Введение к работе
Актуальность исследования. Нарастающая изменчивость современного мира обусловливает динамику развития наукоемких технологий и техники, которые обеспечивают смену нескольких поколений технических объектов, а иногда и технологических укладов за время жизни одного поколения людей. При этом резко увеличивается объем компьютеризированной информации, циркулирующей в мировом масштабе.
Тысячелетняя культура человечества все более приобретает техногенные черты. Возрастает цена ошибки человека-оператора или инженера-проектировщика, принимающего решения, которые могут иметь глобальные последствия. Моральные основы деятельности человека при принятии таких решений становятся равнозначными или даже превосходящими технологические или экономические обоснования. Гуманизация человеческой деятельности стала насущной потребностью.
В этих условиях становится вполне очевидной необходимость определения содержания образования и выбора образовательных технологий в области подготовки инженеров для энерго- и наукоемких отраслей науки и техники, типичным примером которых является ракетно-космическая техника.
Формирование профессиональной компетентности специалистов предполагает применение образовательных технологий, использующих адекватный инструментарий, втом числе, учебную литературу.
Противоречие между необходимостью фундаментализации образования и обеспечением актуальной профессиональной компетентности в условиях усиливающейся межпрофессиональной и межотраслевой мобильности специалистов может сниматься или целевой подготовкой конкретного человека для конкретного предприятия-заказчика, или качественной модификацией целевой функции образования - профессиональной компетентности через применение образовательных технологий, которые реализуют стратегию инновационного образования.
Опыт Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана в целевой подготовке инженеров с участием в учебном процессе крупных специалистов из промышленности и при прохождении студентами непрерывной научно-производственной практики по месту будущей работы показал эффективность такой организации учебного процесса как одного из современных вариантов всемирно признанной «русской школы подготовки инженеров».
Достижения отечественной высшей технической школы, в частности одного из ее лидеров - МГТУ им. Н.Э. Баумана, по праву снискали авторитет в мировом сообществе. Подтверждение этому - имена профессоров и выпускников (в разные годы: ИТУ, МММИ, МВТУ), чьи дос-
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ]
БИБЛИОТЕКА {
тижения стали вехами в истории мировой научно-технической мысли: Н.Е. Жуковский, СП. Тимошенко, И.И. Сикорский, А.Н. Туполев, СП. Королев, П.О. Сухой и др.
В процессе совершенствования отечественной высшей технической школы должны быть сохранены ее лучшие достижения, в том числе путем отражения и закрепления их в учебной литературе. Проектирование выполняющей такую функцию учебной литературы должно, с одной стороны, учитывать общие педагогические закономерности, деятель-ностные основы образовательных технологий, а с другой - передавать все существенные особенности высшей профессиональной школы.
При достаточно большом количестве исследований (В.Г. Бейлин-сон, В.П. Беспалько, И.К. Журавлев, Д.Д. Зуев, И.П. Подласый, К.Д. Ушинский, Г.Н. Фадеев и др.) разработка общей теории учебника сохраняет свою актуальность. И только отдельные аспекты этой теории рассматривались применительно к разработке учебников по техническим дисциплинам для вузов. Положение осложняется тем, что педагогика и психология высшей школы в настоящее время находятся в процессе становления.
Общие требования к учебной литературе для вузов сформулированы в работах П.Г. Буги. Издание учебников для высшей школы за рубежом рассматривается в работах К. Сухорукова. Психолого-педагогические аспекты формирования качественных характеристик учебных изданий исследованы в работах В.И. Гинецинского, А.А. Добря-кова и др. Предметом исследований В.П. Беспалько, М.И. Потеева, Ю.Г. Татура и др. являются дидактические качества учебника. Структуре и построению учебного текста посвящены работы Н.В. Анисина, К.К. Го-моюнова, Л.П. Доблаева, A.M. Сохора и др. В разработках С.Г. Антоновой и Л.Г. Тюриной предпринимается попытка комплексного подхода к учебной литературе. Этот подход также характеризует исследования, проводимые в НИИ высшего образования, в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ" и других научных и образовательных учреждениях. Работы В.Н. Агеева, Ю.Г Древса, Л.Х. Зайнутдиновой и др. посвящены электронным изданиям учебного назначения.
Между тем в последние годы издается много учебной литературы, качество которой не вполне соответствует современным педагогическим требованиям. Обоснование таких требований к учебникам по дисциплинам технических специальностей фрагментарно содержится в небольшом числе публикаций, требующих их обобщения, а научные основы системного проектирования этой учебной литературы практически не разработаны.
Под проектированием в контексте настоящего исследования понимается разработка проекта - идеального образа учебника (в более широком смысле - учебного издания, т.е. учебника, учебного пособия или др.), содержащего информацию, необходимую и достаточную для выпуска учебника как инструмента педагогической технологии (книги, электронного издания) при выборе средств реализации проекта в пределах академических свобод. При этом проект учебника должен включать его дидактическую структуру (последовательность и логика изложения, когнитивный контекст, структура дискурса, деление на фрагменты, типы изложения: индукция/дедукция, когнитивный сценарий, лингвистические и транслингвистические средства, фиксация когнитивных рубежей и средства контроля их прохождения и др.), разработанную с учетом целевой функции применения этого учебника - приобретения обучающимся заданной компоненты профессиональной компетентности. Помещаемый в учебник содержательный материал дисциплины, соответствующий государственному образовательному стандарту (ГОСу), образует наполнение (контент) структуры и актуализирует качество учебника.
Возникшая в последние годы деятельностная коллизия заключается, с одной стороны, в необходимости внесения объективно обусловленных изменений в образовательные процессы, идущие в новых социальных и информационно-технических условиях при сохранении общепризнанных достижений отечественной технической высшей школы, и, с другой стороны, в отсутствии научно обоснованных моделей и технологий проектирования учебной литературы.
Моделью проектирования выступает векторно структурированная последовательность целенаправленных действий по переработке заданной информации с целью получения нового информационного содержания с заданными когнитивно-дидактическими свойствами применительно к нечетко определенной цели. Т.е. в модель проектирования входит структура формирования дидактических качеств учебника (ее графическое отображение - когнитивно-информационная карта) как си-нергетической характеристики системы при известности свойств ее элементов и связей между ними, что дает возможность априорной оценки качества учебника как инструмента. Графическое отображение векторно структурированной последовательности действий по проектированию представляет собой технологическую карту неалгоритмизируемой творческой деятельности.
Вопросы качества образования как функции качества компонентов педагогической технологии занимают центральное место в современной проблематике развития высшей школы, а повышение качества инженерного образования предусматривает рост у выпускников профессио-
нальной компетентности как основной компоненты целевой функции образовательной технологии в целом. При этом современные образовательные технологии в числе объективных факторов, влияющих на достижение заданной профессиональной компетентности, рассматривают интегральные психолого-дидактические свойства учебной литературы как полифункционального инструментария.
Таким образом, сегодня возникли противоречия между потребностями в обеспечении высшего технического образования учебной литературой и отсутствием системной концепции дидактически детерминированного проектирования учебной литературы, несовершенством и незавершенностью разработки технологий, отсутствием апробированных моделей дидактического проектирования учебной литературы, в частности, по дисциплинам наукоемких специальностей для технических университетов.
С учетом этих противоречий был сделан выбор тематики исследования, проблема которого формулируется следующим образом: каковы дидактические основы проектирования учебной литературы для высшей технической школы?
Решение этой проблемы составляет цель исследования.
Объект исследования - учебно-методическое обеспечение высшего технического университетского образования.
Предмет исследования - процесс проектирования учебной литературы по дисциплинам технических специальностей. Задачи исследования:
Обосновать совокупность положений, составляющих теоретико-методологические предпосылки исследования.
Разработать концепцию дидактического проектирования учебной литературы для университетского технического образования.
Осуществить моделирование дидактического проектирования учебной литературы по дисциплинам технических специальностей. Опытно-экспериментальным путем проверить эффективность разработанной модели дидактического проектирования учебника на примере пропедевтической дисциплины «Общая теория ракетных двигателей», входящей в дисциплины специальности «Ракетные двигатели».
Гипотезы исследования предусматривают, что дидактическое проектирование учебной литературы будет эффективным, если: -учитывается актуальное сочетание трех групп факторов: изменения в системе образования (диверсификация, стандартизация, обновление образовательных технологий, инструментария и др.); развитие предметной области (повышение параметров, принципиально новые техни-
ческие решения и др.); изменения внешних условий (экологические требования, глобализация, информатизация и др.);
-известна совокупность показателей по четырем аспектам: дидактическим, коммуникативно-информационным, частным лингвистическим и содержательным при учете их психолого-педагогических системных свойств и приоритете дидактики какдеятельностной основы педагогической технологии;
-учебник проектируется как инструмент образовательной технологии и рассматривается как текстовая социально-коммуникативная деятельность;
-все фазы жизненного цикла учебника, включая проектирование, отражают компоненты педагогической деятельности, закономерности которой имеют инвариантный характер, конкретизируемый предметно ориентированным контентом.
Общую методологию исследования составляют философские положения о взаимосвязи и взаимообусловленности предметов и явлений единого мироздания. Конкретную методологию исследования составляют системно-целостный, профессионально-деятельностный и субъект-но-личностный подходы.
В качестве теоретической основы выступают:
-отечественные и зарубежные концепции высшего профессионального образования (СИ. Архангельский, СИ. Зиновьев, В. Г. Кинелев и др.);
-концепция становления человека как субъекта образовательного процесса и культурного развития (К.А. Абульханова-Славская, Б.Г. Ананьев, Л.М. Архангельский, А.В. Брушлинский, И.С. Кон, Б.Т.Лихачев, А.В. Мудрик, С.Л. Рубинштейн и др.);
-акмеологические концепции (О.С Анисимов, А.А. Деркач, Н.В. Кузьмина, А.К. Маркова, Г.С. Михайлов, В.А. Сластенин и др.);
-идеи объектной конкретизации субъектной профессионализации (А.А. Добряков, В.П. Печников и др.);
-идеи понимания текста через анализ дискурса как коммуникативного явления (ТА ван Дейк, Т.М. Дридзе и др.).
Социальная и технологическая многоаспектность деятельности в области подготовки инженеров по наукоемким техническим специальностям обусловливают необходимость многофакторного системного анализа теории и практики разработки учебников. При этом учитываются и реализуются положения о взаимосвязи и взаимообусловленности техногенного, природного предметного и социального миров в диалектике общего, особенного и единичного. Научно-педагогическая школа подготовки инженеров в МГТУ им. Н.Э. Баумана анализируется как во многом
типичная для отечественной технической высшей школы, но одновременно и уникальная, несущая в себе специфические корпоративные признаки.
На следующем уровне конкретизации выявляемых общих закономерностей предмет исследования - модель (или технология как документированная предметно конкретизированная модель) проектирования учебной литературы - представляется отечественными школами подготовки специалистов по ракетным двигателям с учетом зарубежных достижений в этой области. При этом предполагается, что учебный процесс строится на деятельностно-ориентированных субъект-субъектных гуманизированных образовательных технологиях, реализуемых с помощью традиционного и компьютеризированного инструментария.
Для решения поставленных задач использовалась взаимодополняющая совокупность методов исследования:
-теоретический анализ и синтез;
-логико-семантическое структурно-содержательное качественное моделирование, проектирование и прогнозирование;
-опросно-диагностические количественные и качественные методы (экспертные оценки, наблюдения, анкетирование, интервьюирование, социологические опросы);
-педагогический эксперимент;
-анализ качества курсового и дипломного проектирования;
-методы статистической обработки характеристик текстов учебной литературы и др.
Опытно-экспериментальная база исследования . Исследование выполнялось в МГТУ им. Н.Э. Баумана на кафедре "Ракетные двигатели" факультета "Энергомашиностроение". Было охвачено более 1000 студентов факультетов "Ракетно-космическая техника" и "Энергомашиностроение".
Исследование проводилось в несколько этапов.
1-й этап (1980-1985) Конкретизация проблемы, постановка задачи исследования, обзор литературы по педагогической проблематике, ретроспективный комплексный анализ опубликованных в 1945-1985 гг. учебников по теории ракетныхдвигателей.
2-й этап И 983-1990). Обоснование положений, составляющих теоретико-методические предпосылки исследования. Исследование методологии и разработка принципов обусловленности обновления учебной литературы. Разработка методик качественного анализа текста учебников как формы реализации образовательных технологий (когнитивно ориентированной текстовой деятельности).
3-й этап (1989-1996). Разработка программы пропедевтической дисциплины «Теория ракетных двигателей». Разработка и предварительная апробация гомологичных программе дидактических материалов, отражающих выявленные закономерности, в том числе сборника вопросов и задач по основам теории ракетных двигателей.
4-й этап (1996-2001). Раскрытие сущности и разработка концепции проектирования учебной литературы. Дополнение, уточнение, обобщение, публикация и апробация теоретико-методических и организационно-методических материалов. Практическая реализация результатов в виде выпуска соответствующего разработанной программе учебника и его компьютерных вариантов, их апробация.
Третий и четвертый этапы выполнялись как лонгитюдные, интра-скопические или включенные интерактивные исследования (с оперативной апробацией и корректировкой как целей и средств исследования, так и исследуемого процесса), в том числе с использованием повторных социологическихопросов.
Исследование в целом входило в систему научно-методического обоснования интеграционных программно-целевых технологий подготовки специалистов техническим университетом для предприятий ракетно-космической отрасли и проводилось в рамках федеральных и межотраслевых программ:
1. Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования (Подпрограмма: Научное и научно-методическое обеспечение функционирования системы образования) по проектам «Гуманизированный образовательный стандарт, ориентированный на исследовательскую ступень высшего технического образования» и «Разработка субъект-объектной педагогической технологии, ориентированной на исследовательскую ступень подготовки специалистов высшей квалификации», 1998-2000 г.
-
Межвузовская научно-методическая программа «Научно-методическое обеспечение дистанционного обучения». Раздел 4. «Разработка учебно-методического и программно-технического обеспечения дистанционного обучения по циклам базовых дисциплин для различных уровней образования», 1999 г.
-
Федеральная целевая программа «ИНТЕГРАЦИЯ», этап 2000 г. «Учебно-научный центр по разработке фундаментальных основ прорывных (критических) технологий».
Научная новизна исследования: - Разработана совокупность положений, составляющих теоретико-мето-дологические предпосылки и базис исследования: системно-целостный, профессионально-деятельностный и субъектно-личностный
подходы при учете социальной системной и локальной субъект-объектной и объект-субъектной ролевой динамики в реальном и системном времени.
- Создана концепция дидактического проектирования учебной ли
тературы для университетского технического образования как фазы
полного жизненного цикла учебника.
Разработана модель проектирования учебной литературы для высшей технической школы как деятельностно-информационная структура в системном сочетании со структурой формирования дидактических свойств учебника и ее предметно конкретное наполнение (контент), ориентированные на приобретение обучающимся заданной компоненты профессиональной компетентности.
Осуществлена опытно-экспериментальная проверка разработанной модели на примере пропедевтической дисциплины «Общая теория ракетных двигателей» группы дисциплин специальности «Ракетные двигатели»: выпущены, апробированы сборник задач и учебник в виде книги и ее компьютерных версий в сетевом и дисковом (для CD-ROM) вариантах.
Теоретическая значимость исследования: -Обоснована концепция проектирования учебной литературы как фазы полного жизненного цикла учебника.
-Установлены причинно-следственные связи и выработана процессуально-информационная структура (когнитивно-информационная карта) формирования дидактических свойств учебника как инструмента образовательной технологии.
-Определены системные требования к когнитивно-дидактическим свойствам и качественным характеристикам учебной литературы. -Разработана деятельностно-информационная структура (технологическая карта) дидактического проектирования учебника.
Практическая значимость исследования Содержащиеся в нем теоретические положения и выводы являются предпосылкой научно-методического обеспечения высшего технического образования. Разработанная в процессе исследования модель проектирования учебной литературы может быть использована при подготовке учебных пособий, учебников и их компьютерных вариантов, в исследованиях по дидактике высшей школы, в системе подготовки и переподготовки преподавателей и инженерных кадров.
Достоверность и надежность полученных результатов обеспечены методологической обоснованностью исходных параметров, использованием комплекса методов исследования, адекватных его предмету, задачам и логике, сочетанием качественного и количественного анализа, ре-
презентативностью выборок; непротиворечивостью выводов и их воспроизводимостью в массовой практике.
На защиту выносятся следующие положения:
-на основе качественного системного анализа содержательных, дидактических, коммуникативно-информационных и лингвистических психолого-педагогических характеристик учебной литературы учебник рассматривается как текстовая социально-коммуникативная деятельность и ее результат, а дискурс выступает и в качестве коммуникативного явления, и как коммуникативно-познавательная единица, смысловое ядро которой задано коммуникативным замыслом;
-системные требования к когнитивно-дидактическим свойствам и качественным характеристикам учебной литературы должны соответствовать актуальной и прогнозируемой ситуациям в предметной области и ее базовых и взаимодействующих отраслях, а также педагогическим технологиям на всех этапах полного жизненного цикла учебника как технологического инструмента;
-необходимые условия обновления учебной литературы как актуальное сочетание изменений в системе образования и во внешних условиях при существенном развитии предметной области, которое определяет новые требования к компетентности специалиста;
-концептуальная когнитивно-информационная структура формирования дидактических свойств учебника, отражающая интегрированные по отношению к целевой функции дисциплины корреляционные причинно-следственные связи между характеристиками инварианта учебной дисциплины, дидактической макроструктуры текста, структуры дискурса и создаваемого учебными заданиями когнитивного контекста;
-модель дидактического проектирования учебной литературы как системно интегрированного сочетания векторно структурированной последовательности итерационных действий по переработке заданной информации с целью получения нового информационного содержания с заданными дидактическими свойствами, которая включает формирование исходной информации, выработку концептуального идеального образа и ориентировочной основы деятельности, актуализацию этой основы, прогнозирование дидактических качеств учебника и, при необходимости, корректировку его характеристик для получения заданного качества;
-содержание и структура сборник задач, учебника и его компьютерных дискового и сетевого вариантов по пропедевтической дисциплине «Общая теория ракетных двигателей» учебного плана специальности «Ракетные двигатели».
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения работы отражены в 33-х опубликованных трудах научно- и учебно-методической направленности и в 3-х научно-технических отчетах, докладывались и получили одобрение на трех международных (г. Бердянск, 1995 г., Москва, 1999, 2000 гг.) и пяти всероссийских (Москва, 1998, 2000, 2002 гг.) научных конференциях.
По разработанной автором программе «Общая теория ракетных двигателей», определившей содержание сборника задач и учебника, более 10 лет ведется преподавание в МГТУ им. Н.Э. Баумана на факультетах «Энергомашиностроение» и «Ракетно-космическая техника».
Результаты исследования внедрены в учебный процесс МГТУ им. Н.Э. Баумана путем выпуска и использования методических пособий, научно-методических и организационно-методических работ, монографии, сборника задач и учебника. Сетевой компьютерный вариант учебника с 1998 г. эксплуатируется в МГТУ им. Н.Э. Баумана на внутриуни-верситетском сегменте сети Интернет (). а с июня 2003 г. - на открытом сетевом
Подтверждающий эффективность разработанной модели педагогический эксперимент заключается в обучении студентов в 1998-2003 гг. дисциплине "Общая теория ракетных двигателей" опытной группы на факультете "Ракетно-космическая техника" и двух эталонных групп на факультете "Энергомашиностроение". Для опытной группы разработанные автором учебное пособие и учебник назначались как обязательные и основные. Тогда как для эталонных групп в качестве основной задавалась другая учебная литература. Домашнее задание и курсовой проект студентов опытной группы по объему и информативности превосходили на 20-25% показатели эталонных групп. Рост этих показателей обеспечил повышение качества изучения дисциплины студентами опытной группы в виде деятельностного освоения предложенных методик, использования большей части полученной профессионально значимой информации. Косвенным подтверждением эффективности представленных в исследовании методик, в частности, преобразования корпоративно специфической научно-технической информации в помещаемую в учебник содержательно эквивалентную учебную информацию, является снижение продолжительности периода адаптации молодого специалиста, подготовленного с использованием бикорпоративно ориентированной учебной литературы, по сравнению с молодыми специалистами, обучавшимися по традиционным учебникам.
Сборник задач рекомендован Государственным комитетом Российской Федерации по высшему образованию (1995 г.) в качестве учебного
пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Авиа- и ракетостроение» и специальностям «Ракетные двигатели», «Ракетостроение». Реализующая основные результаты исследования книга допущена Министерством образования РФ в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов «Ракетостроение и космонавтика».
Учебник и задачник прошли апробацию также в Московском авиационном институте (государственном техническом университете) и в Воронежском государственном техническом университете в виде книги и ее компьютерных версий.
Факт внедрения результатов исследования с получением положительного эффекта документально подтвержден МГТУ им. Н.Э. Баумана, МАИ, ВГГУ, КБ ХМ им. A.M. Исаева, и РКК "Энергия" им. СП. Королева.
Апробация вошедшего в фонды библиотек более 10 вузов, учреждений, предприятий и организаций ракетно-космического профиля учебника подтверждается также публикацией положительной рецензии в научно-практическом и методическом журнале «Университетская книга» (2001, №1).
Основные результаты исследования являются частью разработанной и внедренной системы интеграционных программно-целевых технологий подготовки специалистов техническим университетом на предприятиях ракетно-космической отрасли, коллективу разработчиков которой, включая автора защищаемой работы, присуждена премия Президента Российской Федерации в области образования за 2001 г.
Структура монографии. Работа состоит из введения, двух частей в составе 14 глав, заключения и списка литературы (86 наименований). Аппарат ссылок содержит названия 5 электронных сетевых изданий, а также 35 наименований литературы в генезисе учебников по ракетным двигателям. Объем монографии 271 с. Рисунков 9.
Во введении характеризуется ситуация в отечественной высшей технической школе, обосновываются актуальность, проблема, объект, предмет и задачи исследования, раскрывается его структура.
Первая часть (1...11 главы) раскрывает когнитивно-дидактические аспекты системного подхода к проектированию учебной литературы и состоит из двух разделов: Раздел 1. "Теоретико-методологические основы системного подхода" (1...3 главы) и Раздел 2. "Теоретико-прикладные задачи обеспечения дидактического проектирования" (4... 11 главы).
В первом разделе приобретаемая обучающимся профессиональная компетентность характеризуется в качестве основной компоненты целевой функции профессионального образования, а разработка учеб-
ной литературы - как вид педагогической инновационной деятельности. Формулируются основные гипотезы исследования.
Во втором разделе ставятся и решаются теоретико-прикладные задачи обеспечения дидактического проектирования. Причем отечественная высшая техническая школа рассматривается с позиций методологии социальных систем, а обусловленность обновления учебной литературы анализируется в системном единстве с ее дидактическими и содержательными характеристиками. При этом исследуются коммуникативные свойства учебной литературы и дидактические функции учебного задания. Рассматривается отражение в учебной литературе особенностей целевой подготовки специалистов. Изучается процесс дидактически ориентированного преобразования научной и технической информации в когнитивную, а также особенности адаптации содержания учебника-книги к ее электронной версии и компьютеризированным образовательным технологиям.
Вторая часть (12... 13 главы) посвящена реализации и апробации теории и методики дидактического проектирования учебной литературы на примере дисциплины государственного образовательного стандарта "Общая теория ракетных двигателей". Она содержит характеристики выполненных в порядке апробации предложенной модели проектирования учебного пособия (сборника задач и вопросов) (глава 12), учебника и его компьютерных версий (глава 13).
В заключении описывается разработанная модель проектирования учебной литературы, включающая системно интегрированные структуру формирования дидактических свойств проектируемого учебника (когнитивно-информационную карту) и технологическую карту проектирования учебной литературы как не вполне алгоритмизируемой творческой проектной деятельности.
