Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Формирование познавательной самостоятельности студентов в образовательном пространстве вуза
1.1. Инженерно-техническое образование в системе высшего профессионального образования 13
1.2. Познавательная самостоятельность в структуре профессиональной деятельности инженера 33
1.3. Образовательно-развивающий потенциал физики как учебной дисциплины в профессиональной подготовке будущих инженеров 52
Выводы 72
ГЛАВА 2. Опытно-экспериментальное исследование формирования познавательной самостоятельности студентов технических специальностей при изучении физики
2.1. Диагностика уровня сформированности познавательной самостоятельности студентов технических специальностей 74
2.2. Организация процесса формирования познавательной самостоятельности студентов технических специальностей при изучении физики 93
2.3. Педагогические условия формирования познавательной самостоятельности студентов технических специальностей при изучении физики 122
Выводы 141
Заключение 143
Список литературы 148
- Познавательная самостоятельность в структуре профессиональной деятельности инженера
- Образовательно-развивающий потенциал физики как учебной дисциплины в профессиональной подготовке будущих инженеров
- Организация процесса формирования познавательной самостоятельности студентов технических специальностей при изучении физики
- Педагогические условия формирования познавательной самостоятельности студентов технических специальностей при изучении физики
Познавательная самостоятельность в структуре профессиональной деятельности инженера
Высшее профессиональное образование - важнейший социально-государственный институт, выполняющий функцию подготовки молодого поколения к решению в будущем профессиональных задач в определенной области деятельности, предполагающий достаточно высокий уровень сформированности различных умений и навыков, а также способности непрерывно их совершенствовать.
По мнению A.M. Новикова, профессиональное образование для каждого отдельного человека выступает в двух ипостасях: -как средство самореализации, самовыражения и самоутверждения личности, поскольку в наибольшей мере человек раскрывает свои способности в труде и в первую очередь, в профессиональном труде; -как средство устойчивости, социальной самозащиты и адаптации человека в условиях рыночной экономики, как его собственность, капитал, которым он распоряжается или будет распоряжаться на рынке труда (125, с.45).
Усиление роли профессионального образования в жизни общества обусловило увеличение числа работ по проблемам педагогики, психологии и дидактики высшей школы (А.А. Вербицкий, С.Д. Смирнов, В.Ю. Ветров, П.И. Пидкасистый, И.Б. Котова, Н.П. Клушина, Л.Я. Ляудис, A.M. Новиков, А.В. Непомнящий, В.П. Намчук, В.А. Попков, МБ. Рамазанов, А.В. Коржуев, В.М. Жураковский, В.Е. Шукшунов, А.В.Савельев, Лозовский В.Н. и др.).
К основным тенденциям развития высшего образования А.А. Вербицкий относит: -все более глубокое осознание каждого образовательного уровня как органической части системы непрерывного образования, решение проблемы преемственности различных ее ступеней; -компьютеризация и технологизация обучения; -переход от информативных к активным методам и формам обучения с включением в деятельность обучающихся элементов проблемности, научного поиска, разнообразных форм самостоятельной работы - переход от школы воспроизведения к школе понимания, школе мышления;
-переход к активизирующим, развивающим, интенсифицирующим, игровым способам организации учебного процесса; -переход к такой организации взаимодействия педагога и обучаемого, при которой акцент переносится с обучающей деятельности преподавателя на познающую деятельность обучаемого.
Из сказанного с очевидностью следует, что развитие образования в решающей степени изменяет роль и статус преподавателя и обучаемого. Последний все больше удаляется от позиции объекта обучения, становясь подлинным субъектом образовательного процесса. С.Д. Смирнов отмечает, что если перед преподавателем и стоит задача направленно воздействовать на обучаемого, то именно в направлении повышения его самостоятельности в выборе содержания и форм обучения, формирования у него навыков самостоятельной учебной деятельности, создания такого климата, в котором бы студенты сознательно стремились к овладению новыми знаниями, к повышению уровня своей профессиональной квалификации и общей культуры (165, с.48-49). Высшее техническое образование в России по праву признается одной из наиболее развитых, масштабных и авторитетных областей отечественной образовательной системы, а подготовка научно-технических и инженерных кадров - ключевым фактором социально-экономического развития страны.
В современных условиях на смену прежнему образу естественнонаучной картины мира и образу техносферы приходит новый образ, синтезирующий первое и второе как предпосылку новых интегрирующих видов деятельности.
В новых условиях производству требуются специалисты с высоким уровнем профессиональной подготовки, умеющие решать как стандартные, так и нестандартные задачи проблемного характера. Выпускнику вуза должны быть присущи профессиональная компетентность, инициативность, коммуникабельность, творческое мышление, самостоятельность. Эти качества являются важнейшими критериями оценки уровня подготовки.
В последнее десятилетие под эгидой ЮНЕСКО разработаны требования к инженеру 21 века. Эти требования созданы наиболее авторитетными международными организациями FEANI (Европа) и ABET (Северная Америка), а также национальными профессионально-общественными организациями. В интегрированном виде перспективные требования к инженеру 21 века выглядят следующим образом: -устойчивое, осознанное и позитивное отношение к своей профессии; избранной сфере деятельности, стремление к постоянному личностному и профессиональному совершенствованию и развитию своего интеллектуального потенциала; -высокая профессиональная компетентность, овладение всей совокупностью необходимых в трудовой деятельности фундаментальных и специальных знаний и практических навыков; -владение методами моделирования, прогнозирования и проектирования, а также методами исследований и испытаний, необходимыми для создания новых интеллектуальных ценностей и материальных продуктов; -развитая способность творческого подхода к решению профессиональных задач, умение ориентироваться в нестандартных условиях и нештатных ситуациях, анализировать возникающие проблемы, самостоятельно разрабатывать и реализовывать план необходимых действий; -владение методами технико-экономического анализа с целью его рационализации, оптимизации и реновации, а также методами экологического обеспечения производства и инженерной защиты окружающей среды; -высокая коммуникативная готовность к работе в профессиональной (производственной, научно-технической, информационной) и социальной среде; -понимание тенденций и основных направлений развития науки и техники, научно-технического прогресса в целом, его влияния на окружающую среду, его влияния на жизнедеятельность человека и общества; -целостность мировоззрения, ориентация на здоровый образ жизни личности специалиста как представителя относящейся к интеллигенции социально -профессиональной группы (49, с.60) Видение инженерного образования в 21 веке должно, по мнению Н.Н. Грачева, основываться на понимании интегративной роли инженера в современном обществе (39, с. 14-15). Поэтому главной целью инженерного образования должно быть развитие у каждого инженера интегративных, аналитических способностей.
Образовательно-развивающий потенциал физики как учебной дисциплины в профессиональной подготовке будущих инженеров
При такой экономике высшее образование все больше приобретает черты массового высшего образования без серьезной его ориентации на профессиональную деятельность. Это - естественная реакция высшей школы на невостребованность ее «интеллектуального продукта» (выпускников) со стороны экономики и социальной сферы. Это очень острая проблема, которую необходимо решать, конструируя механизмы взаимодействия экономики и высшей школы в условиях перехода от «сырьевой» к «обрабатывающей» экономике (там же, с. 137).
Подписание Россией Болонской декларации детерминирует глубокое изучение европейского опыта формирования общего понимания содержания квалификаций и структур степеней. В рамках реализации основных направлений Болонской декларации была предпринята попытка определения набора компетенций, общих для всех степеней. По рабочей квалификации они были разделены на три категории: инструментальные, межличностные и системные (187, с.96-98).
Инструментальные компетенции включают когнитивные способности, способности понимать и использовать идеи и соображения; методологические способности, способность понимать и управлять окружающей средой, организовывать время, выстраивать стратегии обучения, принятия решения и разрешения проблем; технологические умения, умения, связанные с использованием техники, компьютерные навыки и способности информационного управления; лингвистические навыки, коммуникативные компетенции. Межличностные компетенции - это индивидуальные способности, связанные с умением выражать чувства и отношения, критическим осмыслением и способностью к самокритике, а также социальные навыки, связанные с процессами социального взаимодействия и сотрудничества, умением работать в группах, принимать социальные и этические обязательства.
Системные компетенции - это сочетание понимания, отношения и знания, позволяющие воспринимать, каким образом части целого соотносятся друг с другом и оценивать место каждого из компонентов в системе, способность планировать изменения с целью совершенствования системы и конструировать новые системы.
По некоторым сведениям, период полураспада компетентности специалистов (своеобразная единица устаревания знаний специалистов) для инженеров, например, сокращается в каждом десятилетии. Кроме того, эта компетентность обусловлена новыми требованиями к будущему специалисту, предъявляемыми рыночной экономикой: необходимость проявлять предприимчивость, инициативу, конкурентоспособность, умение гибко реагировать на конъюнктуру рынка, быстро выдвигать всевозможные решения и выбирать из них самое рациональное.
По мнению П.И. Пидкасистого, в основу обучения специалистов в вузе должен быть заложен принцип самообучения (137, с.6). Реализация его всецело зависит от организации обучающимися самостоятельной познавательной деятельности. Для этого важно, как справедливо отмечается в многочисленных работах по дидактике высшей школы (50; 60; 73; 113; 137; 185; 204 ), чтобы студент владел умениями: -самостоятельно приобретать знания, пользуясь разнообразными источниками; -работать с этой информацией в удобное для него время; -отбирать, конструировать необходимые и достаточные способы познавательной деятельности, адекватные целям и задачам учения; -применять добытые, усвоенные и усваиваемые знания в ходе решения разнообразных реальных проблем социальной и профессиональной значимости; -взаимодействовать с преподавателями по наиболее значимым и сложным вопросам усваиваемого фрагмента учебного курса; -постоянно в ходе работы над учебным курсом возвращаться к пройденному, изучая его каждый раз с новых позиций и более глубоко. Вот почему с позиции преподавателя, его функций в системе вузовского обучения самостоятельная работа выступает для него и для студента как средство организации, педагогического руководства, управления учебно-познавательной деятельностью студента, которую они осуществляют в общей структуре процесса подготовки высококвалифицированных кадров, основанного на интерактивном обучении (137, с.6). К основным признакам учебно-познавательной деятельности студентов относят: 1.Внешние, включающие в себя планирование обучаемыми своей работы, выполнение заданий без подробного инструктажа и непосредственной помощи преподавателя. 2.Внутрениие, выраженные в проявлении студентами самостоятельности и творческой активности при решении поставленных перед ними учебно-познавательных задач, проходя при этом все уровни учебно-познавательных действий: от воспроизведения задания по образцу до частично-поисковых и даже исследовательских действий. З.Общие: а) наличие учебно-познавательной (или производственно- практической) задачи, выступающей в виде учебной, практической или иной проблемы; б) проведение студентами самокорректировки и усовершенствования результатов учения; в) наличие в учебном задании полноценного в гносеологическом и дидактическом отношении материала, усвоение которого способствует развитию обучающегося как личности. Указанные признаки должны, по мнению многих исследователей ( ), детерминироваться такими характеристиками как: -современность - стремление к совершенствованию дидактического процесса с учетом уменьшения разрыва между новейшими достижениями в научной мысли, производстве и их отражение в дисциплинах и методиках обучения; -интегративность - синтез получаемых знаний в области фундаментальных, гуманитарных и прикладных наук; -оптимальность — попытка достичь учебно-воспитательных целей при наименьших затратах силы, времени и средств; -научность - отказ от формального, интуитивного определения содержания, методов и форм обучения и переход к глубокому научно-обоснованному анализу образовательного процесса. При разработке заданий для самостоятельной работы преподаватели должны руководствоваться требованием профилирования своей дисциплины в соответствии с инженерной специальностью. Специалисты отмечают, что подход инженера всегда феноменологичен, т.е. он руководствуется элементарно-системной концепцией (55, с. 105). Для него важны система и ее элементы, связи между ними. Инженерный труд основан на синтезе знаний, включая экологию, экономику, эргономику и т.д. Инженерное исследование и проектирование трансформируют идеи в мысленные модели, а затем в расчетные схемы. Главным для инженера являются не углубленные знания, а порождение нового на основе знания.
Организация процесса формирования познавательной самостоятельности студентов технических специальностей при изучении физики
Ю.В. Сенько подчеркивает, что усвоение готовых знаний, без овладения деятельностью, в результате которой эти знания получены, формирует догматическое, авторитарное и, в конечном счете, антидиалектическое мышление (157, с.4). В этой связи он анализирует взаимосвязи между двумя видами знаний. Во-первых, это знания -описания. Они (факты, законы, теории) описывают, объясняют мир таким, каким он нам является на современном уровне познания. Но есть и другой вид знаний. Это знания - предписания (методы познания). Они предписывают познающему субъекту, что и как он должен делать, чтобы овладеть предметными знаниями (знаниями-описаниями). Ю.В. Сенько отмечает, что знания - описания и знания - предписания - не два ряда параллельных знаний. Это предметная и операциональная сторона целостного научного знания. Ориентация обучения на вооружение обучаемых лишь предметной стороной научного знания является неполной, односторонней. С его точки зрения, полноценное овладение научным знанием включает и усвоение принципов и методов получения этого знания, а также его практическое использование (157, с.6).
Овладевая научным знанием в единстве его предметной и операциональной сторон, студенты усваивают и определенный подход к процессу и результату учебно-познавательной деятельности. Этот подход при целенаправленном его формировании становится достоянием студента, стилем его мышления.
Принципы и характеристики научного стиля мышления выработаны задолго до того, как тот или иной студент приступает к овладению содержанием образования. Они выражены в безличной форме и представлены как требования и нормы осуществления познавательной и практической деятельности. Перед преподавателем возникает задача вооружения студентов этими принципами и характеристиками, чтобы студенты могли сознательно использовать их в своей деятельности. Иными словами, речь идет о переводе норм научного стиля мышления «из безличностной формы всеобщности в личностную форму культуры индивида» (B.C. Библер).
В наиболее общем виде стиль мышления рассматривается как система методологических принципов и характеристик, которыми в данную эпоху руководствуются ученые в своем подходе к исследованию и его результатам.
В содержание современного научного стиля мышления, по мнению И.Б. Новик, входят такие характеристики: дискретность, непрерывность, аппроксимация (упрощение, приближение), статистичность, синтетичность (121, с. 139). Исследователи подчеркивают, что вооружение студентов системой научных знаний не обеспечивает автоматически, «попутно» формирования у них научного стиля мышления. Научный стиль мышления - это такой уровень культуры мышления, на который студенты смогут подняться только в результате целенаправленной, специально организованной работы с ними (157, с. 17).
СЕ. Каменецкий и Н.С. Пурышева выделили те черты научного стиля мышления, которые можно формировать в процессе изучения физики: -понимание возможности одновременного существования диалектически противоположных свойств объекта, явления и умение оперировать диалектическими противоречиями; -понимание взаимосвязи, взаимообусловленности явлений и умение выявлять и анализировать эти взаимосвязи; -умение рассматривать объект или явление в развитии, постоянном движении; -понимание конкретности знания, истинности его в определенных условиях; -понимание взаимосвязи качественных или количественных изменений; -умение видеть в развитии научного знания проявления отрицания (172,с.54-55). Говоря о развитии научного стиля мышления студентов, следует помнить, что преподавателю физики в вузе необходимо продолжить понимание студентами того факта, что физика-наука - это не склад готовых и исчерпывающих истин, а процесс их достижения, движение от незнания к знанию, от знания ограниченного, приблизительного ко все более точному, всеобщему. Этот процесс познания и накопления знания бесконечен. Понимание относительности физического знания - законов, теорий, необходимость очерчивать границы их применимости, определять степень общности приобщают студентов к культуре мышления, учат видеть многообразие связей в природе, понимать ограниченность любого знания, т.е. способствует развитию стиля научного мышления.
Принцип социокультурной сообразности (Трофимова С.) предполагает глубокие и содержательные связи курса физики с тенденциями в социальной и культурной сферах, которые можно рассматривать как одно из ведущих педагогических средств реализации гуманитарного потенциала физики. Достижения неклассической науки не просто определили направления и темпы развития техники и открытие новых источников энергии, но повлияли на развитие общества в целом, на философские установки ученых, поставили вопросы моральной ответственности в научной сфере. Качественный уровень научных исследований в таких областях, как физика элементарных частиц и космические исследования, является показателем престижа государств, а развитость этих разделов науки стала социально значимой.
Педагогические условия формирования познавательной самостоятельности студентов технических специальностей при изучении физики
Важное место в формировании познавательной самостоятельности студентов занимает консультация как особая форма учебной работы в вузе. Консультации по физике проводились нами регулярно в соответствии с установленным на кафедре графиком. Консультации по теоретическим разделам проводятся в течение всего семестра, но посещались они, как правило, только теми студентами, которые занимаются систематически и планомерно. Посещение консультаций значительной массой студентов начинается во второй половине и в конце семестра, когда они готовятся к сдаче зачетов и экзаменов.
Нами использовались разнообразные формы консультаций. Наиболее распространенной является вопросно-ответная, когда студенты задают вопросы, а преподаватель отвечает. Вопросы студентов можно классифицировать по следующим группам: -касающиеся организации и методики самостоятельной работы; -выясняющие дополнительные литературные и другие источники; -связанные с уточнением тех или иных научных данных, научно-теоретических положений, новых понятий, методов решения задач; -методологического характера, т.е. связанные с логикой организации, методами и средствами физики. Наибольшую сложность и важность имеют вопросы методологического характера. Они требуют особо внимательного подхода преподавателя: неправильное понимание их обучающимися может привести к неверным толкованиям физических законов и принципов и привести к ошибкам в практической деятельности. Поэтому очень важно дать студенту разъяснение, которое направит его дальнейшую самостоятельную работу по правильному методологическому пути.
Устное разъяснение с конкретными примерами обычно хорошо помогает в этих вопросах и предостерегает от ошибок.
Разумеется, что вопросно-ответная форма консультации не единственная и не самая лучшая. Наш многолетний педагогический опыт показывает, что наилучшие результаты дает консультация, которая начинается с вопросов студентов, затем переходит в своеобразную беседу-дискуссию с преподавателем по наиболее важным проблемным вопросам, поднимаемым ими или тактично выдвигаемым самим преподавателем.
Важным элементом в работе являются групповые и индивидуальные консультации, проводимые в предэкзаменационный период и в период непосредственной подготовки к зачетам и экзаменам. Предэкзаменационные консультации проводятся с целью: -дать студентам указания о порядке работы при подготовке к экзамену или зачету по физике, рекомендации по лучшему усвоению и приведению изученного материала в стройную систему; -ответить на непонятные, плохо усвоенные вопросы по отдельным разделам физики; -ответить на вопросы, возникшие в процессе изучения физики и выходящие за рамки учебной программы; -помочь привести в стройную систему знания обучающихся.
Важное место в формировании познавательной самостоятельности студентов занимает знакомство с материалами фундаментальных открытий физической науки. На лекциях следует обязательно обратить внимание студентов на то, как триумфальное шествие ньютоновской механики было остановлено при открытии законов электромагнитного поля. Поле оказалось немеханическим объектом. Творец теории поля -Максвелл пытался использовать механические модели при выводе уравнений электродинамики. Эти попытки потерпели фиаско и сами полевые соотношения были постулированы на основе анализа экспериментов Фарадея и других исследователей.
Система представлений механики Ньютона, электродинамики Максвелла, термодинамики Карно-Клаузиса, кинетической теории газов Больцмана в совокупности образовали солидное и, казалось бы, «окончательно достроенное» здание физики. Однако на ясном небосводе физики конца 19 столетия появились два облачка: открытие Майкельсоном независимости скорости света от движения источника и отсутствие понимания законов теплового излучения тел. Из первого облачка родилась теория относительности, из второго - квантовая теория.
Студентам специально разъяснялось, что именно эти свершения определяют специфические черты рационального мировосприятия и мировоззрения личности, они лежат в основе создания и функционирования крупнейших технических изобретений и технологий, оказывают воздействие на повседневный быт и культуру современного общества и отдельно взятой личности, вызывая у нее положительно ценностное отношение к физической науке как феномену культуры.
Студентам очень важно показать, что теория научного познания получила существенное развитие в связи с революцией в физике в начале прошлого века. Студенты знакомятся с позицией академика СИ. Вавилова, который считал, что главные изменения произошли в применении и интерпретации модельных гипотез. До начала XX века модельные гипотезы подспудно воспринимались традиционно в духе Платона как «бестелесная форма вещей». Революция в физике состояла не только в отказе от моделей, привычных для классической науки, в масштабности открытия новых явлений и создании новых теорий (квантовой и релятивистской), но и в том, что стало совершенно ясно, что никакие модели при всей их эвристической силе не адекватны объектам и явлениям, для изучения которых они используются. В частности, луч света и электронный луч по своим свойствам описываются в одном случае как распространение волны, а в других - как поток частиц.
При этом всякая модель «работает» лишь в определенных границах, верно отражая свойства изучаемого объекта или явления. Одна из важнейших задач преподавателя физики состоит в том, чтобы показать студентам, что в фундаментальных построениях физики запечатлены ее определяющие особенности: совокупность идеалов, норм и ценностных установок, присущих как самой физической науке, так и исследователю в его деятельности. Студентам детально объясняется и доказывается, что ряд ценностей этой науки (истина, красота, совершенство, обоснованность и непротиворечивость выдвигаемых положений и т.д.), взаимодействуя с аналогичными или похожими ценностями и потребностями студента, так или иначе содействует самореализации его личности, его творческому самовыражению. Таким образом, анализ результатов формирующего этапа опытно-экспериментальной работы позволяет сформулировать следующие основные выводы: 1.Целостное формирование компонентов познавательной самостоятельности возможно только в условиях целостного образовательного процесса в единстве его целевой, содержательной и технологической составляющей. 2.Содержательные и технологические особенности физики как учебной дисциплины обладают высоким образовательно-развивающим потенциалом в формировании познавательной самостоятельности студентов технических специальностей, в приобщении их к ценностям научного знания и мышления. 3.Использование активных, проблемно-эвристических методов и форм обучения физике приобщает студентов к научным знаниям не в готовом виде, а в процессе поиска истины и развития в широком культурном контексте.
