Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИОННО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО КОМПОНЕНТА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ СЛУЖБЫ СПАСЕНИЯ 20
1.1. Формирование организационно-исследовательского компонента профессиональной подготовки будущих специалистов службы спасения как педагогическая задача 20
1.2. Исследовательские стратегии как основа организации исследовательской деятельности 30
1.3. Моделирование как средство формирования организационно-исследовательского компонента профессиональной подготовки
курсантов в процессе обучения математике 41
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЮ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ В ВОЕНИЗИРОВАННОМ ВУЗЕ 58
2.1. Организация обучения моделированию при изучении курса высшей математики 58
2.2. Обучение постановке задач 74
2.3. Организация учебной исследовательской деятельности курсантов при обучении математике, содержание и методы организации 78
2.4. Реализация межпредметных связей посредством математического моделирования в курсе высшей математики 107
2.5. Структура и содержание учебно-методического комплекса по дисциплине «Высшая математика» 117
ГЛАВА 3. ОРГАНИЗАЦИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНОГО ОБУЧЕНИЯ 125
3.1. Основные этапы, цели и условия опытного обучения 125
3.2. Обработка опытных данных и выводы 140
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 154
ЛИТЕРАТУРА 155
ПРИЛОЖЕНИЯ 172
- Формирование организационно-исследовательского компонента профессиональной подготовки будущих специалистов службы спасения как педагогическая задача
- Организация обучения моделированию при изучении курса высшей математики
- Основные этапы, цели и условия опытного обучения
Введение к работе
Анализ происшедших за последние годы чрезвычайных ситуаций и их социально-экономических последствий ставит перед МЧС следующую задачу: в экстремальных условиях природных, техногенных бедствий противопоставлять деструктивным факторам своих подготовленных сотрудников, которые должны обеспечивать предотвращение возможных катастроф, ликвидацию их последствий, спасение погибающих [60].
Актуальность темы данного исследования обусловлена социальным заказом на подготовку специалистов, способных решать профессиональные задачи, находясь в ситуации, где принятие решений требует понимания того, что все действия должны быть направлены на стабилизацию ситуации и выживание, а также особых знаний и умений. Офицер службы спасения должен уметь не только осуществлять исследовательскую деятельность по анализу ситуации, но и организовывать взаимодействие специалистов различных профессий, ставя перед ними задачи, интерпретируя и оценивая полученные результаты. Необходимые для этого знания и умения обеспечивают научно-исследовательскую и организационно-управленческую деятельность, что является основой для выделения организационно-исследовательского компонента профессиональной подготовки специалистов службы спасения и определяет социально-педагогическую значимость работы. Организационно-исследовательский компонент мы понимаем как одну из составляющих научно-исследовательской и организационно-управленческой деятельности инженера службы спасения. Ее формирование характеризуется уровнем умений ставить цель, формулировать ее перед специалистами разных областей деятельности; соответствующим образом формализовать для них информацию (строить модели); переходить от одной модели к другой (осуществлять перенос знаний и умений в новую ситуацию); выполнять действия контроля и коррекции.
Важное место в формировании организационно-исследовательского компонента занимает обучение исследовательской деятельности при изучении курса высшей математики. Одним из направлений реализации является личностно ориентированное образование в военизированных вузах. Основной целью Организации исследовательской деятельности в образовательном процессе, должна стать подготовка человека, имеющего не только военную, но и качественную базовую подготовку, владеющего способами самостоятельного овладения знаниями, способного к социальной и профессиональной мобильности в течение всей жизни.
Сегодня исследованием и внедрением в практику новых теоретических и методологических положений занимаются преподаватели средних и высших учебных заведений. Ведется поиск новых подходов к подготовке специалистов, обучающихся в военизированных вузах.
Общим проблемам профессионального образования посвящено немало фундаментальных теоретических трудов. Вопросы методологии современной педагогики исследовали A.M. Данилов, В.И. Загвязинский, В.В. Краевский, А.А. Кыверялг, В.М. Полонский, М.Н. Скаткин и др. Теоретические основы проблемно-развивающего обучения рассмотрены в работах Т.В. Кудрявцева, И.Я. Лернера, A.M. Матюшкина, М.И. Махмутова, Х.Ж. Танеева, Ю.Н. Кулюткина и др. Философское представление проблемы интеграции науки, образования и производства дают труды В.Г. Афанасьева, Б.Н. Кедрова, Г.И. Марчука, В.М. Розина, А.Д. Урсула, И.Т. Фролова и др.
Идеи об интегральных характеристиках человека как личности получили свое освещение в трудах Б.Г. Ананьева, А.Г. Асмолова, М.Н. Берулавы, И.В. Бестужева-Лады, А.А. Бодалева, Л.С. Выготского, В.В. Давыдова, В.П. Зинченко, А.Н. Леонтьева, А.В. Петровского, В.А. Дцова и др. Современные концепции гуманизации образования разработаны в трудах Т.Г. Браже, Е.И. Белозерцева, А.А. Бодалева, С.Г. Вершловского, В.Г. Воронцова, Э.Д. Днепрова, И.А. Колесниковой, Ю.Н. Кулюткина,
A.E. Марона, A.A. Мелик-Пашаева, В.Г. Онушкина, В.А. Сластенина, Г.С. Сухобской, Е.П. Тонконогой, А.П. Тряпициной, Е.И. Шиянова и др.
Теоретические разработки в области содержания образования в различных отраслях его осуществлены СИ. Архангельским, Ю.К. Бабанским, М.Н. Берулавой, В.П. Беспалько, Б.С. Гершунским, Л.Б. Ительсоном, Н.В. Кузьминой, Ю.А. Кустовым, Н.Д. Никандровым, В.Г. Разумовским, Н.Ф. Талызиной и др.
В области военного образования известны работы П.Н. Бабичева, А.В. Барабанщикова, A.M. Воробьева, В.Г. Данченко, А.И. Каменева, В.П. Кириченко, Э.Н. Короткова, И.Д. Ладанова, В.И. Малькова, В.И. Михайловского, М.Ф. Овчара, В.В. Офицерова, В.В. Серебрянникова, Б.М. Теплова, Л.Н. Уварова, П.И. Фисенко, В.П. Фоменко, Ю.Ф. Худолеева, Н.Г. Чумичева, В.В. Ясюкова и др.
Развитие современных технологий, в первую очередь компьютерных средств, привело к существенному изменению роли математических учебных курсов. Владение техникой вычислений уже не является одной из основных характеристик компетентности инженера спасателя, поскольку вычисления, в том числе символьные, можно осуществлять с помощью широко распространенных программ, таких как Mathematica, MathCAD, GAP и др. В таких профессиях, как, инженер спасатель по специальности «Пожарная безопасность» на первый план выдвигается умение формализовать проблему, строить модель, ставить задачи перед специалистами, то есть строить различные модели исследуемого объекта (в частности, процесса), интерпретировать результаты исследования моделей, оценивать их адекватность.
Анализ практики обучения в военизированных вузах показал (на примере Уральского института в 2001-2005 г. недостаточность сформированно-сти навыков исследовательской деятельности курсантов, неумение применять математические знания к решению профессиональных задач.
Ситуация усугубляется тем, что традиционно при обучении математике основное внимание уделяется вычислительному аппарату математики, наименее востребованному в профессиональной деятельности офицера, являющегося в первую очередь организатором, управленцем. В результате характер профессиональной деятельности в большинстве случаев не позволяет офицерам поддерживать высокий уровень собственно математической подготовки. Вместе с тем в деятельности офицера службы спасения важную роль играет умение осуществлять исследовательскую деятельность. При возникновении потребности в математическом аппарате офицер, как правило, не работает в области математики лично, а переадресует решение проблем математического характера профессионалам-математикам.
Одним из путей улучшения создавшейся ситуации является перенос акцента с овладения вычислительным аппаратом в направлении обучения исследовательской деятельности. При этом вычислительный аппарат становится средством формирования исследовательских умений, и, более широко, КИТСУ (компетентность, инициатива, творчество, саморегуляция, уникальный склад ума) [170]. Необходимость совершенствования целей и содержания математического содержания диктуется также тем, что в последние годы стремительно изменяется роль математики в человеческой культуре, в частности, науке и технике. Если в прежние годы инженер, как правило, был беспомощен без хорошего владения вычислительным аппаратом математики, то с широким распространением компьютерных технологий ситуация изменилась. Математический аппарат во все большей степени интегрируется в соответствующие программы, что значительно упрощает и облегчает процесс анализа математической модели. Следовательно, специалист может сосредоточиться непосредственно на интерпретации полученных результатов и корректировке модели.
В проблеме, связанной с организацией исследовательской деятельности курсантов можно выделить несколько аспектов:
необходимость проведения теоретического анализа исследовательской деятельности, построение практико-ориентированной модели такой деятельности для рассматриваемого нами круга задач;
сложность организации исследовательской деятельности в условиях обучения в военизированном учебном заведении, обусловленная следующими проблемами:
Курсанты военизированных вузов получают военно-специальное образование обозначенное в квалификационных требованиях специалиста, т. е. наряду с базовым высшим образованием (инженер, например) курсантам необходимо за тот же период времени получить военно-специальные знания, умения и навыки (например, спасатель МЧС).
Курсанты совмещают две, вообще говоря, несовместимые вещи: учатся и несут воинскую службу. Поэтому в вузах велико число пропусков аудиторных занятий по объективным причинам, что отнюдь не способствует получению качественного образования и развитию познавательных качеств. Часто курсанты просто вынуждены самостоятельно осваивать материал занятий, пропущенных из-за выполнения служебных обязанностей.
Жизнедеятельность курсанта регламентируется «Уставом», что уменьшает число степеней свободы в самоорганизации процесса обучения, проявлении свободы выбора. Сама система военной подготовки противоречива по сути. С одной стороны на выходе требуется получить самостоятельного, инициативного, творческого специалиста, а с другой стороны военная организация не способствует развитию инициативы и самостоятельности.
недостаточная профилизация курса высшей математики (под профилиза-цией понимаем выявление математического аппарата, необходимого и достаточного для изучения различных циклов дисциплин);
недостаточное внедрение в образовательный процесс военизированных вузов исследовательских методов обучения основанных;
отсутствие координации в действиях преподавателей дисциплин различных циклов.
Для преодоления негативных факторов необходима разработка ряда методических аспектов, оставшихся за пределами ранее произведенных исследований:
изучение комплекса проблем, связанных с использованием математического моделирования в исследовательской деятельности офицеров службы спасения, учитывая специфику деятельности офицера службы спасения на различных должностях, при выполнении различных видов деятельности, построение и изучение моделей деятельности офицера, обучение исследовательской деятельности и, в частности, моделированию и др.;
разработка методического обеспечения для проведения предметной интеграции на различных уровнях посредством математического моделирования;
выявление эффективных форм и средств для проведения различных видов интеграции в деятельности курсанта и офицера;
выявление возможностей интеграции курса математики со специальными дисциплинами военно-инженерного вуза.
Обучение на основе исследовательской деятельности курсантов при изучении математики переносит акцент с усвоения знаний на формирование компетентности, обеспечивает переориентацию образования на личностно-ориентированный подход. Организацию исследовательской деятельности курсантов следует рассматривать в качестве одного из важнейших компонентов обучения.
Таким образом, потребность в обучении курсантов исследовательской деятельности в военизированном вузе продиктована следующими противоречиями:
между возрастанием потребности в специалистах, в том числе инженеров по специальности «Пожарная безопасность», способных быстро, четко и грамотно (часто в экстремальных условиях) осуществлять организационно-исследовательскую деятельность, с одной стороны, и недостаточной степенью изученности механизмов формирования организационно-исследовательских умений для решения профессиональных задач основанных на моделировании, с другой стороны;
между требованиями государственных образовательных стандартов и практикой преподавания высшей математики в вузах, характеризующейся недостаточной подготовленностью курсантов к применению метода моделирования с использованием математического аппарата и неполной готовностью преподавателей к реализации обучения исследовательской деятельности посредством моделирования.
Необходимость организации учебно-исследовательской деятельности курсантов военного вуза обусловлена не только противоречиями между требованиями общества и личности к качеству военного образования и его актуальным состоянием.
Отметим некоторые причины, создающие трудности в реализации исследовательской деятельности при обучении математике:
недостаточный уровень подготовки педагогических кадров в области организации исследовательской деятельности курсантов;
при традиционном подходе реализация метода моделирования требует осуществления научно-исследовательской деятельности в области математики, что непосильно для большинства курсантов;
слабая разработанность теоретической и технологической базы.
Все это является, сдерживающими факторами применения учебно-исследовательской деятельности в обучении курсантов. Однако именно обучение, построенное на применении исследовательских стратегий, позволяет
подготовить инженера спасателя службы МЧС с высоким уровнем научности приобретенных в процессе обучения знаний, наличием умений и навыков применения системного подхода к решению актуальных проблем, творческой активностью и самостоятельностью в проведении анализа и синтеза полученной информации.
Таким образом, актуальность исследования обусловлена социальным заказом общества на формирование специалистов, способных к самостоятельной творческой и исполнительской деятельности, в частности, к проведению самостоятельных исследований в различных областях деятельности.
Цель исследования: теоретически обосновать, разработать и проверить в ходе опытно-поисковой работы учебно-методический комплекс для обучения исследовательской деятельности курсантов военизированных учебных заведений по специальности 280104.65 - Пожарная безопасность, обеспечивающей формирование организационно-исследовательского компонента.
Объектом исследования служит исследовательская деятельность курсантов в процессе профессиональной подготовки специалистов службы спасения.
Предмет исследования - моделирование как средство формирования организационно-исследовательского компонента профессиональной подготовки в процессе обучения математике.
Гипотеза исследования:
Предполагается, что формирование организационно-исследовательского компонента в профессиональной подготовке у будущих инженеров службы спасения будет успешным, если:
организационно-исследовательскую деятельность курсантов мы будем рассматривать как деятельность по созданию различных моделей и их анализ;
обучение моделированию будет происходить с учетом специфики вузов, готовящих офицеров службы МЧС;
будет разработан учебно-методический комплекс по дисциплине «Высшая математика», обеспечивающий обучение исследовательской деятельности на основе моделирования. В соответствии с целью и гипотезой исследования определены следующие
его задачи:
На основе анализа литературных источников определить роль исследовательской деятельности в профессиональной подготовке офицера службы спасения, уточнить сущность организационно-исследовательского компонента профессиональной деятельности будущих инженеров службы спасения, выявить научные основы организации исследовательской деятельности курсантов.
Дать характеристику практики обучения исследовательской деятельности курсантов в опыте современного военизированного вуза.
Определить условия развития исследовательской деятельности курсантов и выделить способы их реализации в процессе обучения.
Разработать учебно-методический комплекс, методику его применения для формирования организационно-исследовательского компонента у будущих инженеров службы спасения и опытным путем проверить эффективность предлагаемой методики.
Методологической основой исследования явились: основные положе
ния теории исследования, концептуальные положения о деятельностной и
творческой сущности личности и ее многофакторном развитии, принципы
взаимосвязи теории и практики, активности в процессе деятельности, един
ства сознания и деятельности. В работах отечественных философов
И.Г. Герасимова, В.П. Копнина, А.С. Майданова, А.И. Ракитова и других
рассматривается содержание исследовательской деятельности, выделяются
ее существенные признаки, закономерности. Вопрос обучения исследова
тельской деятельности поднимается в трудах А.С. Макаренко,
В.А. Сухомлинского, СТ. Шацкого. Работы В.Г. Афанасьева,
А.В. Брушлинского, Б.С. Гершунского, Л.С. Выготского, П.Ф. Каптерева, Н.Д. Никандрова и других авторов раскрывают философские основания образования. В научных трудах Ю.К. Бабанского, В.И. Загвязинского, В.В. Краевского, И.Я. Лернера, A.M. Новикова, В.М. Полонского, М.Н. Скаткина и других педагогов-исследователей рассматриваются методологические принципы исследования.
Теоретической основой исследования явились теории: учебной деятельности (П.Я. Гальперин, А.Н. Леонтьев, И.Я. Лернер, Н.Ф. Талызина, Д.Б. Эльконин), функциональная теория деятельности (П.К. Анохин, И.П. Павлов, И.М. Сеченов), теория развития мышления (Л.С. Выготский), теория развивающего обучения (В.В. Давыдов), личностно ориентированный подход (И.С. Якиманская), теория моделирования (А.Г. Гейн, Ю.Б. Мельников), исследовательская деятельность как основа формирования мировоззрения (А.В. Леонтович, А.С. Обухов, Н.Г. Алексеев), рефлексивный подход (Т.М. Давыденко), рассмотрение вопросов профессиональных, личностных качеств личности А.С. Белкин.
По И.С. Якиманской, учебно-исследовательская деятельность является одним из способов реализации личностно ориентированного подхода в образовании. В исследованиях В.И. Андреева, СП. Арсенова, Л.В. Гурьева, В.В. Давыдова, Л.В. Занкова, Г.В. Козловой, Л.М. Федоряк, З.А. Хайрет-диновой, Д.Б. Эльконина подчеркивается, что оригинальность мышления, творчество обучаемых наиболее полно проявляются и успешно развиваются в разнообразной учебной деятельности, имеющей исследовательскую направленность. Вопросы использования приемов исследовательской деятельности в обучении математике получили освещение в работах В.И. Гусева, В.А. Далингера, Д. Пойа, Г.И. Саранцева, А.Я. Цукаря.
Психолого-педагогические основы обучения математике составляют труды В.П. Беспалько, Б.Г. Ананьева, А.А. Леонтьева.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: анализ психолого-педагогической, дидактико-методической литературы по проблеме исследования; анализ государственных образовательных стандартов, программ по математике и циклам специальных дисциплин, квалифицикационных требований, учебных и учебно-методических пособий, дидактических материалов по математике и специальным дисциплинам; изучение, анализ и обобщение передового педагогического опыта; проведение педагогических измерений: анкетирование курсантов, беседы с преподавателями математики и специальных дисциплин; построение системы моделей и их анализ; экспертная оценка; опытное обучение; статистическая обработка результатов опытной работы.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
анализ психолого-педагогической, дидактико-методической литературы по проблеме исследования: анализ программ по математике и циклам специальных дисциплин, стандартов, квалифицированных требований, учебных и учебно-методических пособий, дидактических материалов по математике и специальным дисциплинам;
изучение, анализ и обобщение передового педагогического опыта;
проведение педагогических измерений: анкетирование курсантов, беседы с преподавателями математики и специальных дисциплин;
построение системы моделей и их анализ;
экспертная оценка;
педагогический эксперимент;
статистическая обработка результатов педагогического эксперимента. Достоверность результатов исследования обеспечивалась: опорой на
основные положения современных методологических, психологических и научно-методических исследований; использованием разнообразных мето-
дов исследования, адекватных поставленным задачам; результатами опытного обучения и их статистической обработкой.
В данном научном исследовании можно выделить следующие этапы.
Этап постановки проблемы (подготовительный), в ходе которого изучалась научная и учебно-методическая литература по вопросам, связанным с обучением исследовательской деятельности, формированием профессиональных качеств, осуществлялось первичное наблюдение и выявлялись компоненты профессиональной деятельности инженеров службы спасения, которые могут быть сформированы в процессе обучения математике. На данном этапе были уточнены предмет, объект, сформулирована гипотеза и цель исследования, конкретизированы его задачи.
Этап разработки проблемы: исследование роли и места исследовательской деятельности в общей структуре деятельности инженера службы спасения. На этом этапе было раскрыто содержание организационно-исследовательского компонента профессиональной подготовки, определена роль моделирования как основного средства обучения исследовательской деятельности, разработана методика обучения математике, обеспечивающая формирование организационно-исследовательского компонента профессиональной деятельности инженера службы спасения.
Этап опытной проверки: были определены показатели сформированности умений исследовательской деятельности, разработаны задания для контрольно-методических срезов, проведены начальный, промежуточный и итоговый контроль для определения уровня сформированности знаний и умений организационно-исследовательской деятельности. Осуществлена опытная работа по предложенной нами методике обучения математике с измерением уровня сформированности у курсантов организационно-исследовательского компонента.
4. Этап обработки данных и интерпретации результатов: осуществление ста
тистического анализа полученных данных, графическое оформление уста-
новленных закономерностей и их содержательная интерпретация. Проведенный анализ полученных результатов показал, что выдвинутая гипотеза нашла свое подтверждение, задачи научного поиска решены, цель исследования достигнута.
Исследование завершилось оформлением диссертации, приложений и списка литературы.
Опытное обучение проводилось в три этапа (поисково-констатирующий, формирующий, контрольно-оценивающий) с 2001-2005г. на базе Уральского Института Государственной противопожарной службы МЧС России. Опытным обучением было охвачено 432 человека.
На первом этапе проводился анализ состояния обучения высшей математике в военизированном вузе, изучалась программная документация (тематические планы, программы военно-технических вузов, стандарты), содержание контрольных, курсовых и дипломных работ, проводились беседы с преподавателями математики и специальных дисциплин.
На втором этапе проверялась и уточнялась рабочая гипотеза, цели, задачи исследования. Апробировались основные идеи организации учебно-исследовательской деятельности. Формировалась система моделей.
На третьем этапе проводился анализ результатов опытного обучения, разрабатывались практические рекомендации. Научная новизна исследования.
Научная новизна состоит в следующем:
выявлена определяющая роль исследовательской деятельности в формировании организационно-исследовательского компонента профессиональной деятельности инженера службы спасения;
определена и научно обоснована роль курсанта, как постановщика исследовательской задачи, заказчика исследовательского аппарата и эксперта, оценивающего результат решения исследовательской задачи;
определена и научно обоснована роль преподавателя, как исполнителя научного задача и консультанта.
В отличие от существующих методик обучения математике с использованием моделирования как учебного приема, в разработанной нами методике обучения математике курсантов военизированных учебных заведений главная роль отводится а) построению моделей; б) использованию математических объектов в качестве моделируемых, а не только моделирующих.
Научная новизна работы состоит в следующем:
выявлена определяющая роль исследовательской деятельности в формировании организационно-исследовательского компонента профессиональной деятельности инженера службы спасения;
в отличие от существующих методик обучения математике с использованием моделирования как учебного приема, в разработанной нами методике обучения математике курсантов военизированных учебных заведений главная роль отводится а) построению моделей; б) использованию математических объектов в качестве моделируемых, а не только моделирующих;
охарактеризовано функциональное взаимодействие обучающегося и преподавателя как субъектов образовательного процесса при формировании организационно-исследовательского компонента профессиональной подготовки специалиста службы спасения. Суть этого взаимодействия заключается в определении и обосновании роли курсанта как участника процесса постановки задачи и ее решения, заказчика исследовательского аппарата и эксперта, оценивающего результат деятельности, а преподавателя - как исполнителя исследовательского задания и консультанта.
Теоретическая значимость исследования.
1. Раскрыта роль исследовательских умений в формировании организационно-исследовательского компонента профессиональной подготовки будущих инженеров службы спасения, заключающаяся в повышении культуры профессиональной деятельности путем развития аналитических и прогности-
ческих способностей обучающихся средствами исследования. Исследовательская деятельность является условием и средством развития обучаемого.
Уточнен состав исследовательских умений, востребованных в работе офицера службы спасения, формирование которых можно осуществить в рамках учебного курса высшей математики, в частности, умения ставить цель (систему целей), анализировать, оценивать, прогнозировать, умение ставить вопросы.
Показано, что условием успешности решения прикладных задач в учебном процессе является сформированность у курсантов основных исследовательских умений. Таким образом, обучение решению прикладных задач необходимо предварять обучением исследовательской деятельности на материале собственно математических задач.
Выявлены дидактические функции метода математического моделирования. Теоретически обоснована методика обучения математике, основанная на решении собственно математических, а не прикладных задач и обеспечивающая формирование организационно-исследовательского компонента профессиональной деятельности инженера службы спасения.
В соответствии с целями реализации профессиональной направленности курса высшей математики обоснована необходимость умения использовать исследовательские стратегии при решении как учебных, так и реальных профессионально ориентированных задач.
Практическая значимость исследования заключается в следующем: 1. На основе конкретизации понятия «исследовательская деятельность» разработана методика, обеспечивающая эффективность формирования организационно-исследовательского компонента профессиональной деятельности инженеров пожарной безопасности в процессе изучения высшей математики в военизированном вузе. Предлагаемая методика основанна на том, что изучение математики организовано как исследование, в котором курсант выступает в роли ставящего задачи, заказчика математиче-
ского аппарата и затем участника исполнения, а преподаватель - в роли «исполнителя» «научного заказа» и консультанта.
Представлена рабочая программа курса в виде формализованной модели и построено содержание курса математики путем развертывания этой модели с помощью моделей элементов носителя, т.е. моделей учебных тем.
Разработан учебно-методический комплекс по дисциплине «Высшая математика», обеспечивающий реализацию методики обучения исследовательской деятельности в субъект-субъектном режиме. Достоверность и обоснованность полученных в исследовании данных
обеспечивалась: анализом психолого-педагогической и методической литературы; обобщением педагогического опыта преподавателей военизированных вузов МЧС РФ по теме исследования; результатами опытного обучения со статистической обработкой его данных, подтвердившего на качественном и количественном уровнях достоверность выдвинутой гипотезы; обсуждением на семинарах кафедры методики преподавания математики Уральского государственного педагогического университета, Уральского института Государственной противопожарной службы МЧС России и на региональных, российских и международных научно-практических конференциях вузов (Екатеринбург, Москва, Иваново, Челябинск, Саратов, Киров, Омск, Орел, Шадринск, Пермь).
На защиту выносятся следующие положения:
В основу обучения математике с целью формирования организационно-исследовательского компонента профессиональной подготовки курсантов должна быть положена методика обучения исследовательской деятельности через моделирование.
Важным компонентом организации исследовательской деятельности курсантов является использование исследовательских стратегий, которое заключается в умении: ставить цели, формализовать их; формулировать критерии их достижения; составлять план или систему планов, выбирать опти-
мальные методы для достижения цели; оценивать объем и качество необходимых ресурсов (материальных, интеллектуальных и др.); контролировать процесс реализации планов, комбинировать стратегии; предвидеть результаты; выбирать оптимальные стандартные формы для представления результатов, адекватные целям и задачам исследования; вносить необходимые коррективы; делать вывод; объективно оценивать адекватность получаемых результатов (промежуточных и окончательных) и интерпретировать их.
3. Методика формирования организационно-исследовательского компонента в профессиональной подготовке инженеров пожарной безопасности должна основываться на учебно-методическом комплексе дисциплины «Высшая математика», программно-методическое обеспечение которого дает возможность реализовать обучение исследовательской деятельности. Апробация и внедрение. Результаты исследования внедрены в образовательный процесс Уральского института Государственной противопожарной службы МЧС России и могут быть рекомендованы к использованию в других учебных заведениях профессионального образования, осуществляющих подготовку инженеров службы спасения. Структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложений.
Формирование организационно-исследовательского компонента профессиональной подготовки будущих специалистов службы спасения как педагогическая задача
Приказом главы МЧС России утверждена ведомственная программа по развитию системы подготовки кадров министерства РФ по чрезвычайным ситуациям на 2007-2009 годы. В настоящее время в систему подготовки кадров МЧС России входят четыре государственных образовательных учреждения высшего профессионального образования, один военный вуз и одно учебное заведение среднего профессионального образования. Основной целью новой программы является обеспечение системы МЧС России высококвалифицированными специалистами для выполнения задач в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, для создания эффективной системы гражданской обороны, пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах. Взяв за основу государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования, мы выделили основные составляющие профессиональной деятельности инженера-спасателя:
области профессиональной деятельности специалиста службы спасения (схема 1);
объекты профессиональной деятельности выпускника (схема 2);
виды профессиональной деятельности выпускника (схема 3)
В развернутом виде каждая из составляющих представлена нами в виде схемы.
Сопоставление видов профессиональной деятельности офицера службы спасения превалируют организационный и исследовательский компоненты. Учитывая выше сказанное, в данной работе мы ввели понятие «организационно-исследовательский компонент» профессиональной подготовки Исследование педагогических проблем формирования организационно-исследовательского компонента профессиональной подготовки будущих спеспециалистов службы спасения требует уточнения смысла используемых терминов и конкретизации категориально-понятийного аппарата в целом.
В Большой советской энциклопедии [16] профессиональная подготовка определяется как совокупность специальных знаний, умений и навыков, позволяющих выполнять работу в определённой области деятельности. Наше исследование обращено к военно-профессиональной подготовке, в частности подготовке специалистов службы МЧС, к безупречному и точному выполнению своих профессиональных обязанностей и задач по профилактике, предотвращению, контролю и локализации развития чрезвычайных ситуаций, ликвидации их негативных последствий. Военно-профессиональная подготовка предусматривает выработку твердых военно-профессиональных и специальных знаний и навыков, усвоения приемов владения спасательной техникой, умения использовать все потенциальные возможности в любой обстановке. Термин «специалист» понимается нами как работник, умственный труд которого: а) отличается профессиональной содержательностью, сложностью и интеллектуальностью; б) требует специального образования. В РФ специалисты классифицируются в соответствии с функциями управления и специальной подготовкой: инженеры-технологи, экономисты, бухгалтеры, юристы и т.д. Министерство Чрезвычайных Ситуаций Российской Федерации входит в основной силовой блок Военной организации государства с начала XXI века. Инженерно-технические формирования относятся к воинским формированиям при Федеральных органах исполнительной власти и их подготовка в соответствии государственным образовательным стандартом по направлению «Безопасность жизнедеятельности» по специальности 280104.65 - Пожарная безопасность, послужившая основой нашего исследования. В соответствии с трактовкой, приведенной в Большой советской энциклопедии под компонентом (от лат. componens, родительный падеж componentis - составляющий) мы понимаем составную часть, элемент чего-либо. В современных науках понятие «организация» относится к числу фундаментальных, однако при этом, в литературе и в разговорной речи термин «организация» используется в различных значениях, что затрудняет взаимопонимание теоретиков и практиков. Наиболее употребительными являются три значения:
организация как процесс, как функция по согласованию, координации, регулированию поведения людей, объединенных для выполнения определенной задачи или достижения единой цели;
как объект, как форма общественной деятельности: предприятия, учреждения, офисы, клубы по интересам, профсоюзы, партии и т.п.;
организация как состояние, как уровень согласованности функционирования. В этом случае имеется в виду упорядоченность деятельности.
Для целей нашего исследования наиболее актуальным является первая из приведенных интерпретаций понятия «организация». Таким образом, под организацией мы понимаем функцию по согласованию, координации, регулированию поведения людей, объединенных для выполнения определенной задачи или достижения единой цели. В этом смысле понятие «организация» включается в понятие «управление», хотя и не тождественно ему.
Организация обучения моделированию при изучении курса высшей математики
Анализируя Рабочую программу изучения высшей математики в Уральском институте МЧС России, мы построили следующую тематическую модель по дисциплине «Высшая математика» (таблица 2.1) в Уральском институте ГПС МЧС России. Интерфейсная часть этой модели представляет собой описание смысла терминов: что такое учебная программа, описание ее структуры, описание целей и задач создания программы, описания целей и задач курса.
Оценку возможностей формирования исследовательских умений у курсантов можно получить с помощью анализа композиции приведенной выше модели исследовательского потенциала с рассмотренными фрагментами моделей содержания темы «Векторная алгебра». Организация исследовательской деятельности, основанная на аналогичных моделях, позволяет повысить качество усвоения курсантами содержания математического образования.
Учебно-исследовательская деятельность курсантов организуется с целью достижения следующих результатов:
обучение постановке задач и организации исследований;
формирование умения применять исследовательские стратегии;
усвоение роли функций и понятийного аппарата в других дисциплинах;
усвоение современного математического языка, в частности, правил перевода с одного математического языка на другой, и перевода языка математики на языки других дисциплин и обратно.
развитие математической речи: постановка вопросов, обобщение результатов исследования.
При обучении математике курсанты чаще всего имеют дело с готовой первичной моделью. В профессиональной деятельности офицеру придется выступать в роли заказчика для математика, т. е. Обучение постановке задачи необходимо осуществлять через организацию исследовательской деятельности курсантов в области математики. Курсант создает начальную модель исследуемого процесса (физическую или химическую модель), и ставит задачу перед преподавателем о преобразовании этой начальной модели в математическую модель и о ее исследовании. Это может быть реализовано при изучении дифференциальных уравнений, матричной алгебры, аналитической геометрии и др. Профессиональная деятельность исследователя, для которого математика является одним из средств исследования, включает в себя следующие элементы:
1) создание начальной модели исследуемого объекта, теоретически пригодную для преобразования в математическую модель;
2) исследование адекватности построенной начальной модели;
3) постановку задачи перед математиком-профессионалом о преобразовании этой начальной модели в математическую;
4) исследование адекватности построенной математической модели (адекватности по отношению к имеющейся начальной модели);
5) интерпретация результатов анализа математической модели в рамках первичной модели. При необходимости, в соответствии с принципом цикличности, может происходить возврат к любому предыдущему пункту.
Первичная модель создается после определения целей (системы целей) исследования. В соответствии с поставленными целями исследователь (человек выполняющий моделирование) формулирует требование задачи, с этого начинается построение первичной модели. Цель должна быть осознанной и правильно сформулированной постановщиком задачи. Например, в задаче «Найти боевые расчеты для тушения пожара за указанное время, если скорость тушения пожара зависит от количества воды в ед. времени, площади возгорания и температуры пламени» цель исследования «найти боевые расчеты» сформулирована некорректно. В задаче требовалось найти «количество боевых расчетов», а не сами расчеты. Как отмечалось выше, целей может быть несколько и их связывают некоторые отношения: общая-частная, исходная цель - ее следствие, легко достижимая, трудно достижимая и т. д. Важно соответствие поставленных целей процессу построения рассматриваемой модели и возможностям исследовательского аппарата. При построении модели цели могут меняться, переформулироваться.
Формирование планов исследовательской деятельности их решение определяется постановкой целей. Планы, как и цели, взаимосвязаны между собой различными отношениями. План содержит в себе цели, способы их достижения. План можно рассматривать как систему целей, являющихся следствиями начальных целей. План может содержать определение областей науки и техники, необходимых для решения поставленных задач; подбор специалистов; выделение необходимых этапов исследования.
Основные этапы, цели и условия опытного обучения
Опытное обучение проводилось в три этапа (констатирующий, поисковый и формирующий) и осуществлялся с2001 по 2005 год на базе Уральского института ГПС МЧС России в г. Екатеринбурге.
Основная цель констатирующего этапа (2001-2002 гг.) заключалась в анализе практики организации учебно-исследовательской деятельности курсантов. Концепцией модернизации российского образования на период до 2010 года определены основные задачи профессионального образования -«подготовка квалифицированного работника соответствующего уровня и профиля, конкурентоспособного на рынке труда, компетентного, ответственного, свободно владеющего своей профессией и ориентированного в смежных областях деятельности, способного к эффективной работе по специальности на уровне мировых стандартов, готового к постоянному профессиональному росту, социальной и профессиональной мобильности». Решение этих задач невозможно без повышения роли учебно-исследовательской деятельности работы обучающихся над учебным материалом, усиления ответственности преподавателей за развитие навыков познавательной деятельности.
Организация учебно-исследовательской деятельности курсантов при изучении курса высшей математики требует:
-переработку учебных планов и программ в рамках существующих ГОСтов с целью увеличения доли исследовательской деятельности курсантов над изучаемым материалом, выделение тем, выносимых на самостоятельное изучение, в том числе и с помощью компьютерных методических средств. При этом должна учитываться обеспеченность тем и разделов учебной литературой и ее доступность для всех обучающихся.
-оптимизацию методов обучения, внедрение в учебный процесс новых технологий, повышающих производительность труда преподавателя, активное использование информационных технологий, позволяющих курсанту осваивать учебный материал;
-совершенствование текущего контроля работы курсантов, введение балль-но-рейтинговой системы и широкое внедрение компьютеризированного тестирования; совершенствование методики проведения практик и научно-исследовательской работы курсантов, поскольку именно эти виды учебной работы в первую очередь готовят их к самостоятельному выполнению профессиональных задач;
-модернизацию системы курсового и дипломного проектирования, которая должна повышать роль курсанта в подборе материала, поиске путей решения задач.
Мы изучали состояние организации исследовательской деятельности курсантов при изучении курса высшей математики в двух вузах: в Уральском институте ГПС МЧС России г. Екатеринбург и Академии ГПС МЧС России г. Москва. Исследование проводилось методами анкетирования, собеседований и прямых наблюдений [48; 50; 70; 79 и др.]. Обработка информации проводилась с учетом разработок методов педагогических исследований [34,35], Г.В. Репкина, Е.В. Заика, адаптированной О.Б. Епишевой методики диагностики учебной готовности В.П. Беспалько, адаптированного опросника креативности Джонсона.
В исследовании принимали участие курсанты 1-2 курсов и преподаватели. Всего в нем приняло участие около 450 респондентов. Изучению подверглись:
1) сформированность умений учебно-исследовательской работы у курсантов-выпускников; отношение и стремление курсантов к самостоятельной учебной деятельности; предполагаемые виды самостоятельных работ; трудности, встречающиеся в учебно-исследовательской деятельности; уровень когнитивной готовности курсантов к исследовательской деятельности; уровень интеллектуальной активности курсантов и их личностного отношения к выполняемой учебно-исследовательской работе;
2) владение методами и приемами самообучения; критичность в оценке умений самостоятельно работать; наличие умений самоконтроля, причины успехов и неудач; стабильность в познавательной деятельности;
3) трудности, испытываемые преподавателями в организации самостоятельной работы курсантов; обучение курсантов рациональным приемам исследовательской работы; управление исследовательской работой курсантов и ее контроль.
В ходе исследования мы обратились к вопросу - владеют ли курсанты методами и приемами исследовательской работы? Как показывают полученные нами материалы, ответ на него в целом отрицательный. Даже при некотором умении вести исследовательскую деятельность курсанты отмечают, что медленно воспринимают учебный материал на слух, а также при чтении и конспектировании учебных текстов. Причем осмысление, переработка, интерпретация и фиксирование необходимой учебной информации вызывают у них существенные затруднения. Следовательно, можно констатировать не-сформированность у курсантов 1 курса психологической готовности к учебно-исследовательской деятельности, незнание общих правил ее организации, неумение реализовать предполагаемые действия. Если к этому добавить недостаточно высокий уровень познавательного интереса, то становится ясно, что ответ на поставленный вопрос отрицателен.
