Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Проблемы развития математической компетентности будущего специалиста технического профиля при формировании конкурентоспособного выпускника учреждений среднего профессионального образования 15
1.1. Проблемы подготовки конкурентоспособных выпускников в контексте модернизации Российского профессионального образования 15
1.2. Специфика математической подготовки будущих специалистов технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования 28
1.3. Анализ содержания математической компетентности в теории и практике 44
Выводы по первой главе 68
ГЛАВА 2 Моделирование процесса формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования и опытно-экспериментальная проверка его эффективности 72
2.1. Обоснование теоретической модели формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля 72
2.2. Реализация педагогических условий формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля 89
2.3. Анализ итоговых результатов опытно-экспериментальной работы 123
Выводы по второй главе 154
Заключение 157
Список использованной литературы
- Специфика математической подготовки будущих специалистов технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования
- Анализ содержания математической компетентности в теории и практике
- Реализация педагогических условий формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля
- Анализ итоговых результатов опытно-экспериментальной работы
Введение к работе
Актуальность исследования. В условиях модернизации промышленного производства остро возникает необходимость формирования в учреждениях среднего профессионального образования (далее УСПО) специалистов, обладающих технической грамотностью, деловой гибкостью и мобильностью, способностью оперативно адаптироваться к меняющимся социально-экономическим жизненным ситуациям и техническим обновлениям, генерировать новые идеи; умением решать разнообразные проблемы, возникающие в производственной деятельности; критически и творчески мыслить, использовать современные технологии, грамотно работать с информацией (уметь собирать необходимые для решения определенной проблемы факты, обобщать и анализировать выводы).
Наряду с профессиональными характеристиками ведущее место среди требований работодателей занимают функциональные и личностные качества работников, такие как: положительное отношение к работе, умение взаимодействовать с людьми (по вертикали и по горизонтали), творческий подход к порученному делу, умение принимать решения и рационально организовывать их исполнение.
Производственный процесс, динамично развивающийся под воздействием технического прогресса, наряду с высокими профессиональными качествами, требует от специалистов технического профиля готовности использовать в профессиональной деятельности математические методы, составляющие фундаментальную основу их профессиональной подготовки. К сожалению, следует заметить что, обладая достаточными знаниями в рамках предметов профессионального цикла, выпускники УСПО не всегда готовы к решению трудных и неординарных производственных задач, требующих интеграции знаний и умений из различных областей. Поэтому их подготовка в стенах средних профессиональных учебных заведений требует существенного совершенствования, особенно в пределах дисциплин математического и общего естественнонаучного цикла, позволяющих готовить специалистов с широким кругозором, способных адаптироваться к изменениям в технике и технологиях.
Для будущих специалистов технического профиля математика является не только учебной дисциплиной, но и инструментом анализа профессиональной деятельности, организации и управления технологическими процессами. Изучение математики интеллектуально обогащает студента, развивая гибкость и строгость мышления. В связи с этим особое значение приобретает проблема формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля в УСПО.
Проведенное нами исследование состояния математической компетентности 250 студентов, обучающихся в ГБОУ СПО КО «Калужский политехнический колледж», ГБОУ СПО КО «Коммунально-строительный техникум» по специальностям технического профиля, показало, что большая часть студентов имеет низкий (56%) и средний (22,4%) уровни сформированности математической компетентности. Большинство из них владеет лишь отдельными неполными теоретическими знаниями, испытывают трудности, связанные с неумением использовать математический аппарат для решения практических задач. Обнаружено отсутствие целостного представления о профессиональной значимости курса «Математика». Это подтверждает наличие недостатков в системе математического образования студентов технического профиля в УСПО и указывает на актуальность проблемы повышения результативности процесса формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в УСПО.
Данное звено системы образования, осуществляя подготовку специалиста технического профиля, реализует вместе с тем среднее (полное) общее образование. Несомненно, главной целью учебных заведений системы среднего профессионального образования (СПО), является подготовка высококвалифицированного специалиста, и все конкретные задачи этой подготовки должны быть подчинены именно ей, в том числе, и в обучении общеобразовательным дисциплинам. Вместе с тем, на данный момент обнаруживается несогласованность и недостаточная разработанность нормативной базы, регламентирующей образовательную деятельность в системе СПО в условиях новых федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) третьего поколения. Так, например, если в школьном образовании разработаны и утверждены достаточно подробные и развернутые стандарты обучения математике, то конкретных и по-настоящему реализуемых стандартов СПО просто не существует. На данный момент не определены цели предметного изучения с учетом задач профессиональной подготовки, нет утвержденных примерных программ по данному профилю, соответствующих по содержанию ФГОС, не определена форма итоговой аттестации по дисциплине.
В зависимости от профиля получаемого профессионального образования дисциплина «Математика» входит в блок базовых и профильных предметов. Особенностью математики как учебного предмета является то, что она, включена в содержание образовательных программ по всем без исключения специальностям и обладает профессионально направленным потенциалом, обусловленным наличием профессионально значимых математических знаний и универсальностью математических методов как средств исследования, прогнозирования и конструирования. Несомненно, специалист технического профиля, должен обладать математической компетентностью.
Различные аспекты формирования математической компетентности в процессе профессионального образования в последние годы представляли сферу научных интересов многих исследователей. В работах О.В.Авериной, И.Н. Аллагуловой, Л.К. Иляшенко, Р.И. Остапенко, В.В. Поладовой, В.Г. Плаховой, Н.В. Стеценко, Е.Т. Хачатуровой, Н.Г. Ходыревой обосновано влияние математических знаний на качество профессиональной деятельности. Проблемы профессиональной направленности обучения математике в высших учебных заведениях представлены в исследованиях М.С. Аммосовой, Л.В. Васяк, Г.И. Илларионовой, М.М. Миншина, Г.В. Серой, Я.Г. Стельмах, Т.И. Федотовой. В них показано, что профессиональная деятельность имеет специфические особенности, которые нужно учитывать в процессе обучения студентов учреждений профессионального образования самых разнообразных профилей.
Анализ исследований по проблеме формирования математической компетентности позволил сделать важный вывод о том, что подавляющее их число относится к вузовской подготовке будущих специалистов. Работ, посвященных формированию математической компетентности в учреждениях среднего профессионального образования, крайне мало, и в них возможности формирования математической компетентности студентов рассматриваются применительно к отдельным специальностям и на примере конкретных дисциплин. Так, в исследованиях: Т.Н. Алешиной рассматриваются проблемы создания дидактических материалов с профессиональной направленностью; Н.Н. Грушевой раскрывается вопрос осуществления профессиональной направленности математической подготовки курсантов судоводительского отделения речных училищ; формирование профессионально значимых качеств личности студентов профильных специальностей лесопромышленного колледжа в процессе обучения математике рассмотрено в исследовании Л.Н. Чирковой. Особый интерес для нас представляет исследование И.Ю. Гараниной, в котором рассматривается проблема профессионально–направленного обучения математике в учреждениях СПО на основе личностно–ориентированного подхода и работа О.Н. Шалдыбиной, в которой обоснована совокупность подходов к математической подготовке студентов ССУЗ, уточнено содержание понятия «математическая компетентность студентов ССУЗ», разработана дидактическая модель развития математической компетентности студентов ССУЗ. Однако при всей безусловной значимости проведенных исследований проблема формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля УСПО остается открытой для дальнейшего изучения.
Проведенный анализ позволил выявить ряд противоречий:
между необходимостью формирования у будущих специалистов технического профиля математической компетентности, определяющей способность специалистов комплексно использовать математический аппарат для решения различного рода теоретических и практических проблем, и недостаточным уровнем сформированности этой компетентности при получении среднего профессионального образования;
между осознанием значимости формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля, в рамках их профессиональной подготовки и отсутствием совокупности научно-обоснованных педагогических условий их использования для повышения эффективности формирования данного вида компетентности.
Выявленные противоречия обозначили проблему исследования, которая заключается в необходимости выявления и обоснования педагогических условий формирования математической компетентности у будущих специалистов технического профиля в процессе их профессиональной подготовки.
Значимость проблемы исследования и объективная необходимость повышения эффективности формирования математической компетентности у специалистов технического профиля определили тему исследования «Формирование математической компетентности будущего специалиста технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования».
Объект - формирование профессиональной компетентности будущих специалистов технического профиля в процессе получения среднего профессионального образования
Предмет исследования – педагогические условия обеспечения процесса формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования.
Цель исследования – выявить и теоретически обосновать педагогические условия эффективного формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля в процессе профессиональной подготовки.
Гипотеза исследования состоит в предположении о том, что формирование математической компетентности будущего специалиста технического профиля в УСПО, будет эффективнее, если:
формирование математической компетентности органично включенной в целостный процесс профессиональной подготовки составляет совокупность фундаментальных математических знаний, практических умений и навыков, способность использовать эти знания для разрешения различного рода практических и теоретических проблем, встречающихся в профессиональной деятельности;
спроектирована и реализована теоретическая модель, разработанная с учетом компетентностного подхода и отражающая структуру, содержание, этапы формирования математической компетентности и характер профессиональных задач, решаемых специалистом технического профиля;
созданы и реализуются следующие педагогические условия: 1) создание образовательной среды, побуждающей студентов к личностно-профессиональному росту в освоении математической компетентности; 2) использование в учебно-методическом обеспечении дисциплины «Математика» сочетания интегративной, проектной, проблемной, игровой и информационно-коммуникационной технологий; 3) усиление практической направленности обучения математике, на основе комплекса профессионально-ориентированных задач и практических работ, связанных с содержанием будущей профессии; 4) организация диагностики, самоконтроля и самоанализа формируемой компетентности, обогащающая рефлексивный опыт студентов, обеспечивающая перевод объективной информации на субъектный уровень.
Исходя из цели, и гипотезы определены задачи исследования:
-
Выявить структуру и содержание математической компетентности будущего специалиста технического профиля.
-
Выделить особенности формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля в УСПО.
-
Разработать теоретическую модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля.
-
Выявить и теоретически обосновать педагогические условия, обеспечивающие эффективную реализацию теоретической модели формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля.
-
Определить критерии и показатели сформированности математической компетентности будущих специалистов технического профиля.
-
С учетом выявленных показателей осуществить опытно-экспериментальную проверку эффективности формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля в процессе профессиональной подготовки, организованной с учетом выделенных педагогических условий.
Методологическую основу исследования составляют: методология педагогических исследований (В.И. Загвязинский, В.В. Краевский, Н.В. Кузьмина, М.Н. Скаткин и др.), системный (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, В.Н. Садовский, Э.Г. Юдин и др.); личностно-деятельностный (А.Г. Асмолов, А.В. Запорожец, А.Н. Леонтьев и др.); компетентностный (Ю.В. Варданян, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, В.А. Сластенин, А.В. Хуторской и др.); аксиологический (А. Маслоу, К. Роджерс, С.И. Маслов, Е.Н. Шиянов и др.) подходы.
Теоретической основой исследования явились работы в области:
- теории развития профессионального образования (С.Я. Батышев, А.М. Новиков, Е.В. Романов, И.П. Смирнов и др.);
- формирования профессиональной компетентности (А.А. Бодалев, А.А. Деркач, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, И.Ф. Исаев, В.А. Романов, В.А. Сластенин, М.А. Чошанов, Н.Ю. Штрекер и др.);
- теории моделирования и конструирования педагогического процесса (Ю.К. Бабанский, В.С. Безрукова, Ю.К. Чернова);
- теории педагогической технологии (С.И. Архангельский, В.П. Беспалько, В.В. Гузеев, И.П. Подласый, Г.К. Селевко, И.В. Судибор и др.);
- теории дифференцированного обучения (Г. Д. Глейзер, В. А. Гусев, И. В. Дробышева, И. М.Осмоловская, Н.М.Шахмаев и др.).
Для достижения цели исследования, решения поставленных задач и проверки выдвинутой гипотезы был использован комплекс исследовательских методов, взаимопроверяющих и дополняющих друг друга:
- теоретические: анализ литературы по изучаемой проблеме; моделирование; логико-педагогический анализ образовательных стандартов; методы статистического анализа экспериментальных данных; теоретическое обобщение результатов опытно-экспериментальной работы;
- эмпирические: педагогическое наблюдение; анкетирование; диагностирующие срезы; педагогический эксперимент; анализ продуктов деятельности студентов (творческие задания).
Для статистической обработки данных использовался - критерий Пирсона для независимых выборок. Обработка и вычисление проводились с помощью программы SPSS for Windows 17.0.
Опытно-экспериментальной базой исследования были: ГБОУ СПО «Калужский политехнический колледж», ГБОУ СПО «Коммунально-строительный техникум» г. Калуги. Всего экспериментом было охвачено 250 студентов.
Научная новизна исследования заключается в том, что в нем:
-
Конкретизированы содержание и структура понятия математическая компетентность будущего специалиста технического профиля.
-
Разработана и апробирована теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования, основанная на положениях компетентностного подхода.
-
Выявлена и обоснована совокупность педагогических условий, обеспечивающих эффективность реализации теоретической модели формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в УСПО.
Теоретическая значимость исследования определяется внесением определенного вклада в существующую теорию профессионального образования и в теорию компетентностного подхода за счет приращения знаний о сущности математической компетентности будущего специалиста технического профиля, о содержании и условиях ее формирования.
Практическая значимость исследования заключается в том, что теоретические положения и выводы исследования могут быть использованы в профессиональной подготовке будущих специалистов технического профиля в УСПО в качестве научной основы для разработки учебных пособий, методических рекомендаций, лекционных и практических курсов, в системе повышения квалификации и переподготовки специалистов технического профиля.
Созданная теоретическая модель формирования математической компетентности и педагогические условия ее формирования способствуют повышению эффективности процесса профессиональной подготовки в СПО.
Разработанные диагностические методики, позволяющие определить уровень сформированности математической компетентности будущего специалиста технического профиля, могут быть использованы в УСПО для мониторинга образовательного процесса.
Разработанная комплексная программа «Формирование математической компетентности будущего специалиста технического профиля в образовательном процессе», включающая методические рекомендации по организации процесса формирования математической компетентности в аспекте выделенных педагогических условий, может быть использована в процессе подготовки специалистов технического профиля в УСПО.
Основные этапы исследования.
На первом этапе (2005-2008 гг.) – констатирующем, проводилось целенаправленное изучение и анализ литературы по проблеме исследования. Это позволило определить исходные позиции диссертационного исследования, разработать понятийный аппарат, сформулировать гипотезу исследования и наметить его задачи. Была определена структура и содержание математической компетентности будущего специалиста технического профиля и методы ее формирования в процессе обучения в УСПО. На данном этапе был проведен констатирующий эксперимент, в ходе которого была проведена диагностика исходного уровня сформированности математической компетентности у студентов; выявлена степень осознания студентами значимости математической компетентности для будущей профессиональной деятельности и развития положительной мотивации ее формирования.
На втором этапе (2009 - 2011 гг.)- формирующем, осуществлялась проверка гипотезы исследования; в ходе формирующего эксперимента, разрабатывалась и апробировалась теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля, выявлялся и реализовывался комплекс педагогических условий эффективного функционирования предложенной модели; обрабатывались и анализировались результаты промежуточного диагностирования, обобщались промежуточные результаты исследования.
На третьем этапе (2011 – 2012 гг.) – обобщающем, проводился анализ результатов исследования, систематизировались данные опытно-экспериментальной работы, осуществлялась математическая обработка, обобщение и качественный анализ результатов исследования; оформлялись материалы диссертационного исследования.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается согласованностью их с фундаментальными положениями теории и методики профессионального образования; логической структурой исследования; применением совокупности педагогических методов исследования, адекватных его задачам и логике; проверкой результатов исследования на различных этапах опытно-экспериментальной работы; обработкой полученных эмпирических результатов исследования на основе количественного и качественного анализа, позволившего сделать обобщенные выводы.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Математическая компетентность будущего специалиста технического профиля среднего звена представляет собой целостное личностное образование, основанное на совокупности фундаментальных математических знаний, практических умений и навыков их применения, способности использовать свои математические знания для разрешения различного рода практических и теоретических проблем, возникающих в профессиональной деятельности.
2. Структура и содержание математической компетентности будущих специалистов технического профиля включает следующие компоненты: аксиологический (осознание личностью важности практической и теоретической значимости математической подготовки профессионала), гносеологический (знание математических фактов, понятий, законов, теорий; знание о структуре математической деятельности; знания о методах математического познания), праксиологический (совокупность умений приобретать знания самостоятельно, применять приобретенные знания в профессиональной деятельности, способность реализовать в практической деятельности приобретенные знания), которые отражают требования, предъявляемые к качеству математической подготовки в учреждениях среднего профессионального образования.
3. Теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля, построенная с учетом компетентностного подхода, отражающая структуру, содержание, этапы формирования математической компетентности и характер профессиональных задач, решаемых специалистом, включает четыре взаимодополняющих и взаимосвязанных блока: целевой – определяет совокупность задач математической подготовки будущего специалиста, с учетом специфики его профессиональной деятельности; содержательный - отражает комплекс проблемно-содержательных аспектов математической подготовки и методического аппарата ее реализации; деятельностно-процессуальный – включает последовательность этапов и инновационные технологии формирования математической компетентности; результативно-оценочный – характеризует целостность мотивационного, когнитивного, деятельностного критериев, позволяющих определить уровень сформированности математической компетентности будущего специалиста технического профиля.
4. Эффективность функционирования теоретической модели формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в процессе профессиональной подготовки в УСПО обеспечивает соблюдение комплекса педагогических условий:
создание образовательной среды, побуждающей студентов к личностно-профессиональному росту в освоении математической компетентности;
использование в учебно-методическом обеспечении дисциплины «Математика» сочетания интегративной, проектной, проблемной, игровой и информационно-коммуникационной технологий;
усиление практической направленности обучения математике, на основе комплекса профессионально-ориентированных задач и практических работ, связанных с содержанием будущей профессии;
организация диагностики, самоконтроля и самоанализа формируемой компетентности, обогащающая рефлексивный опыт студентов, обеспечивающая перевод объективной информации на субъектный уровень.
Апробация и внедрение результатов исследований. Основные результаты исследования отражены в 14 публикациях автора, обсуждались на международных научно-практических конференциях «Новые педагогические технологии» (г. Москва, 30.06.2011 г.), (г. Москва, 12.09.2011 г.)», (г. Москва, 28.11. 2011 г.), «Инновационная деятельность в системе образования» (г. Калуга, 01.12.2011 г.); научно-практических конференциях на базе КГУ им. К.Э. Циолковского (г. Калуга, 2007-2008 гг.); ежегодных научно–методических семинарах ГБОУ СПО «Калужский политехнический колледж» (2005–2009 гг.).
Результаты исследования внедрены в учебно-воспитательный процесс ГБОУ СПО КО «Калужский политехнический колледж», ГБОУ СПО КО «Коммунально-строительный техникум», ГБОУ СПО КО «Калужский индустриально-технологический колледж».
Структура диссертации определена логикой проведенного исследования. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Текст работы иллюстрирован таблицами, гистограммами, диаграммами, рисунками.
Специфика математической подготовки будущих специалистов технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования
Как известно, образовательные учреждения среднего профессионального образования, наряду с профессиональной подготовкой студентов, реализуют основную образовательную программу среднего (полного) общего образования. При этом в соответствии с п.2 ст. 20 Закона Российской Федерации «Об образовании» предусматривается реализация профильной общеобразовательной подготовки. В рамках профессиональных образовательных программ среднего профессионального образования предусмотрено четыре профиля общеобразовательной подготовки: гуманитарный, социально-экономический, технический, естественнонаучный.
Преподавание общеобразовательных дисциплин не может быть независимым от профиля и типа учебного заведения. Заметим, что в нашем случае, говоря о специфических особенностях, мы имеем в виду особенности преподавания общеобразовательных дисциплин, в частности математики, в системе среднего профессионального образования технического профиля по сравнению с преподаванием математики в старших классах общеобразовательной школы.
Проблеме специфики реализации базового уровня стандарта по общеобразовательным дисциплинам в системе СПО, в том числе технического профиля, на наш взгляд, уделяется недостаточно внимания. Это связано с тем, что в последние годы в системе СПО проводились многочисленные реформы. В той или иной форме ставилась под сомнение целесообразность существования среднего профессионального образования. И это несмотря на то, что практика упорно доказывает востребованность выпускников, а также социальную значимость этого звена в системе образования - ведь оно дает возможность получать качественное бесплатное образование социально незащищенным слоям населения. В статье И.В. Турбиной «Государственные образовательные стандарты среднего профессионального образования» [201, с. 48-50] автор отмечает, что «если в школьном и вузовском образовании разработаны и утверждены достаточно подробные и развернутые стандарты преподавания математики, то конкретных и по-настоящему реализованных стандартов СПО просто не существует».
Специфика преподавания общеобразовательных дисциплин, в том числе математики в системе СПО реально существует. Остановимся на наиболее существенных ее аспектах.
Прежде всего, главная особенность данной образовательной системы заключается в том, что основной целью, стоящей перед учебными заведениями системы среднего профессионального образования, является подготовка высококвалифицированного специалиста в данной области. Несомненно, и потенциал общеобразовательных дисциплин должен быть направлен на подготовку широко образованного профессионала, конкурентоспособного на рынке труда.
Приведем выдержки требований к результатам освоения основной профессиональной образовательной программы из ФГОС СПО по специальности 151901 «Технология машиностроения», касающихся основных видов деятельности, требований к умениям и знаниям выпускников. Автор диссертационного исследования этим преследует цель обратить внимание на серьезность, многоплановость, сложность задач, стоящих как перед преподавателями, так и перед студентами в процессе подготовки специалистов.
В разделе V требования к результатам освоения основной профессиональной образовательной программы названы основные виды деятельности техника: - разработка технологических процессов изготовления деталей машин; - участие в организации производственной деятельности структурного подразделения; - участие во внедрении технологических процессов изготовления деталей машин и осуществление технического контроля; зо - выполнение работ по одной или нескольким профессиям рабочих, должностям служащих.
Для успешной реализации этих видов деятельности выпускник должен обладать профессиональными компетенциями: использовать конструкторскую документацию при разработке технологических процессов изготовления деталей; выбирать метод получения заготовок и схемы их базирования; составлять маршруты изготовления деталей и проектировать технологические операции; разрабатывать и внедрять управляющие программы обработки деталей; использовать системы автоматизированного проектирования технологических процессов обработки деталей; участвовать в планировании и организации работы структурного подразделения; участвовать в руководстве работой структурного подразделения; участвовать в анализе процесса и результатов деятельности подразделения; участвовать в реализации технологического процесса по изготовлению деталей; проводить контроль соответствия качества деталей требованиям технической документации.
Как видим, при обучении студентов в системе среднего профессионального образования приходится решать очень сложные специфические образовательные задачи. Игнорирование специфики ведет, на наш взгляд, к перегрузке студентов, нервозности и неудовлетворенности в работе.
Поэтому очевидно, что в условиях целостного педагогического процесса необходимо учитывать сложность главной задачи - подготовки квалифицированного специалиста соответствующего уровня и профиля, конкурентоспособного на рынке труда. Чтобы успешно реализовать поставленные цели и решить возникшие задачи, необходима интеграция усилий преподавателей специальных дисциплин и преподавателей общеобразовательных дисциплин. Анализ приведенного перечня знаний и умений показывает, что значительную лепту в формировании указанных характеристик специалиста могут внести преподаватели математики.
Анализ содержания математической компетентности в теории и практике
По плану учебная дисциплина «Математика» не делится на алгебру и геометрию. В федеральном компоненте государственного стандарта обязательный минимум содержания основных образовательных программ, в том числе и по математике, одинаков для всех, независимо ни от типа учебного заведения, реализующего курс среднего (полного) общего образования, ни от того, сколько учебного времени выделено на изучение курса.
В учреждениях СПО возможна реализация программы среднего (полного) общего образования как за один, так и за два года. Учебные заведения со сроком обучения в течение 5 лет могут «позволить себе» изучить математику в течение двух лет. Там же, где обучение длится 3, 4 года - в течение одного года.
В последнее время в обучении на базе 9 классов в системе СПО существует тенденция изучения общеобразовательного курса математики за один год. Этот факт вполне объясним: учебные заведения этой системы готовят специалистов в определенной области, и в первую очередь несут ответственность за качество профессиональной подготовки. Но очевидно также, что это создает немало сложностей в обучении. Ведь при сохранении тех же требований к усвоению, студент должен под руководством педагогов за один год изучить двухгодичный курс общеобразовательных предметов «Алгебра» и «Геометрия» при значительной разнице учебных часов по сравнению с общеобразовательной школой.
Для решения проблем возникла потребность в принципиально новых формах работы учреждений СПО, которые бы позволили добиться усвоение базового уровня стандарта.
Далее мы остановимся на некоторых ключевых направлениях и специфике их реализации в преподавании курса математики в учреждениях среднего профессионального образования: - цели обучения математике в системе СПО; - программа как основа содержания контроля.
Постановка целей и вытекающих из них задач влечет за собой определение комплекса методов, форм, средств обучения для реализации этих целей и задач. При составлении примерной и создании последующих рабочих программ по математике для технического профиля, дающих возможность реализации также и целей профессиональной подготовки, необходимо, на наш взгляд, четко зафиксировать один из важнейших, принципиальных аспектов - цели изучения курса математики в системе СПО, а также конкретизировать их для технического профиля.
В существующих примерных программах по математике для специальностей СПО на базе основного общего образования понятие целей обучения вообще не фигурирует.
Так, в программе авторов В.З. Азаркова и П.И. Самойленко, 2001 г. [2] написано: «Основной задачей курса математики в средних специальных учебных заведениях на базе основной школы является математическое обеспечение специальной подготовки, т.е. вооружение студентов математическими знаниями и умениями, необходимыми для изучения специальных дисциплин, разработки курсовых и дипломных проектов, для профессиональной деятельности и продолжения образования».
В примерной программе автора Т.А. Исаевой, утвержденной 24.10.2003 г. Управлением СПО Министерства образования России [81]: «В результате изучения учебной дисциплины студент должен: - иметь представление: о роли математики в современном мире, общности ее понятий и представлений; - знать: основные математические формулы и понятия; - уметь: использовать математические методы при решении прикладных задач...
При изучении дисциплины необходимо обращать внимание студентов на ее прикладной характер, на то, где и когда изучаемые теоретические положения и практические навыки могут быть использованы в будущей практической деятельности». В ФГОС СПО установок по целям изучения общеобразовательных предметов, как и следовало ожидать, нет.
Основываясь на многолетний опыт преподавания в системе СПО можно сделать вывод, что существует необходимость создания единой примерной программы по общеобразовательному курсу математики для технического профиля. Необходимость создания такой программы объясняется в первую очередь существенной разницей в количестве учебного времени, отводимого на изучение курса математики в сравнении с общеобразовательными учреждениями.
Итак, если признать целесообразным вариант изучения курса математики в системе СПО за один год при отводимых 117-290 часах учебного времени, то необходимо создание единой примерной программы именно для данного профиля. Необходимо выделение обязательного минимума знаний по математике с учетом специфики данного типа учебного заведения.
Создание единой примерной программы для того или иного профиля, как известно, входит в компетенцию органов, руководящих данным звеном в системе образования. Вместе с тем, у преподавателей данного звена есть определенные наработки в создании программы, учитывающие, по сравнению со школой, особенности рабочих учебных планов, различия в графике учебного процесса и, думается, их целесообразно использовать.
Реализация педагогических условий формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля
Мы согласны с мнением В.А. Штофа, что модель дает новую информацию об объектах, позволяя выявить и изучить те взаимосвязи, которые недоступны для познания другими способами [154].
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 определенном смысле должна отражать оригинал и походить на него так, чтобы результаты изучения свойств, состояния, поведения модели были бы применимы к оригиналу [168].
К принципам построения моделей и последовательности операций при их разработке: определение целей и конкретных задач моделирования; сбор и систематизация информации; выделение основных факторов, влияющих на изменение тенденций и закономерностей исследуемого объекта или явления [41].
При разработке теоретической модели формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля она рассматривалась нами как самостоятельная педагогическая система, с присущими любой системе взаимосвязанными структурными единицами: целью, содержанием, организационно-деятельностными единицами, основными этапами, конечным результатом. Разработка теоретического и методического обеспечения моделирования процесса формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля осуществлялась на основе анализа обширного материала по теории и практике профессионального образования, изучения опыта моделирования различных педагогических процессов и систем. Основополагающей идеей при моделировании и процесса формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля является разработка такой модели, которая позволила бы повысить эффективность данного процесса, привести его в соответствие с требованиями современного общества.
Под теоретической моделью формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля мы понимаем описание и теоретическое обоснование структурных компонентов данного процесса.
На основании полученной структуры математической компетентности, учитывая компетентностный подход как методологическую основу, опираясь на истинные принципы теории моделирования (В.Г. Афанасьева, В.А. Веникова, В.А. Штофа и др.), а так же в соответствии с социальным заказом общества и государства, ГОС среднего (полного) общего образования, ФГОС СПО была разработана теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля (Рисунок 7).
Структуру разработанной теоретической модели составляют несколько взаимосвязанных блоков: целевой, содержательный, деятельностно-процессуальный, результативно-оценочный.
Целевой блок определяет цель моделируемого процесса - сформировать математическую компетентность будущего специалиста технического профиля на достаточно высоком уровне. Функцией целевого блока является установление прогнозируемого уровня сформированности математической компетентности, который должен соответствовать нормативным требованиям к профессиональной подготовке выпускников.
Теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля Следующим блоком теоретической модели является содержательный, который направлен на реализацию цели, он представляет собой компетентностно-ориентированное содержание учебного материала дисциплины «Математика», направленное на формирование структурных составляющих профессиональной компетентности будущего специалиста технического профиля в виде системы знаний, умений и опыта их применения к решению практических и теоретических проблем и задач, встречающихся в профессиональной деятельности.
Разрабатывая теоретическую модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля, мы опирались на компетентностный подход. Реализация компетентностного подхода потребовала опоры на ряд принципов, отражающих особенности математической компетентности будущего специалиста технического профиля.
Проблема педагогических закономерностей, принципов и правил, хотя и в разных аспектах, в последние годы исследовалась и обсуждалась в работах Ю.К. Бабанского [10], В.И. Загвязинского [61], И.Я. Лернера [111] и других. В.И. Андреев отмечает, что «законы в природе существуют объективно. Принципов же в природе нет. Принципы - это гносеологический феномен, и в силу этого они не могут иметь самостоятельного значения... Принцип отражает явление на уровне должного и отвечает на вопрос: как следует действовать наиболее целесообразным образом в решении соответствующего класса задач» [4].
Рассмотрим более детально принципы, на которых базируется теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля.
Анализ итоговых результатов опытно-экспериментальной работы
О.В. Бочкарева под профессионально-ориентированной математической задачей понимает задачу, условие и требование которой «определяют собой модель некоторой ситуации, возникающей в профессиональной деятельности инженера, а исследование этой ситуации осуществляется средствами математики и способствует профессиональному развитию личности специалиста» [27].
Под профессионально-ориентированной задачей будем понимать задачу, условие и требование которой определяют собой модель некоторой ситуации, возникающей в профессиональной деятельности, а исследование этой ситуации осуществляется средствами математики и способствует формированию у обучающихся определенных умений [34].
По основным разделам математики нами был разработан комплекс профессионально-ориентированных задач и лабораторно-практические работы с производственным характером (Приложение 3, 4).
Подбор и составление задач определялись целями обучения, которые ориентированы на формирование математической компетентности. Предлагаемый комплекс профессионально-ориентированных задач, направленный на формирование математической компетентности, отражает наиболее существенные процессы, явления, понятия технической сферы. Решая такие задачи, студент должен будет вдумываться как в конкретное их условие, так и в приёмы математического их решения, т.е. происходит процесс перевода условий задачи на математический язык. Внедрение в учебный процесс задач профессионального типа приучает студентов видеть универсальность математических формул, приводит к элементам математического моделирования профессиональных задач из различных областей науки и техники.
Профессионально-ориентированные задачи и умение их решать оказывают разностороннее влияние, на формирование математической компетентности будущих специалистов технического профиля и на повышение качества образования: стимулируют усвоение специальных предметных знаний, потребность в постоянном самообразовании, активизируют учебно-познавательную деятельность обучаемых.
Разработанный нами комплекс профессионально-ориентированных задач и лабораторно-практические работы использовались на лекциях, практических занятиях и в самостоятельной работе студентов в единстве с традиционными математическими задачами.
Опыт решения профессионально-ориентированных задач и есть основной фактор, способствующий формированию профессиональной компетентности.
Оценивая роль профессионально-ориентированных задач в формировании математической компетентности, следует отметить их недостаточность в имеющихся учебных пособиях по математике. В условиях перехода на ФГОС нового поколения требуется пересмотреть учебно-методическое сопровождение учебного процесса в рамках компетентностного подхода, усилив его профессионально ориентированную составляющую.
Четвертое педагогическое условие - организация диагностики, самоконтроля и самоанализа формируемой компетентности, которые обогащают рефлексивный опыт студентов и обеспечивают перевод объективной информации на субъектный уровень. При проведении опытно-экспериментальной работы нам необходимо было получение качественной, объективной информации о ходе формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля, для чего мы использовали метод педагогического мониторинга.
Мониторинг - (от анг. monitoring - контролирование, проверка) -осуществление систематического учета и контроля за проявлением того или иного процесса, за реализацией деятельности, направленной на достижение определенной цели [143.].
Мониторинг представляет собой непрерывный процесс, организуемый на определенном отрезке времени, что позволяет фиксировать состояние происходящих процессов, осуществлять их прогноз и коррекцию, и на основе полученной информации принимать управляющие решения [78].
Мы разделяем мнение Л.К. Иляшенко, А.И. Севрука, и под педагогическим мониторингом понимаем непрерывное, научно-обоснованное, диагностико-прогностическое, планово-деятельностное слежение за состоянием и изменением показателей математической компетентности студентов с целью получения достоверной и достаточно полной информации об осуществляемом процессе для наиболее оптимального выбора средств, методов и форм работы, для возможности коррекции и достижения наиболее эффективных результатов [78, 168].
