Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретическое обоснование педагогических условий саморазвития базовых технических компетенций студентов на основе информационных технологий обучения 15
1.1. Базовые понятия исследования. Компетентностный и заданный подходы в образовании 15
1.2. Структура, уровни, этапы, показатели и критерии развития базовых технических компетенций. Модель студента-инженера 37
1.3. Дидактические условия стимулирования развития базовых технических компетенций студентов в высшей школе 62
1.4. Электронный учебник как одно из условий стимулирования саморазвития базовых технических компетенций студентов 89
1.5. Выводы по первой главе 105
Глава 2. Экспериментальная проверка эффективности развития технических компетенций студентов
2.1. Организация эксперимента. Методы исследования динамики развития технических компетенций студентов
2.2. Статистические методы обработки экспериментальных результатов 112
2.3.Анализ и обсуждение результатов педагогического эксперимента 118
2.4.Выводы по второй главе 140
Апробация и внедрение 145
Заключение 147
Литература 150
Приложение 167
- Базовые понятия исследования. Компетентностный и заданный подходы в образовании
- Структура, уровни, этапы, показатели и критерии развития базовых технических компетенций. Модель студента-инженера
- Организация эксперимента. Методы исследования динамики развития технических компетенций студентов
- Статистические методы обработки экспериментальных результатов
Введение к работе
В образовании студентов - будущих инженеров особое внимание необходимо уделять развитию их технических компетенций. Однако получить специальные знания в области техники и технологии, сформировать культуру научного технического мышления можно только на добротной основе естественнонаучного образования. При этом необходимо пересмотреть некоторые формы, методы и средства развития и саморазвития технических компетенций студентов. Особенно важно сформировать у преподавателей и студентов новый взгляд на профессиональные компетенции. В действительности, компетенции не просто знания и умения в какой-либо области. Компетенции основываются на знаниях, умениях, индивидуальном опыте и ценностях, которые приобретены благодаря обучению, однако компетенции нельзя просто сводить ни к знаниям, ни к умениям. Обладать компетенциями - не означает просто быть ученым или образованным. Приобретение необходимых компетенций (их разнообразия) невозможно в процессе простого усвоения знаний студентами, если этот процесс не сопровождается саморазвитием их профессиональной деятельности с использованием современных электронных средств обучения.
В отечественной педагогике компетентностный подход отчетливо обозначен в трудах отечественных психологов П.Я.Гальперина, В.В.Давыдова, В.Д.ПГадрикова, П.М.Эрдниева, И.С.Якиманской. В составе исследователей, внесших существенный вклад в разработку методологических аспектов проблем информационной культуры -М.Г.Вохрышева, А.А.Гречихин, Н.Б.Зиновьева, Ю.С.Зубов, И.К.Кирпичева, В.А.Минкина, И.Г. Моргенштерн, В.А.Петров, А.И.Ракитов, Б.А.Семеновкер, НАСляднева, Э.П.Семенюк, А.Д.Урсул и др. Применение электронных средств обучения в организации самостоятельной работы студентов вуза отражено в работах С.А.Казанцева, В.С.Минкина, М.А.Поливанова, Е.С.Нефедьева и др.
В этой связи, важной тенденцией в применении информационных технологий в обучении является создание учебных курсов с компьютерной поддержкой, а также модульных электронных пособий, входящих в единый учебно-методический комплекс. В его рамках традиционные и компьютерные средства обучения должны функционировать как единое образовательное пространство.
Однако часто виртуальный компьютерный лабораторный практикум, по сути, является заменой реального физического практикума, который нельзя провести из-за нехватки лабораторного оборудования, его высокой стоимости или сокращения учебных часов на его проведение. Такой компенсационный подход характерен и для лекций с применением мультимедийных проектов в слайдовом режиме, когда на слайдах отображаются тексты определений, рисунки, формулы и др. В этом случае мультимедийный проектор часто выступает как средство, компенсирующее ограниченные возможности учебной доски и статических иллюстраций. При этом отсутствует индивидуальный подход к обучению студентов, способствующий их творческому саморазвитию. Стимулирование же в образовательном процессе технологического вуза саморазвития обучающихся, развитие потребности студентов в самореализации, активизация процессов сознательного и систематического усвоения учебного материала требует применения эффективных инновационных компьютерных информационных технологий.
В современной педагогической теории и практике существуют противоречия:
-между выдвигаемыми социумом новыми требованиями к повышению качества профессионального образования студентов - будущих инженеров и не разработанностью условий, показателей, критериев, структуры, уровней, этапов, закономерностей и модели развития и саморазвития технических компетенций;
-между необходимостью оценки динамики развития технических
компетенций студентов - будущих инженеров и отсутствием специальной технологии мониторинга качества их профессиональной подготовки, тогда как эффективность организации оценочной деятельности и самоконтроля студента на различных этапах его саморазвития во многом зависит от условий мониторинга.
Поэтому актуальной проблемой для повышения профессиональной квалификации студентов - будущих инженеров является разработка и создание условий для развития и саморазвития технических компетенций студентов на основе применения электронных средств обучения.
Необходимость решения обозначенной проблемы определяет актуальность темы исследования «Развитие технических компетенций студентов на основе информационных технологий обучения».
Цель исследования - выявить, обосновать и экспериментально проверить педагогические условия, необходимые для развития и саморазвития технических компетенций студентов в технологическом вузе на основе применения электронных средств обучения.
Объект исследования - процесс обучения в технологическом вузе, ориентированный на саморазвитие технических компетенций студентов.
Предмет исследования - совокупность педагогических условий педагогического развития технических компетенций студентов на основе применения электронных средств обучения.
Гипотеза исследования: развитие технических компетенций студентов технологического вуза будет более эффективным при выполнении ряда условий:
- провести анализ и определить рейтинг значимости и перспективности компетенций, которые необходимы инженеру в его профессиональной деятельности;
структурообразующим основанием развития технических компетенций студентов выступит модель, базирующаяся на основных
педагогических условиях развития технических компетенций в технологическом вузе;
теория, изучаемая студентами в курсах технических дисциплин, соединится на практике применения компьютера в качестве одного из инструментов познания учебного материала;
научно-методическое и технологическое обеспечение учебного процесса будет представлено системой учебно-познавательных творческих заданий, механизмов и процедур творческой учебной деятельности с применением электронных пособий по ряду технических дисциплин;
учитывать актуальный и потенциальный уровень компетенций студента, периодически осуществляя оценку уровня развития технических компетенций студентов на занятиях.
В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой определены задачи исследования.
Рассмотреть содержание основных понятий по теме исследования и на основе анализа литературных источников раскрыть сущность базовых понятий исследования: «технические компетенции студентов», «компетентность специалиста», «технологическая культура».
Выявить и произвести систематизацию компетенций, подлежащих усвоению студентами в процессе обучения в технологическом вузе; на основе чего определить показатели и критерии развития технических компетенций студентов как будущих специалистов, структурировав их; разработать модель развития технических компетенций студентов в технологическом вузе.
3. Теоретически и экспериментально обосновать педагогические
условия, ориентированные на развитие технических компетенций студентов
технологического вуза, уточнив и раскрыв сущность педагогического
стимулирования процесса формирования технических компетенций
студентов - будущих инженеров с помощью электронных средств обучения.
4. Разработать целостную систему контроля развития технических
компетенций студента, представляющую собой в балльном выражении оценку развития профессиональных технических компетенций студента в учебном процессе.
Теоретико-методологической основой исследования послужили: концептуальные положения в области философии образования Б.С.Гершунского, Э.И. Гусинского, Ю.И. Турчанинова и др.; компетентностный подход А.В.Хуторского, И.Д Фруминой, И.А. Зимней, В.А. Кальней, М.А.Чошанова, В.М.Шепель, П.В.Симонова, А.Н. Дахина, Д.А.Иванова, СЕ. Шишова, О.В. Чураковой и др.; теория развития психоаналитических процессов самоопределения - самовыражения -самоутверждения - самореализации - саморегуляции В.И.Андреева; труды отечественных исследователей о профессиональном становлении специалиста Е.А.Климова, Н.Ф. Талызиной, Л.М. Митиной, А.К. Осницкого, И.И. Головановой и др.; исследования в области образовательных технологий В.В. Давыдова, В.В.Гузеева, И.Т. Роберта Г.В., Ившиной, С.А. Казанцева, B.C. Минкина, Е.С Нефедьева, М.А. Поливанова и др.; теоретические основы взаимосвязи общего и профессионального образования А.А. Кирсанова, М.И. Махмутова, И.Я. Курамшина, Л.А. Казанцевой, Ю.С. Тюнникова и др.
Методы исследования: теоретический анализ философской, психолого-педагогической, специальной и методической литературы по теме исследования; изучение педагогического опыта применения системного и индивидуального подходов в образовательном процессе; педагогическое наблюдение, беседа, анкетный опрос студентов; педагогический эксперимент с последующей статистической обработкой полученных данных с помощью корреляционного, факторного и кластерного анализов.
Этапы исследования. Первый этап (2003-2004гг.). На данном этапе определена проблема, цель, объект и предмет, сформулирована гипотеза, определены основные категории исследования. Осуществлен теоретический анализ сущности проблемы с применением философских и психолого-
педагогических источников, определены исходные методологические принципы и теоретические позиции исследования процесса развития и саморазвития технических компетенций студентов на основе применения электронных средств обучения на примере учебного предмета «физика». Результаты, полученные на данном этапе, докладывались на отчетных учебно-методических конференциях. Разработаны вопросы для осуществления тестового контроля знаний студентов по разделам физики: «механика» и «молекулярная физика», проведен анализ и обобщение научно-методической литературы по проблеме исследования, разработана концепция электронного учебника и методические программы, создана модель электронного учебника по разделам: «механика» и «молекулярная физика».
Второй этап (2004-2005гг.). Разработана методика проверки эффективности применения электронного учебника в учебном процессе Казанского государственного технологического университета (КГТУ). Проводилась опытно-экспериментальная работа с целью проверки гипотезы исследования и предварительного анализа результатов.
Третий этап (2005-2006гг.). Осуществлено апробирование предложенной методики развития технических компетенций в реальном учебном процессе, проанализированы и обобщены результаты теоретического и экспериментального исследования; сформулированы выводы; разработаны методические рекомендации по педагогическому стимулированию процесса развития и саморазвития технических компетенций студентов.
Научная новизна исследования.
1. Уточнена и раскрыта сущность педагогического стимулирования процесса развития технических компетенций студентов - будущих инженеров на основе повышения их готовности к профессионально-творческому саморазвитию, определяющийся как процесс и результат продуктивного изменения творческого инженерного мышления, развития креативных личностных качеств, включающих способности к самопознанию,
самоуправлению, самореализации и самоконтролю студента.
Обоснована модель методической системы развития технических компетенций в технологическом вузе, под которой понимается педагогическая структура, важнейшими компонентами которой являются цели, содержание, формы, методы и средства обучения и воспитания студентов.
Определена структура и содержание технических компетенций студентов, состоящая из следующих блоков: познавательно-информационного, потребностно-мотивационного, эмоционально-ценностного, деятельностного, интеллектуального и блока самореализации.
4. Исходя из структуры технических компетенций студентов,
разработана система показателей и критериев их развития. Это
познавательно-информационный показатель (познавательная
самостоятельность, глубина знаний, объем знаний, прочность,
аналитичность, направленность познавательного интереса студента),
потребностно-мотивационный показатель (устойчивость потребностей и
мотиваций обучения), эмоционально-ценностный показатель (эмоционально-
ценностное отношение к развитию технических компетенций),
деятельностный показатель (уровень компетентности, соотношение
продуктивного и репродуктивного компонентов), интеллектуальный
показатель (эвристичность, логичность, критичность, системность,
оперативность, креативность и проблемность мышления) и показатель
самореализации (степень самореализации, степень творческого
саморазвития, целенаправленность личности на творческое саморазвитие и
самоопределение). Эти показатели ранжированы в соответствие с их
значимостью.
5. Выявлены, теоретически обоснованы и экспериментально проверены
педагогические условия развития технических компетенций студентов:
создание модульных электронных учебников; активное применение
различных средств компьютерной техники; специальная подготовка
преподавателей; действия преподавателя по организации контроля и самоконтроля, оценки и самооценки результатов деятельности студентов, психолого-педагогическая диагностика личности и коллектива студентов с применением единых оценочных критериев; организация образовательного процесса с выраженной ориентацией его на интеграцию образовательных технологий саморазвития личности студента и актуализацию рефлексии и саморазвития личности; усиление межпредметных связей; актуализация прежних знаний и способов действий студентов; формирование новых понятий и способов действий; применение выработанных умений и навыков; использование различных источников информации, в том числе ресурсов глобальных информационных сетей в процессе обучения; осуществление самостоятельной проектной деятельности студентов и др.
6. Разработан и экспериментально проверен на дисциплине «физика» созданный учебно-методический комплекс, воплощающий в себе единство современных средств обучения, ориентированный на профессиональное развитие и саморазвитие технических компетенций студентов.
Теоретическая значимость исследования заключается в осуществлении целостной разработки и развитии личностно-ориентированной модели базовых технических компетенций студентов высшей школы на основе информационных технологий обучения; в выявлении и обосновании педагогических условий, ориентированных на развитие и саморазвитие технических компетенций студентов в процессе их профессиональной подготовки в вузе; в структурировании и систематизации показателей, критериев и уровней развития технических компетенций студентов.
Практическая значимость исследования определяется
возможностью применения теоретико-методических разработок в образовательно-воспитательной деятельности вузовского преподавателя, которые дают возможность стимулировать процессы развития и саморазвития технических компетенций студентов на основе применения
электронных средств обучения.
Разработан и экспериментально проверен на кафедре физики КГТУ на студентах первых курсов выявленный учебно-методический комплекс условий развития информационных компетенций, а также апробирован компьютерный электронный учебник, воплощающий в себе единство необходимых и эффективных средств обучения. Материалы исследования могут быть включены в курс подготовки преподавателей высшей школы.
Обоснованность и достоверность полученных результатов исследования обеспечиваются применением адекватных и современных методологических подходов к проблеме исследования; соответствием методов исследования его задачам, систематической проверкой результатов исследования на различных этапах экспериментальной работы; статистической обработкой результатов исследования.
Апробация результатов исследования осуществлялась в ходе опытно-экспериментальной работы на базе кафедры физики КГТУ, путем публикаций и участия в научно-практических и научно-методических конференциях: «Модернизация профессиональной подготовки молодежи в системе учреждений образования» (Казань, КГТУ, 2004 г.); «Новые информационные технологии: опыт, проблемы и перспективы применения в учебных заведениях» (Казань, КГТУ, 2005 г.); «Образовательные технологии в системе непрерывного, профессионального образования: традиции и инновации» (Казань, КГТУ, март 2006 г.); «Актуальные проблемы образования, науки и производства» (Нижнекамск, НХТИ, апрель 2006 г.) «Стратегические ориентиры в профессиональной подготовке субъекта деятельности» (Казань, АСО, март 2006 г.); «Образовательные технологии в системе непрерывного, профессионального образования: традиции и инновации» (Казань, КГТУ, 30 марта 2006 г.); «Мониторинг качества образования и творческого саморазвития конкурентоспособности личности» (Казань, КГУ, 2006г.); «Самосовершенствование, самореализация личности: психолого-педагогические аспекты» (Набережные Челны, НГПИ, 2006 г.);
«Организация самостоятельной работы студентов на факультете вуза» (Минск, БГУ, 2006 г.). Основные результаты исследования внедрены в деятельность технологического университета на кафедре физики. На защиту выносятся следующие положения.
1. Понятие «технические компетенции студента», которое определяется
как сложная интегральная система личностных и профессиональных качеств
будущего специалиста, характеризующая степень развития (саморазвития)
личности, индивидуальности и отражающая синтез технических знаний,
умений и навыков, интеллектуальных способностей, совокупность
ценностных ориентации, мотивов и потребностей профессионального
самосовершенствования студента.
2. Развитие технических компетенций студентов осуществляется более
. эффективно в условиях применения электронных пособий и межпредметного
взаимодействия при управлении познавательной деятельностью студентов, как в период аудиторных занятий, так и во время их самостоятельной работы.
3. Развитие технических компетенций студентов на основе применения
электронных средств обучения неразрывно связано с развитием у студентов
само - процессов: умением самостоятельно ориентироваться в
информационном пространстве, конструировать и правильно применять
полученные знания, проектировать свои дальнейшие действия и т.д.
4. Реализация организационных и эффективных форм обучения в
условиях информатизации обучения опирается на следующие
концептуальные положения:
-средством познания учебного материала должен стать компьютер; -применение новых электронных средств обучения при изучении физики будет содействовать не только профессиональному развитию, но и общекультурному развитию будущих специалистов, приобщению их к технологиям и мировоззрению XXI века;
-взаимосвязь учебной деятельности студента с его будущей профессиональной деятельностью может осуществляться за счет повышения
уровня мотивации обучения, повышения уровня готовности к саморазвитию технических компетенций.
5. Педагогический мониторинг результатов обучения студентов обеспечивает выявление динамики развития и саморазвития технических компетенций студентов через показатели и критерии сформированности их компонентов с целью коррекции деятельности студента и преподавателя и осуществления адаптационной подготовки студентов к будущей профессиональной деятельности.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, приложения, включает 15 таблиц и 18 рисунков.
Базовые понятия исследования. Компетентностный и заданный подходы в образовании
К началу XXI в. новые стратегические ориентиры модернизации общества существенно изменили роль образовательного сектора и повысили ожидаемый вклад науки и образования в развитие всех сфер экономики, политики и культуры. В этом контексте значительно расширились и качественно изменились сущность, функциональное поле и назначение педагогики, призванной непосредственно, активно и компетентно влиять на социальную практику, выполняя заказ государства, общества, а также каждой семьи и каждого человека в отдельности [28]. Повысились требования к профессиональной подготовке специалистов, поэтому возросла значимость компетентностного подхода в образовании как социально-педагогического компонента во всех направлениях и сферах профессиональной деятельности к подготовке квалифицированных работников.
Существенным является и то, что мир вступил в информационную эпоху своего развития. Этот процесс необратим, но он сложен и противоречив. Возможность успешного воспитания конкурентоспособной творческой личности в значительной степени определяется в настоящее время и в еще большей степени будет определяться в будущем уровнем образованности и культуры общества, применением компетентностного подхода в образовании [98]. Знание и опыт прошлого трансформируются системой образования в способности отдельного человека к поиску необходимой информации, новых знаний, в умении оптимизировать и увеличивать потенциальные возможности своего развития. Процессы информатизации и компьютеризации общества, направленные на преодоление противоречий между возрастающим объемом информации и способностью ее усвоения людьми, требуют высокого уровня образованности, необходимого, в первую очередь для того, чтобы уметь применять высокотехнологичные, интеллектуальные продукты в бесконечно обновляющейся жизни. В этой связи можно говорить о главной задаче, которую предстоит решать профессиональному образованию в ближайшее время - научить жить подрастающее поколение в открытом информационном сообществе.
Необходимость обеспечения качественной профессиональной деятельности будущего специалиста также ставит перед обществом задачу поддержания высокой технологичности образовательного процесса на основе внедрения высокоэффективных информационных технологий, передовых достижений современной педагогической науки. Поэтому ситуация складывается так, что задача современного образования состоит не только в обучении функциональной, научной и технологической грамоте, но и грамоте информационной, компьютерной [91]. Немаловажное значение имеет также процесс освоения компетентностной культуры, которая значительно трансформировалась в информационном обществе, что также является одной из задач обучения. Это необходимо для достижения равновесия между целями общества и задачами современного образования.
Модернизация сегодняшнего общего и профессионального образования как раз и выполняет такую задачу. Это не очередной виток в «борьбе» за совершенствование образования, а стремление сделать его современным, отвечающим вызову нового времени, реформа его стратегических и тактических целей, содержания и формы.
А если образование современно, значит, современны и члены общества. Следовательно, его обновляющаяся система должна стать своего рода полигоном, где происходит формирование гуманной, духовно богатой и конкурентоспособной творческой личности, которая свободна в выборе способов своей деятельности, общения, своих жизненных перспектив. При этом в процессе постоянного развития и обновления процесса образования, движения к новому качественному состоянию происходит выявление и осмысление потребностей и культурных смыслов учебно-воспитательной деятельности, неизбежный выбор ценностей и разнообразных типов образования [28]. В связи с этим постоянно и неизбежно встает задача обновления содержания образования, возникает необходимость полномерного применения компетентностного подхода, а также комплексного, культурного насыщения профессиональной деятельности будущих специалистов. А это задача педагогики, выходящей на новый социальный уровень.
Для современного периода развития общественного сознания в трактовке социальной отрасли педагогики характерна смена старой парадигмы новой. Но и ее выделение в самостоятельную отрасль знаний нецелесообразно, так как вся педагогика социальна [20]. Она может служить теоретическим базисом развития практики общественных отношений и необходимым компонентом профессионального образования. Формирование новой парадигмы - процесс сложный и противоречивый. Востребованность педагогической практики на современном этапе развития общества, осознание необходимости инвестиций в человеческие ресурсы способствовало тому, что к началу XXI века во всех сферах жизнедеятельности общества назрела объективная необходимость понимания социальной педагогики как педагогики общественных отношений. Эта область педагогики призвана привнести свой вклад в обеспечение экономического, политического и духовно-нравственного становления сообщества во все отрасли профессионального образования. При этом одним из важнейших индикаторов развития профессионально-технических компетенций специалиста становятся уже и социальные компетенции. Поэтому постепенное расширение пространства социальной педагогики включает все новые и новые направления и сферы социальной практики и это позволяет сегодня рассматривать профессионально-технические компетенции как необходимую (универсальную) составляющую вариативной профессиональной характеристики специалиста весьма разных сфер человеческой деятельности и отношений.
Особая значимость фундаментального набора «человековедческих» знаний и умений в любой деятельности индивида дает основание утверждать, что специфика компетентностного подхода заключается в педагогическом сопровождении (обеспечении) развития процесса социальных отношений во всех сферах жизни общества. В широком смысле слова речь идет о пробуждении гражданского сознания, формировании духовно-нравственных качеств, толерантности, готовности принимать ответственные решения, о самообразовании, творческой самореализации личности и т.п.
В связи со сказанным особый интерес представляет понятие «компетенции», применяемое в диссертации. В словаре иностранных слов дается такое определение понятия «компетенция». «Компетенция» (от латинского compete - добиваюсь, соответствую) - : 1.«...круг полномочий, предоставленный законом, уставом или иным актом конкретному органу или должностному лицу, а также как знания и опыт в той или иной области», 2.«...круг вопросов, явлений, в которых данное лицо обладает авторитетностью, познанием, опытом. Таким образом, по данному определению имеет смысл рассматривать функции или задачи, которые должен выполнять специалист в своей профессиональной деятельности. При этом можно выделить блок знаний и умений, которые должен освоить студент.
Структура, уровни, этапы, показатели и критерии развития базовых технических компетенций. Модель студента-инженера
Проникновение в смысл словосочетания «проектирование образования самореализующейся личности» - непростая, но актуальная проблема, которая не может оставить безразличным не только педагога-исследователя, но и вдумчивого практика [84, с.5]. При этом проблема проектирования образования самореализующейся личности не является надуманной, а существует реально, поскольку именно появление новых терминов, таких как «компетенции», «компетентность» и др. может выступать источником постановки данной проблемы [84, с.7].
В самом деле, если «технические компетенции» - это «представление (образ) будущего результата деятельности», а «самореализующаяся личность» - это человек, способный самостоятельно определить направление своего развития, но при этом не всегда четко представляющий его конечные результаты, то вышеназванное словосочетание выглядит достаточно противоречивым. Тем не менее, стоит искать пути разрешения противоречия между изначально директивным характером процесса проектирования образования и стремлением личности к жизненному и профессиональному самоопределению. Неоднозначность понимания сущности этого явления в образовательной практике В.П. Зинченко назвал «вирусом проектирования», распространение которого к середине 90-х гг. XX в. стало практически неконтролируемым [49, с.64]. Это связано с существующей в настоящее время социальной потребностью в массовой инновационной деятельности и широким внедрением информационных технологий в процесс обучения.
Происходящие сегодня социально-экономические, социально-политические процессы, развитие этнокультурных традиций в образовании требуют выявления основных приоритетов, которыми будут определяться характер и содержание образования начала нового столетия. Приоритетность отдельных проблем налицо, продемонстрируем некоторые из направлений, способных увлечь в будущее человека нового века нового тысячелетия в русле принятых в мире традиций саморазвития и самообразования на основе информационных технологий обучения в вузе в контексте развития и саморазвития базовых технических компетенций студентов - будущих инженеров.
Думается, что для решения намеченной цели следует, прежде всего, активизировать развитие в профессиональной подготовке будущего специалиста нового по содержанию, но основанного на отечественных традициях гуманистического мышления и мировоззрения. Оно должно опираться на обновленное содержание общего и профессионального образования, на саморазвитие технических компетенций студентов на основе электронных средств обучения. Это даст возможность студентам как будущим специалистам усваивать понятия и положения науки, культуры, экономики и технологии, вооружит их новыми знаниями в бесконечно обновляющейся жизни.
Необходимость обеспечения нормальной профессиональной деятельности будущего специалиста-инженера ставит перед обществом задачу поддержания высокой технологичности образовательного процесса на основе внедрения высокоэффективных информационных технологий, передовых достижений современной педагогической и психологической науки в вузе. На деле же сегодня зачастую между научными разработками в области педагогики и внедрением результатов исследований в практику образуется разрыв, остаются невостребованными многие продуктивные идеи и пути их внедрения в практику.
В содержании образования студентов в последние годы происходят крупные изменения, связанные со стандартизацией процесса обучения. Но требования стандартов следует воспринимать, прежде всего, как необходимость проводить процесс обучения и воспитания на уровне повышенной трудности [128]. И это должно, видимо, стать основным условием успешной деятельности институтов образования, по этой причине, и внедряются высокоэффективные информационные технологии обучения. Иначе неизбежны отставание, промахи и потери в подлинной образованности вступающих в жизнь молодых специалистов, иначе неизбежен крах идеалов образования, невозможно полноценное развитие технических компетенций студентов.
Итак, основные функции студента в обучении: рефлексия (исследование); проектирование; конструирование; организация; коммуникация; самоконтроль. При этом образовательный стандарт в области развития компетенций рассматривается, как: -признанная обществом норма образованности его членов, норма компетентностных подходов к образованию; -обязательные требования, без выполнения которых невозможно сохранение и воспроизводство культуры профессиональных компетенций; -эталон, с помощью которого любой будущий специалист может судить о своем развитии и качестве предоставленных ему образовательных услуг [113]. Таким образом, стандарт определяет требования к образованности будущего специалиста, к развитию его профессиональных компетенций. Общество ставит перед современным институтом образования задачу подготовить интеллектуального и профессионально мобильного специалиста, обладающего необходимыми компетенциями. Указанная задача может быть решена лишь при условии построения такой структуры общеобразовательной подготовки студентов, которая бы смогла обеспечить широкую функциональную грамотность и профессиональную компетентность современных специалистов. Реализация данного подхода возможна через определенную стандартизацию образования, которая предполагает включение в содержание образования знаний по экологии, экономике, компьютерной грамотности и др. Это, в свою очередь, требует нахождения новых проблемно-методологических решений, которые можно было бы положить в основу саморазвития технических компетенций студентов в персонализированном образовательном процессе. Процесс стандартизации образования в вузе продемонстрирован на схеме (рисунок 3).
Организация эксперимента. Методы исследования динамики развития технических компетенций студентов
Необходимо определить основные задачи развития технических компетенций студентов: -разработать рациональные организационные методы, определив конкретные цели изучения учебного предмета и его содержание, направленное на саморазвитие технических компетенций; -определить эффективные формы обучения, направленные на развитие технических компетенций и достижение поставленных целей обучения; -рассмотреть необходимые средства обучения и разработать рекомендации по их применению в практике работы преподавателя со студентами.
В исследовании в 2005 и в 2006 гг. проводился формирующий эксперимент. Изучался уровень развития технических компетенций у студентов КГТУ (прежде всего, технических знаний, навыков и умений) при прохождении учебного материала по разделам физики «Основы механики» и «Молекулярная физика» по электронному учебнику. Результаты сравнивались у контрольной группы студентов, проходящих обучение с помощью традиционных учебников и по электронному пособию - у экспериментальной группы и сопоставлялись оценки студентов в начале и конце обучения в проектной деятельности. Общее количество респондентов в исследовании составило 345 человек. Из них: испытание по традиционным учебникам прошли 170 студентов, а по электронному пособию - 175 студентов. В качестве испытуемых протестированы студенты дневной и вечерней формы обучения, проходящие подготовку по четырем специальностям «Детское питание», «Пищевая инженерия малых предприятий», «Технология бродильных производств и виноделия», а также «Технология изделия из кожи, специализация обувь». По итогам обучения после каждой темы был проведен контроль.
Особое значение в диссертационном исследовании имел констатирующий эксперимент, ибо достоверность получаемых результатов в значительной степени зависит от исходных данных. Целью осуществления первого этапа эксперимента было выявление уровня развития технических компетенций студентов. Одной из основных причин, обуславливающих важность констатирующего эксперимента, явилась необходимость выявления достоверного уровня развития технических компетенций у студентов.
Направление проведения констатирующего этапа эксперимента было связано преимущественно с диагностикой поисковых, технологических и предметно-аналитических компетенций, так как остальные составляющие технических компетенций можно диагностировать только при включении в проектную деятельность.
Изучены мотивы обучения, жизненные цели и ценности студентов, с помощью 10-балльной оценочной шкалы. Количество проанкетированных респондентов составило 67 студентов этих же специальностей. В эксперименте изучалось отношение студентов к физике, к различным формам обучения физике, к обучению в вузе в целом, выявлялись значимые для студентов качества преподавателя физики, выявлялись дальнейшие профессиональные намерения студентов. Применялась авторская анкета, в которую были включены вопросы из методики М. Рокича по оценке ценностных ориентации. Для понимания субъективного мира студента, его поведения, его выборов, предпочтений, поступков необходимо осмыслить пространство его ценностей. Наиболее распространенной в настоящее время является методика изучения ценностных ориентации М. Рокича, основанная на прямом ранжировании списка ценностей, поэтому вопросы данной методики были включены в общую анкету. Достоинством методики является универсальность, удобство и экономичность в проведении обследования и обработке результатов, гибкость и возможность варьировать как стимульный материал (списки ценностей), так и инструкции. Существенным ее недостатком является влияние социальной желательности, возможность неискренности, поэтому особую роль в данном случае играют мотивация диагностики, добровольный характер тестирования и наличие контакта между психологом и испытуемым. Методику не советуют применять в целях отбора и экспертизы испытуемых. Для преодоления указанных недостатков и более глубокого проникновения в систему ценностных ориентации были изменены инструкции, которые дали дополнительную диагностическую информацию.
Статистические методы обработки экспериментальных результатов
Особенность методов исследования проблемы развития технических компетенций студентов - будущих инженеров обусловлена необходимостью серьезной статистической обработкой результатов, ибо современная педагогика должна быть экспериментальной наукой.
Вопросы, связанные с применением статистических методов в педагогике и психологии разбирались разными авторами.
В данной главе приведен обзор статистических методов, которые могут быть применены для анализа педагогической информации. Здесь приводятся методы статистического анализа, дан обзор методов классификации ситуаций, кластерного, корреляционного анализа и др.
Кластерный анализ - «это совокупность методов классификации многомерных наблюдений или объектов, основанных на определении понятия расстояния между объектами с последующим выделением из них групп, сгустков наблюдений (кластеров, таксонов). При этом не требуется априорной информации о распределении генеральной совокупности».
«Cluster» - английское слово, что в переводе с английского языка означает «гроздь, группа» [122]. Первое время этот анализ называли «гроздевым анализом». Кластерный анализ - это средство типологического анализа, который находит применение в педагогике, биологии, медицине, географии, филологии и т.д. Основная идея кластерного анализа - идея «структурной классификации» или выделения небольших компактных групп объектов. Для создания эффективных классификаций кластеризация должна обеспечивать использование показателей, характеризующих исследуемые объекты, производить оценку степени сходства между ними и обеспечивать размещение схожих объектов в одну и ту же группу. Сформированные же группы должны быть достаточно «локальны», т.е. сходство объектов внутри групп должно превосходить сходство групп между собой. Методы кластерного анализа имеются в большинстве наиболее известных отечественных и зарубежных статистических пакетах: SIGAMD, STADIA, СОМИ, ПНП-БИМ, СОРРА-2, СИТО, SAS, SPSS, STATISTICA, BMDP, STATGRAPHICS, GENSTAT и т.д.
Существуют три основные причины интереса к этому виду анализа: -состоит в появлении мощной вычислительной техники, без которой кластерный анализ не реализуем; -заключается в том, что современная наука все сильнее опирается в своих построениях на классификацию; -состоит в углублении специальных знаний, приводящих к увеличению количества переменных, учитываемых при анализе тех или иных объектов и явлений.
Для классификации, в данном исследовании использовалась иерархическая агломеративная процедура кластерного анализа, на первом шаге в которой каждое наблюдение рассматривается как отдельный кластер. В дальнейшем на последующих шагах работы алгоритма происходит объединение двух самых близких кластеров, при этом расстояния между кластерами пересчитывается, а количество кластеров уменьшается на единицу. Когда все наблюдения объединяются в один кластер, работа алгоритма заканчивается. Объектами классификации были студенты, преподаватели, вузы, факультеты вузов и т.д. Признаками объектов были личностные качества, определенные состояния и т.д. Для определения меры различия (расстояния) р между і и j объектами, применялась эвклидова метрика: где zu (Zji) значение / признака і-го (/-го) объекта, т - количество признаков объектов. При проведении кластерного анализа значения признаков нормировались для выравнивания их вклада в определяемую меру различия между объектами, а балльные значения признаков рассматривались как количественные величины. Расстояния между кластерами определялись методом Варда (с миниминизацией дисперсии внутрикластерных расстояний). После определенного шага агломерации резко увеличивается расстояние между объединяющимися кластерами. Вследствие этого субъективная классификация, которая опирается на малое количество учитываемых признаков, оказывается ненадежной. Объективная же классификация, с все возрастающим набором характеристик объекта, требует использования сложных алгоритмов кластеризации, которые могут быть реализованы на базе современных компьютеров (С.А.Айвазян [2]).
Корреляционный анализ или вычисление взаимной корреляции позволяет установить взаимосвязь двух рядов (прямая или обратная зависимость). Коэффициент корреляции рассчитывается по формуле: г, = ;rl,2,...,k, (4) SjSi XiJ - значение і-го наблюдения j-го фактора (Г.Ф. Лакин [78]).
Для оценки значимости коэффициента корреляции вычисляется t-критерий Стьюдента, далее определяется табличная вероятность Р. Если Р 0,05, есть основания для прямой связи между X и Y, если Р 0,95 - для обратной связи. «Статистическая значимость результата представляет собой оцененную меру уверенности в его «истинности» (в смысле «репрезентативности выборки»). Выражаясь техническим языком, р-уровень - это показатель, находящийся в убывающей зависимости от надежности результата. Более высокий р-уровень соответствует более низкому уровню доверия к найденной в выборке зависимости между переменными. Именно р-уровень представляет собой вероятность ошибки, связанной с распространением наблюдаемого результата на всю популяцию. Например, р-уровень = 0,05 (т.е. 1/20) показывает, что имеется 5% вероятности, что найденная в выборке связь между переменными является лишь случайной особенностью данной выборки. Иными словами, если данная зависимость в выборке отсутствует, а вы многократно проводили бы подобные эксперименты, то, примерно, в одном из двадцати повторений эксперимента можно было бы ожидать такую же или более сильную зависимость между переменными. Отметим, что это не то же самое утверждение о заведомом наличии зависимости между переменными, которая в среднем может быть воспроизведена в 5% или 95% случаев; когда между переменными существует зависимость, вероятность повторения результатов исследования, показывающих наличие этой зависимости, называемой статистической мощностью плана. Во многих исследованиях, (в том числе и в данной работе), р-уровень 0,05 рассматривается как «приемлемая граница» уровня ошибки. Как определить, является ли результат действительно значимым? Не существует такого способа избежать произвола при принятии решения о том, какой уровень значимости следует действительно считать «значимым». Выбор определенного уровня значимости, выше которого результаты отвергаются как ложные, является произвольным.
