада 4 және 2 шаршыларында (40 + 20) шахматтар бар, ал оң жақтағы тақтада 4, 2 және 1 шаршыларында (4 + 2 + 1) шахматтар орналасқан. Бұл 7 мәннің (8000 + 1000 + 40 + 20 + 4 + 2 + 1) қосындысы 9067-ге тең. Бұл санның стандартты көрсетілуі болып саналады, себебі ол теріс сандарды қолданбай, мүмкіндігінше аз шахматты пайдаланады. Соңғы тақтаны 8-дегі оң және 1-дегі теріс шахматтармен алмастыру үшін азырақ шахматтар қажет болар еді, бірақ бұл стандарт ретінде оқытылмайды. Миникомпьютерде арифметикалық амалдарды екі санның көрсетілімдерін бір тақтаға біріктіріп, содан кейін жеңілдету әдістерін қолдану арқылы орындауға болады. Мұндай әдістердің бірі – бір тақтаның 8 және 2 шаршыларындағы шахматтарды сол жақтағы көрші тақтаның 1 шаршысындағы шахматпен алмастыру. Тағы бір әдіс – бір шаршыдағы екі шахматты келесі жоғары шаршыдағы бір шахматпен алмастыру, мысалы, екі 4-ті 8-мен алмастыру.

Зерттеу нәтижелері

Бағдарлама 50-ден астам зерттеу арқылы жан-жақты бағаланды. Бұл зерттеулер CSMP бағдарламасына қатыспаған студенттердің есептеу, түсініктер және қолдану салаларындағы нәтижелері шамалы айырмашылықты көрсетті; алайда, студенттердің жаңа жағдайлардағы мәселелерді шешу қабілетін бағалау үшін әзірленген «Жаңа жағдайларда қолданылатын математика» (MANS) тестілері бойынша бағаланғанда айқын жақсару байқалды.

Авторлық құқықтар

Қазіргі уақытта авторлық құқық McREL International-ға тиесілі.

Қазіргі оқу бағдарламасының қолданылуы

Б. Кауфман, математика бағдарламасын әзірлеуші маман, CSMP-ні жазған Оңтүстік Иллинойс университетінің командасын жетектеді. 1993 жылдың шілдесінде ол ұлы және екі әріптесімен бірге Математика және компьютерлік ғылымдар институтын (IMACS) құрды. IMACS "Математиканы дамыту" бағдарламасында EM және CSMP бағдарламаларының элементтерін пайдаланады. Мысалы, IMACS материалдарында миникомпьютерлер және "Эли пілі" кездеседі. IMACS – бірінші сыныптан жоғары мектепке дейінгі оқушыларды оқытуға бағытталған жеке білім беру мекемесі. Онлайн курстарды есепке алғанда, IMACS қазір АҚШ-та және оннан астам елде 4000-нан астам оқушыға қызмет көрсетеді. CSMP кейбір үйде оқытатын отбасылар тарапынан негізгі математикалық бағдарлама ретінде немесе қосымша жаттығулар үшін қолданылады.