Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Теоретические аспекты формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу 16
1.1. Анализ содержания, математической компетентности в теории и практике 16
1.2. Структурно-содержательная модель формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу 46
1.3. Выявление педагогических условий эффективной, реализации структурно-содержательной модели формирования математической компетентности будущего инженера 67
Выводы по первой главе 85
Глава II. Опытно-экспериментальная работа по формированию математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу 89
2.1. Цель, этапы и содержание опытно-экспериментальной работы 89
2.2. Реализация педагогических условий формирования математической компетентности будущего инженера ПО
2.3. Оценка и анализ результатов опытно-экспериментальной работы 139
Выводы по второй главе 149
Заключение 151
Библиографический список 156
Приложения 178
- Анализ содержания, математической компетентности в теории и практике
- Структурно-содержательная модель формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу
- Цель, этапы и содержание опытно-экспериментальной работы
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В последние десятилетия
процессы глобализации охватывают всё больше сфер жизни, в том числе и
сферу образования. Одним из таких процессов является совместная
интеграция европейских стран в общее европейское образовательное
пространство. Ещё в 2003 году на конференции в Берлине министры
образования европейских стран проголосовали за присоединение России к
Болонской конвенции. В 2010 году дипломы российских вузов должны стать
конкурентоспособными на мировом рынке. Данный факт свидетельствует о
динамике непрерывного совершенствования и модернизации высшего
образования России. Одним из ведущих направлений модернизации
профессионального образования является формирование профессиональной
компетентности личности как сложной полифункциональной структуры [37].
Реформирование организации высшего образования в России
определяется современными требованиями развития общества, именно оно
является механизмом воспроизводства всей системы образования и науки.
Отношение к образованию как одному из важных путей и средств развития
интеллектуального, образованного человека представляет особый интерес в
современной обстановке изменения российского общества. В соответствии с
Концепцией модернизации российского образования, основной целью
профессионального образования является подготовка квалифицированного
работника соответствующего уровня и профиля, конкурентоспособного на
рынке труда, ответственного, свободно владеющего своей профессией и
ориентирующегося в смежных областях деятельности, способного к
эффективной работе по специальности на уровне мировых стандартов,
готового к постоянному профессиональному росту, социальной и
профессиональной мобильности [152; 159].
Быстрое обновление технологий и техники требует от современных специалистов не просто наличия суммы знаний и навыков, а умения быстро
овладевать новыми знаниями, адаптироваться к изменениям на производстве и в обществе, работать в команде. Новые требования к выпускникам вузов влекут за собой изменения в системе образования: создаются новые государственные образовательные стандарты, изменяются программы обучения, вводится понятие компетентности специалиста.
Математическое образование является одним из базовых элементов системы профессиональной подготовки будущих инженеров нефтяной и газовой промышленности в вузе. Для студентов инженерных специальностей математика является не только учебной дисциплиной, но и инструментом анализа профессиональной деятельности, организации, управления технологическими процессами. В Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования по направлению 650700 «Нефтегазовое дело» подчеркивается, что выпускник технического вуза должен:
- знать: аналитические и численные методы анализа математических
моделей нефтегазовых процессов; экономико-математические методы при
выполнении экономических расчетов и в процессе управления; методы
проектирования технологических процессов;
- владеть: математическим аппаратом и средствами компьютерной
графики для расчетов параметров технологического процесса; методами
определения оптимальных и рациональных технологических режимов
работы оборудования.
Сформированные умения применять математический аппарат для нужд инженерной деятельности в период обучения в вузе играют важную роль в решении данных задач. Изучение математики интеллектуально обогащает студента, развивая гибкость и строгость мышления, необходимые для будущего инженера. Поэтому одним из важных качеств, необходимых будущему инженеру по нефтегазовому делу, является математическая компетентность [16].
Различные аспекты профессиональной компетентности представляли сферу научных интересов многих исследователей. К их числу принадлежат В.В. Богданов, Ю.В. Варданян, B.C. Лазарев, А.К. Маркова, Ю.В. Мрякина, Н.Н. Никитина, М.А. Петухов, В.А. Сластёнин и др. [17; 18; 36; 37; 113; 114]. В работах данных авторов раскрываются такие важные для нашего исследования понятия, как «компетентность», «профессиональная компетентность».
В последнее время появляется большое количество диссертационных исследований, рассматривающих различные виды профессиональной компетентности будущего инженера (И.Н. Аллагулова, И.А. Гетманская, Г.И. Илларионова, Г.В. Лаврентьева, И.В. Мурадханов, И.В. Шукурова и др.).
Основу совершенствования подготовки инженера составляли общетеоретические положения, раскрытые в трудах Э.Х. Башкаевой, Б.В. Гнеденко, О.В. Долженко, Ю.М. Колягина, С.Д. Смирнова, О.С. Тамера. Особый интерес для нас представляют работы, в которых рассматриваются особенности формирования инженерного профессионализма (Г. Бардиер, В.В. Воловик, А.Н. Колмогоров, А.А. Крылов, Б.Ф. Ломов). Однако в настоящее время существует недостаточно исследований, раскрывающих специфику формирования в вузе математической компетентности инженеров по нефтегазовому делу с учетом возможностей системы высшего инженерного образования.
Анализ психолого-педагогической литературы по данной теме исследования способствовал выделению ряда факторов, затрудняющих формирование математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу:
отсутствует целостная система целенаправленного формирования математической компетентности с учётом специфики будущей инженерной деятельности в нефтяной и газовой промышленности;
недостаточно акцентируется индивидуальный характер овладения
математическими технологиями, применяемыми в инженерной сфере. Из-за
этого молодые специалисты по нефтегазовому делу, оказавшись в реальных условиях профессиональной деятельности, нередко испытывают трудности, связанные с неумением использовать математический аппарат для решения инженерно-практических задач, т.е. они социально-психологически не готовы к решению профессиональных задач;
низкий уровень мотивации студентов к учебной и профессиональной деятельности;
преобладание репродуктивного вида учебной работы по сравнению с проблемно-поисковым и исследовательским;
низкий общекультурный уровень [126].
Осмысление педагогического опыта и научной литературы показывает, что различные аспекты формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу являются сравнительно новыми и недостаточно исследованными.
Несмотря на определенную степень теоретической разработанности обозначенных вопросов, у выпускников технического вуза обнаруживается низкий уровень владения математическим аппаратом, они не нацелены на применение его в профессиональной инженерной деятельности.
Таким образом, анализ психолого-педагогической и методической литературы, изучение опыта преподавания курса «Высшая математика» в вузе подтверждает наличие противоречия между объективной потребностью общества в расширении профессиональной, в том числе и математической, компетентности специалистов нефтяной и газовой промышленности и недостаточной научной обоснованностью её формирования у студентов технических специальностей на всех этапах обучения.
Изменить создавшееся положение, по-нашему мнению, возможно, если
содержание учебного процесса по математике в вузе ориентировать на новые
потребности и требования общества, а именно: на формирование
математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу.
Это сложная практическая проблема, для успешного решения которой требуется соответствующее научное знание.
Необходимость разрешения указанного противоречия обусловливает актуальность настоящего исследования и определяет его проблему, связанную с определением научных оснований создания и реализации модели и педагогических условий результативного формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу.
Актуальность рассматриваемой проблемы определила тему исследования: «Формирование математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу».
Цель исследования: разработать и теоретически обосновать структурно-содержательную модель формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу, а также выявить и экспериментально проверить педагогические условия её эффективной реализации.
Объект исследования: процесс формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу в техническом вузе.
Предмет исследования: структурно-содержательная модель формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу и педагогические условия ее эффективной реализации.
В основу диссертационного исследования положена гипотеза, согласно которой формирование математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу будет успешнее, если:
конкретизированы сущность, структура и содержание понятия «математическая компетентность будущего инженера по нефтегазовому делу»;
на основании компетентностного подхода будет разработана и внедрена в учебный процесс структурно-содержательная модель,
включающая целевой, содержательный, деятельностно-процессуальный, результативно-оценочной компоненты;
- определена и реализована совокупность педагогических условий,
способствующая результативному функционированию предлагаемой модели:
1) организация обучения посредством внедрения модульной образовательной
технологии; 2) усиление практической направленности исследуемого
процесса за счет применения профессионально ориентированных
математических задач; 3) применение педагогического мониторинга и
самомониторинга для получения объективной информации о
результативности осуществляемого процесса и его оперативной коррекции.
В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой исследования решались следующие задачи:
Определить степень разработанности проблемы формирования математической компетентности в отечественной педагогической теории и практике.
Уточнить сущность, структуру и содержание понятия «математическая компетентность будущего инженера по нефтегазовому делу».
Разработать, апробировать и внедрить в практику структурно-содержательную модель формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу и выявить педагогические условия ее результативного функционирования.
Экспериментально проверить совокупность педагогических условий, содействующих формированию математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу.
Теоретико-методологической основой исследования являются:
- педагогические взгляды и разработки отечественных педагогов по
формированию математической компетентности специалистов в период
профессиональной подготовки (Н.Я. Виленкин, Б.В. Гнеденко, Ю.М.
Колягин, Г.Л. Луканкин, О.С. Тамер);
исследования в области формирования профессиональной компетентности (А.С. Белкин, А.А. Бодалев, А.А. Деркач, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, И.Ф. Исаев, Е.А. Климов, Н.В. Кузьмина, В.В. Лаптев, А.К. Маркова, А.И. Мищенко, Э.Ф. Насырова, Ф.Д. Рассказов, В.А. Сластёнин, А.П. Тряпицина, А.В. Хуторской, М.А. Чошанов, В.Д. Шадриков);
положения по проектированию образовательного процесса (B.C. Безрукова, В.П. Беспалько, Ю.К. Чернова и др.);
теория компетентностного подхода в образовании (В .И. Байденко, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, B.C. Лазарев, Ю.Г. Татур, А.В. Хуторской);
концепция моделирования и конструирования педагогического процесса (Ю.К. Бабанский, B.C. Безрукова, Ю.К. Чернова, П.А. Юцявичене);
принципы применения рейтингового контроля (В.Я. Зинченко, Р.Я. Касимов);
теория модульного обучения (Р.С. Бекирова, Б. Гольдшмидт, М. Гольдшмидт, Дж. Рассел, СВ. Рудницкая, И.Б. Сенновский, П.И. Третьяков, М.А. Чошанов, П.А. Юцявичене).
Методы исследования. Для достижения цели и решения поставленных задач был применён комплекс теоретических (анализ, синтез, обобщение, систематизация, классификация и др.) и эмпирических (изучение и обобщение педагогического опыта, психолого-педагогический эксперимент, наблюдение, анкетирование, опрос, тестирование) методов исследования, а также методы математической обработки данных (метод корреляции, %2 -
критерий Пирсона).
База исследования. Опытно-экспериментальная работа проводилась с 2005 по 2009 годы на базе Сургутского государственного института нефти и газа. В исследовании участвовали 136 студентов по направлению «Нефтегазовое дело», 82 преподавателя и 48 работников нефтегазовой промышленности.
Основные этапы исследования.
На первом этапе (2005-2006 гг.) - подготовительном - проводилось изучение различных аспектов математической компетентности; анализировалась философская, психолого-педагогическая, методическая литература, а также диссертационные работы, посвященные вопросам формирования математической компетентности в высшей школе; анализировались существующие концептуальные подходы к теме данного исследования. С целью выявления уровня сформированности математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу был проведен анализ и обобщение педагогического опыта, а также практики высшей школы по подготовке будущего специалиста в данной области, проведен анализ учебных программ высшей школы, продуктов учебной деятельности студентов и преподавателей. Также был разработан понятийный аппарат исследования, сформулирована рабочая гипотеза, подготовлен критериально-оценочный инструментарий и проведен констатирующий этап эксперимента, в ходе которого был определен исходный уровень сформированности математической компетентности. Теоретический анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы дал возможность сформулировать исходные позиции нашего исследования.
На втором этапе (2006-2009 гг.) — основном - продолжался
теоретический анализ процесса формирования математической
компетентности на основе компетентностного подхода. На данном этапе
разрабатывалась структурно-содержательная модель формирования
математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу,
выявлялись и научно обосновывались педагогические условия,
обеспечивающие ее результативность; осуществлялась подготовка и
проведение формирующего этапа эксперимента, в ходе которого
определялась эффективность выделенных нами педагогических условий.
Разрабатывались методические рекомендации по формированию
математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу.
Апробировались и публиковались основные положения и результаты диссертационного исследования.
На третьем этапе (2009 г.) - заключительном - проводился анализ результатов исследования, систематизировались данные опытно-экспериментальной работы, осуществлялась математическая обработка и обобщение результатов исследования; выполнялось внедрение результатов исследования в практику работы института, оформлялось диссертационное исследование.
Научная новизна исследования определяется тем, что в нем:
1) разработано понятие «математическая компетентность будущего
инженера по нефтегазовому делу», рассматриваемое как единство
гносеологического, праксиологического, аксиологического компонентов,
обеспечивающих ему способность решать теоретические и инженерно-
практические задачи, значимые в профессиональной деятельности
современного специалиста инженерно-технического профиля;
2) создана структурно-содержательная модель формирования
математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу,
основанная на положениях компетентностного подхода, включающая
совокупность взаимосвязанных компонентов: целевого, содержательного,
деятельностно-процессуального, результативно-оценочного, - а также
раскрыто их содержание;
3) определена, теоретически обоснована и экспериментально проверена
совокупность педагогических условий, обеспечивающих эффективность
реализации структурно-содержательной модели формирования
математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу,
включающих: а) организацию обучения посредством внедрения модульной
образовательной технологии; б) усиление практической направленности
исследуемого процесса за счет применения профессионально
ориентированных математических задач; в) применение педагогического
мониторинга и самомониторинга для получения объективной информации о
результативности осуществляемого процесса и его оперативной коррекции.
Теоретическая значимость исследования состоит в следующем:
1) обоснована структура математической компетентности будущего
инженера по нефтегазовому делу, отражающая взаимосвязь
гносеологического, праксиологического, аксиологического компонентов, - и
раскрыто их содержательное наполнение;
определены содержательные и организационно-методические принципы, положенные в основу создания модели, с учетом которых обеспечивается результативное формирование математической компетентности будущего инженера;
созданы предпосылки для обогащения теории и методики компетентностного подхода в профессиональном образовании.
Практическая значимость исследования состоит в возможности
применения его результатов и разработанных автором методических
материалов в ходе формирования математической компетентности у
студентов технических вузов. Она определяется: 1) внедрением в
образовательный процесс вуза структурно-содержательной модели
формирования математической компетентности будущего инженера,
обеспечивающей достижение уровня сформированности математической
компетентности нормативным требованиям социального заказа; 2)
разработкой учебно-методического комплекса, способствующего
формированию компетентности и включающего в себя учебно-методические
пособия на основе модульной технологии обучения, рекомендации по отбору
выделенных умений и составлению системы математических задач,
направленной на их формирование, аттестационные педагогические
измерительные материалы по курсу «Высшая математика», электронное
сопровождение лекций; 3) определением и характеристикой уровней,
критериев, показателей сформированности математической компетентности,
отражающих ее компонентный состав. Материалы исследования и
публикации могут быть использованы преподавателями технических
дисциплин с математическим содержанием в целях организации учебной
деятельности студентов, а также в системе повышения квалификации кадров в сфере нефтяной и газовой промышленности.
Достоверность и надёжность полученных результатов обеспечены методологической обоснованностью исходных теоретических положений; применением совокупности методов исследования, адекватных его задачам и логике; разнообразием источников информации; непротиворечивостью выводов и их сравнимостью с массовой практикой; систематической проверкой результатов исследования на различных этапах опытно-экспериментальной работы; обработкой полученных эмпирических результатов исследования на основе количественного и качественного анализа, позволившего сделать обобщенные выводы.
На защиту выносятся следующие положения:
Математическая компетентность будущего инженера по нефтегазовому делу представляет собой единство гносеологического, праксиологического, аксиологического компонентов, обеспечивающих ему способность решать теоретические и инженерно-практические задачи, значимые в профессиональной деятельности современного специалиста инженерно-технического профиля.
Структурно-содержательная модель формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу основывается на положениях компетентностного подхода и включает четыре взаимосвязанных компонента: целевой, содержательный, деятельностно-процессуальный, результативно-оценочный.
Эффективность реализации структурно-содержательной модели формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу обеспечивается соблюдением совокупности педагогических условий, включающих:
- организацию обучения посредством внедрения модульной образовательной технологии;
усиление практической направленности исследуемого процесса за счет применения профессионально ориентированных математических задач;
применение педагогического мониторинга и самомониторинга для получения объективной информации о результативности осуществляемого процесса и его оперативной коррекции.
Апробация и внедрение результатов исследования проводились с 2006 по 2009годы посредством публикаций в печати, в виде научных статей, докладов, выступлений на научно-практических конференциях.
Основные положения и результаты исследования докладывались на II Международной научно-практической конференции «Наука и устойчивое развитие общества. Наследие В.И. Вернадского» (Тамбов, 2007 г.); VII Международной научной конференции «Наука и образование» (Белово, 2008 г.); IV Международной научно-практической конференции «Составляющие научно-технического прогресса» (Тамбов, 2008 г.); Международной научной конференции «Образование в России и за рубежом» (Рязань, 2008 г.); Межрегиональной научно-практической конференции «Теоретические и прикладные аспекты личностного и профессионального развития» (Омск, 2008 г); межвузовской научно-практической конференции «Ф.К. Салманов в истории развития нефтегазового комплекса ХМАО - Югры» (Сургут, 2007 г.); IX Окружной конференции молодых учёных «Наука и инновации XXI века» (Сургут, 2009 г.).
Основные положения диссертации были обсуждены на заседаниях
кафедры естественнонаучных дисциплин Сургутского государственного
института нефти и газа, на заседаниях кафедры теории и методики
профессионального образования Сургутского государственного
университета.
Структура диссертации определена логикой исследования и поставленными исследовательскими задачами. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка (222 источника, в том
числе 6 - на иностранном языке) и приложения. Текст работы иллюстрирован таблицами, гистограммами, рисунками.
Во введении обосновывается актуальность темы исследования, определяются его проблема, цель, объект, предмет, гипотеза, задачи, теоретико-методологические основы и методы исследования, характеризуются его результаты.
В первой главе исследования «Теоретические аспекты формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу» представлен теоретический анализ понятия «математическая компетентность будущего инженера по нефтегазовому делу» и процесса его формирования. В данной главе теоретически обоснована структурно-содержательная модель формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу и педагогические условия её эффективной реализации в ходе изучения курса «Высшая математика».
Во второй главе исследования «Опытно-экспериментальная работа по формированию математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу» определяются цели, задачи и этапы опытно-экспериментальной работы, анализируются и обрабатываются результаты с применением методов математической статистики, осуществляется их педагогическая интерпретация. Все данные, полученные в ходе исследования, анализируются и на основе этого формулируются выводы.
В заключении подведены общие итоги исследования и сформулированы выводы.
Анализ содержания, математической компетентности в теории и практике
Среди задач профессионального образования, сформулированных в Концепции модернизации образования, важное место занимает подготовка компетентного и ответственного работника независимо от уровня и профиля его подготовки [95]. Модернизация профессионального высшего образования в Российской Федерации направлена на становление в образовательных учреждениях специалиста-профессионала, обладающего высоким уровнем сформированности профессиональных компетенций, характеризующихся надпредметностью, междисциплинарностью, многофункциональностью. Большинство опрошенных нами педагогов, отмечают своевременность рассмотрения вопроса формирования математической компетентности у студентов технических вузов, обусловленного требованиями Федеральной программы реформирования профессионального высшего образования, Федеральной целевой программой развития образования в 2006-2010 годы, что предполагает необходимость дальнейшего развития теории и практики профессионального высшего образования, чья успешность существенным образом зависит от дидактических условий, в которых протекает процесс обучения студентов.
Анализ научной литературы показал, что в наибольшей степени разработкой проблем компетенций и компетентностей занимались зарубежные исследователи: Р. Бадер, Р. Коллинз, В.Я. Ланшер, Д. Мертенс, Б. Оскарсон, Дж. Равен, Саймон Шо, С. Шелтон, С. Шнейдер и др. Следует отметить также исследования проблемы процесса формирования компетентности у студентов вузов А.Л. Андреева, Н.А. Банько, В.И. Байденко, А.Н. Дахина, Н.Ф. Долгополова, Н.Н. Долововой, А.В. Добудько, Т.В. Добудько, И.А. Зимней, В.В. Нейжмака, Г.К. Селевко, В.В. Серикова, В.А. Сластёнина, А.Д. Щербоваи др. [17; 18; 71; 73; 129; 173; 175].
Для раскрытия содержания изучаемого ключевого понятия «математическая компетентность» требуется рассмотреть, по крайней мере, его составляющие: «компетенция» и «компетентность». К сожалению, в ряде работ авторы не разграничивают эти два понятия и употребляют их как синонимы.
Компетенция не только отражает количество, качество знаний и умений человека в какой-то области деятельности. Современный толковый словарь даёт следующее определение: компетенция - это «круг вопросов, в которых кто-либо хорошо осведомлён» [147].
Понятие «компетентность» используется для описания конечного результата обучения; понятие «компетенция» приобретает значение «знаю, как», в отличие от ранее принятого ориентира в педагогике «знаю, что» [95].
А.В. Хуторской и М.А. Чошанов предлагают различать понятия «компетенция» и «компетентность» как общее, так и индивидуальное. Компетенция включает совокупность взаимосвязанных качеств личности (знаний, умений, навыков, способов деятельности), задаваемых по отношению к определённому кругу предметов и процессов и необходимых для качественной продуктивной деятельности по отношению к ним. Компетентность - владение, обладание человеком соответствующей компетенцией, включающей его личное отношение к ней и предмету деятельности [89]. Под компетенцией А.В. Хуторской имеет в виду некое отчуждённое, наперёд заданное требование к образовательной подготовке учащегося, а под компетентностью - уже состоявшееся его личностное качество (характеристику) [89].
М.А. Чошанов считает, что компетентность - это не просто обладание знаниями (так как это — эрудиция), а постоянное стремление к их обновлению и использованию в конкретных условиях, т.е. владение оперативными и мобильными знаниями; это гибкость метода и критичность мышления, подразумевающая способность выбирать наиболее оптимальные и эффективные решения и отвергать ложные [202].
А.С. Белкин обозначает компетенции как совокупность того, чем человек располагает, а компетентность — как совокупность того, чем он владеет [24].
С позиции Е.И. Огарева компетентность - это устойчивая способность к деятельности со знанием дела, которая складывается из «пяти главных компонентов:
- глубокое понимание существа выполняемых задач и разрешаемых проблем;
- хорошее знание опыта, имеющегося в данной области, активное овладение его лучшими достижениями;
- умение выбирать средства и способы действия, адекватные конкретным обстоятельствам места и времени;
- чувство ответственности за достигнутые результаты;
- способность учиться на ошибках и вносить коррективы в процессе достижения целей» [148]. Н.И. Алмазова определяет компетенции как знания и умения в определённой сфере человеческой деятельности, а компетентность - это качественное использование компетенций [2].
Другое определение компетентности дал Н.Н. Нечаев: «Доскональное знание своего дела, существа выполняемой работы, сложных связей, явлений и процессов, возможных способов и средств достижения намеченных целей» [132].
СЕ. Шишов определяет понятие компетенции как умение мобилизовать в данной ситуации полученные знания и опыт, отводя значительную роль в её проявлении внешним обстоятельствам. То есть под компетенцией понимается некая общая способность человека, основанная на его знаниях, опыте, ценностях и склонностях и которая не сводится ни к конкретным знаниям, ни к навыкам, а проявляется как возможность установления связи между знанием и ситуацией [142].
Н.Ф. Талызина, В.Д. Шадриков и др. отмечают, что понятия «знания», «умения», «навыки» неточно характеризуют понятие «компетентность», так как, по их мнению, «компетентность» предполагает владение знаниями, умениями, навыками и жизненным опытом [184; 206].
При анализе диссертационных исследований (Е.В. Бурькова, А.Ф. Добудько, В.В. Литвиненко, С.Ш. Палферова [34; 54; 106; 142]) мы убедились, что понятие «компетентность» трактуется несколько по-иному. Диссертанты определяют компетентность, как многоуровневое образование с компонентами когнитивного, экспрессивного и интерактивного характера. Это сложная единая система внутренних психологических составляющих и свойств личности специалиста, включающих в себя знания и умения. Формируется связь и с глубинными свойствами личности - с потребностью в общении, уверенностью в себе и самооценкой. Компетентность включает в себя такие характеристики, как интегральное соответствие личности решаемым задачам, количество и качество решённых задач, результативность и успех в проблемных ситуациях. Сюда добавляется и знание последствий применения конкретных способов воздействия и их эффективности. Компетентность имеет свои функции: познавательную, регулятивную, функцию контроля и оценки, самооценки.
Исследования в области формирования компетентности нашли отражение в работах А.С. Белкина, А.А. Деркача, Э.Ф. Зеера, И.Ф. Исаева, Н.В. Кузьминой, Е.А. Климова, B.C. Лазарева, В.В. Лаптева, А.К. Марковой, А.И. Мищенко, Э.Ф. Насыровой, В.А. Сластенина, А.П. Тряпициной, А.В. Хуторского, М.А. Чошанова [36; 100; 119].
Несмотря на многочисленные определения понятий «компетенция» и «компетентность», нам кажется, что отсутствует ориентировочная основа для выделения компетенций, отсутствуют основания для классификации знания, понимания, умения делать и ценностной определённости внутри компетенции. Иное определение компетенций предлагается B.C. Лазаревым, которое ориентировано на операционализацию действий. В основе определения лежит деятельность по решению задач, которые стоят перед специалистом. Компетенция - в понимании B.C. Лазарева - это функциональное состояние психики, обеспечивающая человеку способность решать задачи определённого типа на уровне предъявляемых к их решению требований [102]. Такое понимание компетенции даёт возможность конкретизировать тип задач, которые формулируются в различных наборах компетенций.
Структурно-содержательная модель формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу
Одной из главных задач нашего исследования выступает разработка структурно-содержательной модели формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу, которая осуществлялась с помощью метода моделирования. Данный метод исследования, по нашему мнению, обеспечивает целенаправленное и последовательное изучение исследуемого процесса.
Моделирование рассматривается в литературе как метод исследования объектов познания на их моделях; сам процесс моделирования представляет собой построение и изучение моделей реально существующих предметов и явлений (органических и неорганических систем, инженерных устройств, разнообразных процессов, физических, химических, биологических, социальных) и конструируемых объектов для определения или улучшения их характеристик, рационализации способов их построения и управления ими и т.п. [193].
В психолого-педагогической литературе моделирование широко применяется при изучении проблемы подготовки будущих специалистов, что
требует системного рассмотрения, с одной стороны, профессиональной деятельности, к которой готовят студентов (модель деятельности), с другой стороны, содержания образования и обучения (модель подготовки). В силу большого объёма и многогранности того и другого объекта приходится представлять их в виде моделей, которые в свёрнутом виде отражают наиболее существенные черты деятельности и процесса подготовки. Практически в качестве таких моделей выступают, с одной стороны, квалификационные характеристики (требования к умениям, знаниям и личностным качествам специалистов), с другой - учебные планы и учебные программы (содержание учебной информации и комплекс учебных задач, обеспечивающих формирование системы знаний, умений, способствующих выработке профессионально значимых личностных качеств). Актуальной проблемой в данном случае является создание адекватных моделей формирования компетентности.
Проведенный нами анализ теории и практики показал, что в последнее время широко обсуждается переход от квалификационной модели к компетентностной, то есть ориентированной на сферу профессиональной деятельности. Компетентностный подход охватывает наряду с конкретными знаниями и умениями такие категории, как способность, готовность к познанию, социальные навыки и др.
В теоретическом обосновании построения модели формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу мы исходили из общепринятого в педагогической и философской науке представления о модели, как системе, включающей в себя цели, содержание, способы и средства, а также результаты образовательного процесса (Ю.К. Бабанский, Л.В. Поздняк).
В концептуальном построении педагогической модели мы руководствовались трудами В.П. Беспалько, А.И. Бурова, М.С. Кагана, Е.В. Романова, достижениями психолого-педагогической мысли Л.С. Выготского, С.Л. Рубинштейна, Б.М. Теплова. Модель - это «такая мысленно представленная или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя существующий или проектируемый объект исследования, способна замещать её так, что её изучение даёт нам новую информацию об этом объекте» [193].
Мы согласны с мнением В.А. Штоффа, что модель дает новую информацию об объектах, позволяя выявить и изучить те взаимосвязи, которые недоступны для познания другими способами [210].
Модель всегда отличается от оригинала. Как и любая другая система, модель имеет свой элементарный состав, структуру, внутренние и внешние связи. При построении модели имеет смысл сохранять только наиболее значимые ведущие элементы системы оригинала, менее важные игнорируются или объединяются в новые структурные элементы. Однако такие изменения структурных элементов и связей не должны нарушать основное назначение модели. Она в определённом смысле должна отражать оригинал и походить на него так, чтобы результаты изучения свойств, состояния, поведения модели были бы применимы к оригиналу [167].
К принципам построения моделей и последовательности операций при их разработке относятся: определение целей и конкретных задач моделирования; сбор и систематизация информации; выделение основных факторов, влияющих на изменение тенденций и закономерностей исследуемого объекта или явления [44].
При разработке модели наше внимание было направлено:
- во-первых, на подготовку профессионала;
- во-вторых, на обеспечение общего уровня образованности и интеллектуального развития, соответствующего высшему образованию, что предусматривает включение в содержание вузовского компонента образования гуманитарного и естественнонаучного циклов дисциплин.
Проблема моделирования процесса формирования компетентности в связи с разработкой содержания обучения рассматривалась рядом авторов (Б.С. Динамовым, Л.И. Романковой, Е.Э. Смирновой, Г.Л. Таукачем, А.А. Кыверялгом, Д.В. Чернилевским и др.) [178; 187].
Разработка теоретического и методического обеспечения моделирования процесса формирования математической компетентности осуществлялась на основе анализа обширного материала по теории и практике профессионального образования, изучения опыта моделирования различных педагогических процессов и систем. Все это позволило избрать формы моделирования и разработать основные положения исследуемого процесса. Основополагающей идеей при моделировании процесса формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу является разработка такой модели, которая позволила бы повысить эффективность данного процесса, привести его в соответствие с требованиями современного общества.
Под моделью формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу мы понимаем описание и теоретическое обоснование структурных компонентов данного процесса.
Цель, этапы и содержание опытно-экспериментальной работы
Главной целью опытно-экспериментальной работы явилась проверка выдвинутых предположений в ходе теоретического осмысления заявленной проблемы, а именно:
1) формирование математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу протекает более успешно в рамках разработанной нами модели;
2) искомая структурно-содержательная модель может быть успешно реализована лишь при наличии следующей совокупности педагогических условий: а) организация обучения посредством внедрения модульной образовательной технологии; б) усиление практической направленности исследуемого процесса за счет применения профессионально ориентированных математических задач; в) применение педагогического мониторинга и самомониторинга для получения объективной информации о результативности осуществляемого процесса и его оперативной коррекции. В соответствии с целью опытно-экспериментальной работы нами были сформулированы следующие задачи, которые поэтапно решались в ходе работы:
1. Выявить и проверить надёжность показателей определения уровня сформированности математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу.
2. Определить исходный уровень сформированности математической компетентности будущего инженера нефтегазовой отрасли.
3. Проверить, повышается ли уровень математической компетентности будущего инженера, в результате реализации разработанной нами структурно-содержательной модели.
4. Оценить влияние педагогических условий на формирование математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу.
5. Проанализировать и принять решение по внедрению результатов опытно-поисковой работы.
Эти задачи решались нами в ходе опытно-экспериментальной работы, которая осуществлялась на базе Сургутского института нефти и газа в период с 2005 по 2009 годы, не нарушая естественного хода учебно-воспитательного процесса.
Опытно-экспериментальная работа в настоящее время может считаться завершенной с точки зрения воплощения в жизнь основных задач, поставленных в начале диссертационного исследования.
Мы считаем, что опытно-экспериментальная работа, как и другое научное исследование, должна подчиняться принципу объективности, который выражается во всестороннем учёте факторов и условий, в которых развивается рассматриваемое явление. Сущность объективизма научного исследования подразумевает адекватное использование научных подходов и средств, позволяющих получить истинные знания об объекте, явлении.
Однако этот принцип не исключает субъективности, то есть включённости в процесс исследования человека-исследователя, имеющего собственные представления, позиции, взгляды и убеждения относительно исследуемого явления. Нельзя игнорировать тот факт, что педагогический процесс — явление сложное, многофакторное и непрерывно изменяющееся.
Мы согласны с мнением A.M. Новикова, что исследователь выступает в пассивной роли, не имея возможности реализовать на практике собственные замыслы в образовательных инновациях. Этого недостатка лишена опытная работа, занимающая, как пишет автор, промежуточное место между изучением и обобщением передового педагогического опыта и экспериментом. Опытная работа является средством активного вмешательства в образовательную практику, так как предполагает внесение преднамеренных изменений, инноваций в образовательный процесс в расчёте на получение более высоких результатов с последующей их проверкой и оценкой. Для более глубокого изучения сущности педагогических явлений используется эксперимент, как общий эмпирический метод исследования, суть которого заключается в том, что явления и процессы изучаются в строго контролируемых и управляемых условиях [134].
Эксперимент, по мнению А.Ф. Аменда, пожалуй, - самый точный способ изучения явлений, фиксирования фактов, слежения за изменением и развитием участников педагогического процесса. Эксперимент позволяет разложить целостные педагогические явления на их составные элементы, изменять (варьировать) условия, в которых эти элементы функционируют, выделять и проверять влияние на результаты отдельных факторов, прослеживать развитие отдельных сторон и связей, более или менее точно фиксировать полученные результаты [4].
Определяя этапы и алгоритм опытно-экспериментальной работы, мы руководствовались положениями Р. Атаханова, В.И. Загвязинского, A.M. Новикова.
Опытно-экспериментальная работа проводилась в несколько этапов: констатирующий, формирующий и обобщающий. На каждом этапе формулировались и решались свои задачи, определялись промежуточные результаты.
Первый этап - констатирующий (2005-2006 годы). Констатирующий этап, как определяет И.П. Подласый, направляется на установление фактического состояния исследуемого объекта, констатацию исходных или достигнутых параметров. Главная цель - зафиксировать реалии, которые будут исходными для формирующего этапа эксперимента [151].
В ходе данного этапа выяснялось состояние процесса формирования математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу в высшей школе; определялся начальный уровень сформированное математической компетентности будущего инженера по нефтегазовому делу; выстраивалась теоретическая модель исследования.
Второй этап - формирующий (2006-2008 годы). Цель формирующего этапа, по мнению И.П. Подласого - создать и проверить эффективность новых методов, которые могут, по замыслу экспериментатора, повысить достигнутый уровень [151].
