Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические предпосылки формирования профессиональной компетенции у студентов - будущих технологов химической промышленности
1.1. Общехимическая подготовка как основа будущей учебно-профессиональной деятельности студента 15
1.2. Сравнительный анализ общехимической подготовки в вузах зарубежных стран и России 37
1.3. Основные способы и методы формирования профессиональной компетенции у студентов технологических вузов 46
Глава 2. Разработка, реализация и экспериментальная проверка эффективности педагогических условий формирования профессиональной химико-технологической компетенции бакалавров в процессе общехимической подготовки
2.1. Особенности структурирования курса «Общая и неорганическая химия» в аспекте формирования профессиональной химико-технологической компетенции студентов-технологов 64
2.2. Педагогические условия формирования профессиональной химико-технологической компетенции бакалавров технологического направления 93
2.3. Реализация разработанных педагогических условий и проверка их эффективности 107
Заключение 143
Список литературы 148
Приложения 167
- Общехимическая подготовка как основа будущей учебно-профессиональной деятельности студента
- Основные способы и методы формирования профессиональной компетенции у студентов технологических вузов
- Особенности структурирования курса «Общая и неорганическая химия» в аспекте формирования профессиональной химико-технологической компетенции студентов-технологов
- Реализация разработанных педагогических условий и проверка их эффективности
Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время уделяется большое внимание совершенствованию учебно-воспитательного процесса вуза. Этому способствует бурное развитие новых наукоемких технологий, ставящее общество перед объективной необходимостью передачи увеличивающегося объема знаний молодым специалистам. Однако возникает противоречие между усложнением содержания профессионального образования за счет достижений науки и передового опыта предприятий и сокращением сроков обучения. Разрешение данного противоречия возможно при условии использования современных подходов в обучении, которые обеспечивали бы подготовку высококвалифицированных технологов.
Анализ профессиональной деятельности будущих технологов химической промышленности, наряду с изучением перечня профессиональных компетенций во ФГОС ВПО по направлению «Химическая технология», позволил выявить необходимость дополнения содержания подготовки бакалавров технологического направления новой профессиональной компетенцией в рамках национального исследовательского вуза.
Введение профессиональной химико-технологической компетенции обосновано отсутствием у бакалавров умения определять оптимальные условия осуществления химических реакций с учетом технологических требований и экологических последствий в процессе изучения общехимических дисциплин.
При формировании профессиональной компетенции большое значение имеют методы экспериментирования ввиду своей многофункциональности при изучении химических дисциплин. Химический эксперимент выполняет важнейшие функции: образование, воспитание (нравственное, духовное, трудовое, эстетическое, экономическое и др.) и развитие (в том числе памяти, мышления, мотивов и др.).
Роль, содержание и структура подготовки специалистов различного профиля с применением лабораторно-практических занятий раскрываются в диссертационных работах К.Е.Севастьяновой, Д.Д.Исхаковой, Г.Н.Ахметзяновой, Б.Н.Мухаметовой. Вопросами организации и проведения лабораторного эксперимента по химическим дисциплинам занимались многие педагоги, в их числе К.Я.Парменов, В.Н.Верховский, А.Д.Смирнов, В.П.Гаркунов, В.Я.Вивюрский, М.С.Пак, Л.А.Казанцева, И.Я.Курамшин и др.
Несмотря на разносторонность и широту проведенных исследований, остаются не раскрытыми методы и средства, способствующие актуализации профессиональной направленности практических занятий при изучении общехимических дисциплин в вузе. Микронаучный эксперимент как форма организации лабораторно-практических занятий, в основу которого положено сочетание теоретических аспектов химии с практическими задачами производства, сокращает переход от знаниевого обучения к практической деятельности. Помимо этого, обучающиеся могут заниматься экспериментированием не только в специально организованных условиях, но и самостоятельно. Самостоятельная работа студентов в виде решения комплекса компетентностно-ориентированных заданий с применением микронаучного эксперимента, включающая необходимые технологические и расчетные задачи, представленная как средство обучения и контроля по общехимическим дисциплинам, также способствует развитию компонентов профессиональной компетентности бакалавров технологического профиля.
Таким образом, выявлены следующие противоречия между:
актуальными потребностями современного химического производства в специалистах, обладающих высокой квалификацией, и отставанием от этих требований уровня освоения программы по дисциплине «Общая и неорганическая химия» для бакалавров технологического профиля;
потребностью педагогов-практиков в научно-методическом обеспечении процесса формирования профессиональных компетенций и неразработанностью педагогических условий их развития у бакалавров технологического профиля;
растущим объемом знаний, связанным с высокими требованиями к уровню общехимической подготовки студентов, наряду с сокращением аудиторного времени в фонде учебной нагрузки, и неразработанностью процесса организации лабораторных занятий по химии с использованием микронаучного эксперимента в технологическом вузе.
Выделенные противоречия определили проблему исследования: каковы педагогические условия формирования профессиональной химико-технологической компетенции бакалавров направления 240100 в процессе изучения дисциплины «Общая и неорганическая химия».
Актуальность проблемы, ее практическая значимость и недостаточная теоретическая разработанность определили тему диссертационного исследования: «Формирование профессиональной химико-технологической компетенции у бакалавров (для направления 240100 «Химическая технология»)».
Объект исследования: процесс практического обучения общей и неорганической химии для бакалавров технологического направления.
Предмет исследования: совокупность педагогических условий формирования профессиональной химико-технологической компетенции у бакалавров в процессе обучения общей и неорганической химии.
Цель исследования: разработать, теоретически обосновать и экспериментально проверить комплекс педагогических условий формирования профессиональной химико-технологической компетенции у бакалавров технологического профиля.
Гипотеза исследования: формирование профессиональной химико-технологической компетенции у бакалавров технологического профиля в процессе изучения химии будет более успешным, если:
1) обоснована необходимость введения в качестве образовательного результата программы обучения по дисциплине «Общая и неорганическая химия» профессиональной химико-технологической компетенции, определены ее структурные компоненты, показатели и возможности формирования;
2) реализуются педагогические условия:
применение комплекса методов проблемного обучения, основанных на компетентностном и деятельностном подходах, для формирования профессиональной химико-технологической компетенции;
использование микронаучного эксперимента как организационной формы лабораторно-практических занятий по общехимическим дисциплинам с целью формирования профессиональной направленности обучения;
использование компетентностно-ориентированных заданий с применением малоформатного оборудования как средства обучения и контроля результативности усвоения знаний по дисциплине «Общая и неорганическая химия»;
3) разработана структурная матрица как основа создания комплекса многофункциональных компетентностно-ориентированных заданий, позволяющих осуществить обучение общехимическим дисциплинам и диагностику сформированности профессиональной химико-технологической компетенции.
Задачи исследования:
1. Определить требования к результатам обучения бакалавров технологических направлений, обусловленные внедрением в производство современных наукоемких технологий, дополнительно к обозначенным во ФГОС ВПО.
2. Разработать и провести систематизацию компонентов профессиональной химико-технологической компетенции, подлежащих усвоению бакалаврами технологического направления при изучении общехимических дисциплин; определить показатели и уровни сформированности профессиональной химико-технологической компетенции будущих технологов химической промышленности.
3. Выявить и экспериментально обосновать совокупность педагогических условий, обеспечивающих эффективность формирования профессиональной химико-технологической компетенции бакалавров, обучающихся по направлению 240100.
4. Разработать систему контроля сформированности профессиональной химико-технологической компетенции бакалавров и апробировать ее в условиях практической подготовки по химии.
В качестве теоретико-методологических основ исследования используются идеи и теории:
– обоснование использования компетентностного подхода в современной педагогической науке можно найти в работах В.И.Байденко, В.А.Болотова, В.В.Серикова, Э.Ф.Зеера, Э.Э.Сыманюк, Б.Д.Эльконина, И.А.Зимней, А.М.Новикова, К.Г.Митрофанова, Ю.Г.Татура, А.В.Хуторского и др.;
– модели и методики формирования компетенций у студентов – будущих специалистов различных областей промышленности изложены в диссертационных исследованиях О.В.Варниковой, О.В.Шемет, Л.Л.Никитиной, Г.А.Матвеевой, О.Е.Гавриловой, Д.И.Фахертдиновой и др.;
– проблемного обучения М.И.Махмутова, И.Я.Лернера, Т.В.Кудрявцева, Л.А.Казанцевой, И.Я.Курамшина и др.;
– реализация компетентностного подхода в обучении химическим дисциплинам рассмотрена в работах М.М.Шалашовой, Н.А.Заграничной, С.А.Герус, О.В.Шемет, В.Н.Кочурова, Д.Ф.Хайбрахмановой, Э.А.Иртугановой, О.Ю.Хацриновой и др.;
– личностно-деятельностный подход к обучению применяется в трудах И.Б.Ворожцовой, И.А.Зимней, Е.В.Бондаревской, В.В.Серикова, А.А.Плигина, Ю.К.Бабанского, В.С.Леднева, И.Я.Лернера, М.Н.Скаткина, Г.И.Щукиной и др.;
– обучение химии на основе деятельностного подхода детально рассматривалось О.С.Зайцевым, В.В.Сорокиным, а также в работах Л.И.Божович, В.С.Ильиной, Н.М.Тарасовой, М.С.Пак, Н.М.Тарасовой и др.;
– оценка уровней сформированности компетенций представлена в научных педагогических исследованиях Е.Г.Булатовой, М.М.Шалашовой, Г.Р.Гарафутдиновой и др.
Методы исследования.
1. Теоретические методы (аналогия, дидактическое проектирование, моделирование, метод обобщения, анализ научно-методической, специальной, педагогической литературы по проблеме исследования) позволили выявить специфические для исследуемого процесса противоречия, их структуру, обосновать методы формирования профессиональной химико-технологической компетенции бакалавров технологического профиля.
2. Эмпирические методы исследования включали в себя психолого-педагогические, социологические методы сбора информации (педагогическое наблюдение, анкетирование, изучение опыта преподавания, анализ результатов деятельности студентов и преподавателей, диагностические методики); педагогический эксперимент.
3. Статистические методы обработки и интерпретации результатов.
Экспериментальная база исследования: ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет», ГБОУ ВПО «Альметьевский государственный нефтяной институт». В эксперименте принимали участие студенты дневного отделения, изучающие дисциплины «Общая и неорганическая химия» и «Химия». Эксперимент проводился в течение трех учебных лет с 2008 по 2011 гг. В нем участвовали первокурсники 12 групп, общей численностью 246 человек.
Исследование проводилось поэтапно в период с 2005 по 2012 гг.
Первый этап (2005-2006 гг.) – осуществление анализа отечественной и зарубежной литературы, исследований по проблеме формирования профессиональных компетенций, в том числе, при изучении общехимических дисциплин; формулировка темы, поиск путей наиболее эффективного проведения исследования, выявление проблемы и гипотезы исследования.
Второй этап (2007-2008 гг.) – продолжение сбора, изучения и систематизации материалов и документации по данному вопросу с целью выявления педагогических условий формирования профессиональной химико-технологической компетенции, проектирования структуры химической подготовки бакалавров с применением микронаучного эксперимента, изучение опыта химической подготовки специалистов за рубежом; осуществление анализа образовательных маршрутов химической подготовки технологов в вузах.
Третий этап (2009-2012 гг.) – отбор и структурирование содержания дисциплины «Общая и неорганическая химия»; разработка и внедрение в учебный процесс педагогических условий формирования профессиональной химико-технологической компетенции студентов-технологов; создание учебно-методического комплекса по дисциплине «Общая и неорганическая химия»; выделение совокупности компонентов профессиональной химико-технологической компетенции, показателей и уровней ее сформированности; использование микронаучного эксперимента при проведении лабораторно-практических занятий и самостоятельной работы в виде решения компетентностно-ориентированных заданий; стимулирование познавательной активности студентов за счет осуществления текущего контроля успеваемости с применением компьютерного тестирования; обобщение и систематизация результатов исследования, оформление диссертационной работы.
Научная новизна исследования состоят в следующем:
1. Введена и раскрыта профессиональная химико-технологическая компетенция, под которой понимается способность и готовность бакалавра использовать знания о типах химических реакций, их энергетических и кинетических параметрах для решения производственных задач, владеть навыками выбора оптимальных условий химического процесса с учетом технологических требований и экологических последствий его осуществления, формируемая основной образовательной программой вуза по направлению 240100 «Химическая технология», нацеленная на актуализацию знаний при изучении дисциплины «Общая и неорганическая химия».
2. Обоснованы педагогические условия эффективного формирования профессиональной химико-технологической компетенции бакалавров в процессе общехимической подготовки, которые включают:
методы проблемного обучения (эвристический, исследовательский, программированных действий) с профессионально-ориентированным содержательным наполнением, основанные на положениях компетентностного и деятельностного подходов, способствующие формированию профессиональной химико-технологической компетенции бакалавров и становлению личных и профессиональных качеств будущего химика-технолога, отражающие интеграцию технических знаний, умений и способностей;
форму организации лабораторно-практических занятий в виде микронаучного эксперимента, отличительной особенностью которого является сочетание теоретических основ химической науки и закономерностей осуществления химических реакций с практическими задачами производства;
диагностику сформированности профессиональной химико-технологической компетенции в процессе обучения, осуществляемую посредством решения компетентностно-ориентированных заданий, направленных на развитие компонентов профессиональной компетенции студентов-технологов.
3. Разработана и апробирована структурная матрица, построенная с учетом взаимосвязи теоретических аспектов курса «Общая и неорганическая химия» с другими смежными дисциплинами, а также со специфическими отраслями химического производства, на основании которой создан комплекс компетентностно-ориентированных заданий с применением микронаучного эксперимента как средство обучения и контроля по общехимическим дисциплинам, включающий необходимые технологические и расчетные операции.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что теория и методика профессионального образования обогащена за счет:
введения и раскрытия сущности понятия «профессиональная химико-технологическая компетенция», ее структурных компонентов (знаниевого, деятельностного и мотивационного) и определения уровней ее сформированности;
обоснования процесса формирования профессиональной химико-технологической компетенции применением структурной матрицы, включающей в себя содержание, показатели и критерии оценки определенного уровня усвоения учебной информации, для создания многофункциональных компетентностно-ориентированных заданий, выполняющих функции обучения и контроля по общехимическим дисциплинам.
Результаты исследования могут служить теоретической базой для решения проблемы формирования профессиональных компетенций у будущих специалистов химической промышленности в процессе профессионально-ориентированной учебной деятельности.
Практическая значимость состоит в том, что представленные структура и содержание общехимической подготовки бакалавров позволяют осуществить обучение студентов в данной области на уровне, соответствующем требованиям современного наукоемкого производства с непрерывно меняющимся информационным обеспечением; разработан учебно-методический комплекс дисциплины «Общая и неорганическая химия», который соответствует ФГОС ВПО подготовки бакалавров по направлению 240100 «Химическая технология», а также методические указания к лабораторно-практическим занятиям (в форме лабораторных практикумов), рекомендованные для студентов технологических специальностей; разработан комплекс компетентностно-ориентированных заданий; существует возможность переноса предложенных теоретических положений и методических рекомендаций в другие родственные или смежные области подготовки выпускников КНИТУ и других вузов.
Обоснованность и достоверность научных положений, результатов и выводов, полученных в ходе исследования, обеспечиваются исходными методологическими позициями; опорой на фундаментальные педагогические концепции; использованием комплекса эмпирических и теоретических методов, соответствующих поставленным целям, задачам, предмету исследования; непосредственным участием автора в опытно-экспериментальной работе; соблюдением норм, правил и требований к педагогическим исследованиям; результатами экспериментальной работы, подтвердившими гипотезу исследования.
Апробация исследования осуществлялась в ходе экспериментальной работы на кафедре «Неорганическая химия» и «Обучение на двуязычной основе» КНИТУ, а также на кафедре «Прикладная химия» АГНИ. Ход исследования, его основные положения и результаты докладывались на научно-практических и научно-методических конференциях: VI Международной научно-практической конференции «Международный, федеральный и региональный рынок образовательных услуг: состояние и перспективы развития» (г. Пенза, 2009); XVI Международной научно-методической конференции «Современные технологии обучения» (г. Санкт-Петербург, 2010); XIII Международной научно-практической конференции «Психология и педагогика» (г. Новосибирск, 2010); научной сессии ученых по итогам 2009, 2010 года (г. Альметьевск, 2010, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «Основные вопросы теории и практики преподавания химии» (г. Волгоград, 2010). Результаты исследовательской работы были рассмотрены и одобрены профессорско-преподавательским составом на заседаниях кафедры «Обучение на двуязычной основе» и кафедры «Инженерная педагогика и психология» КНИТУ.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Сформулированная профессиональная химико-технологическая компетенция для бакалавров технологического профиля направлена на формирование умения определять оптимальные условия осуществления химических реакций, которое является элементом будущей профессиональной деятельности химика-технолога. Профессиональная химико-технологическая компетенция включает в себя компоненты: знаниевый, деятельностный и мотивационный, оцениваемые посредством соответствующих показателей (контроль академической успеваемости, педагогическое тестирование, контроль уровня усвоения учебной информации в виде комплекса компетентностно-ориентированных заданий) и уровней сформированности (порогового и повышенного), что позволяет корректировать учебный процесс на разных его этапах.
2. Формирование профессиональной химико-технологической компетенции бакалавров осуществляется при реализации комплекса педагогических условий: использование проблемных методов, базирующихся на компетентностном и деятельностном подходах, с элементами профессионально-ориентированного содержания; использование микронаучного эксперимента на лабораторных занятиях по химии, ориентирующего студента на будущую профессиональную деятельность; решение компетентностно-ориентированных заданий междисциплинарного характера, в которых необходимо использовать малоформатное оборудование, выполняющих функцию обучения и контроля по общехимическим дисциплинам; направленных на становление профессиональных качеств будущего технолога.
3. Диагностика сформированности компонентов профессиональной химико-технологической компетенции, основанная на внедрении структурной матрицы, отражающей соответствие показателей и критериев уровням усвоения учебной информации, реализующей принцип межпредметных связей и применяемой при создании комплекса многофункциональных компетентностно-ориентированных заданий, позволяет определить у студентов уровень сформированности профессиональной химико-технологической компетенции.
Структура работы. Диссертация объемом 182 страницы состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, включающего 171 наименование, и 3 приложений, содержит 17 рисунков и 14 таблиц.
Общехимическая подготовка как основа будущей учебно-профессиональной деятельности студента
Обновление содержания образования происходит каждые 10-15 лет. В настоящее время социальный заказ на химическое образование студентов в очередной раз претерпел коренные изменения. В соответствии с социальным заказом и целями химического образования содержание базового школьного курса определяется состоянием научного знания и химической компонентой его общекультурной составляющей.
Усиление значения общекультурной компоненты в химическом образовании связано с возрастающей «химизацией» материального и информационного пространства, акцентированием в жизни каждого человека вопросов использования химических материалов и препаратов в повседневной жизни, ролью химических знаний в вопросах экологии и сохранения здоровья, все большим насыщением информационных потоков химическими сведениями и терминами.
В качестве фундаментальной дисциплины химия должна преподноситься не только как сумма знаний и умений, необходимых будущему специалисту, но и как средство, обеспечивающее формирование его интеллектуальных способностей, развитие навыков самообразования и практической работы безотносительно к выбранной специальности.
Вектор развития инновационных реформ современного отечественного химического образования направлен на модернизацию содержательной составляющей химического цикла дисциплин. По мнению многих экспертов, проблема качества является центральной в любой реформе: полезность реформы относительна, если она не ведет, в конечном счете, к повышению качества образования, и реформа просто вредна, если в результате качество ухудшается [16, 64, 130]. Совместные образовательные программы, высокий уровень академической мобильности - всё это предполагает сравнимый (и достаточно высокий) уровень качества подготовки специалистов с высшим образованием [25].
В 1995 г. ЮНЕСКО, во исполнение решений своей Генеральной конференции, был разработан программный документ под названием «Реформа и развитие высшего образования». Многие из вопросов, затронутых выше, отражены в указанном документе, где отмечается важность преодоления разрыва между средним и высшим образованием, а также необходимость более активно вести работу по развитию мотивации и профессиональной ориентации абитуриентов.
В 1999 году министрами образования 29 европейских государств была подписана Болонская декларация. Ведущим направлением Болонского процесса представляется «гармонизация» систем образования, прежде всего высшего, стран Европы [41].
Для обеспечения «гармонизации», в свою очередь, системы высшего образования должны стать «прозрачными», максимально сравнимыми, что может быть достигнуто за счет широкого распространения однотипных образовательных циклов (бакалавриат - магистратура), введения единых или легко поддающихся пересчету систем образовательных кредитов (зачетных единиц), одинаковых форм фиксирования получаемых квалификаций, взаимной признаваемости академических квалификаций, развитых структур обеспечения качества подготовки специалистов и т.д. [29].
В сентябре 2003 года на Берлинской конференции министров образования стран - участниц Болонского процесса Российская Федерация в лице министра образования РФ В.М.Филиппова поставила свою подпись под Болонской декларацией, тем самым обязавшись до 2010 года воплотить в жизнь основные принципы Болонского процесса [166].
В рамках реализации данных принципов были рассмотрены особенности содержания химической подготовки и причины его несовершенства в рамках стандартного школьного курса, так как основы химического знания учащийся приобретает, обучаясь в общеобразовательной школе [75, 119].
Согласно опросам, от 60 до 85 % студентов 1-2-х курсов вузов считают, что существующее образование в российских школах не способствует подготовке в вуз и последующему обучению в нем [105, 116]. А 40 % старшеклассников не усваивают весь учебный материал из-за отсутствия мотивации. Одним из действенных способов преодоления сложившейся ситуации многие педагоги считают внедрение профильного обучения в старших классах общеобразовательных школ.
Опыт профильного обучения на уровне среднего образования распространен в зарубежных странах, в течение почти 20 лет он апробируется некоторыми российскими школами. В настоящее время приняты закон о Государственном образовательном стандарте, Базисный учебный план, методические рекомендации учителям, разработаны новые учебники, которые определили основу перехода на профильное обучение [95, 115].
Министром образования было предложено, что «профильные старшие классы (десятый и одиннадцатый), которые введут взамен репетиторства, должны решить проблему подготовки к поступлению в вуз по выбранной специальности» [46].
В соответствии с «Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года», повышение качества образования подразумевает решение приоритетных задач, среди которых - «обеспечение инновационного характера базового образования, реализации компетентностного подхода, взаимосвязи академических знаний и практических умений» [151].
Определяя современные цели и результаты профессионального образования, исследователи рассматривают в единстве систему качеств личности выпускника вуза, обеспечивающих способность и готовность успешно осуществлять профессиональную деятельность.
Происходящая в 2000 - 2010 годах модернизация системы российского образования направлена на усиление внимания школы к процессам вхождения выпускников в рынки труда и образования, к стартовым этапам профессиональной карьеры, что обуславливает потребность в реализации профессионального самоопределения школьников [3]. Именно поэтому приоритетным направлением Концепции долгосрочного социально-экономического развития России до 2020 года является увеличение возможностей профессиональной подготовки учащихся, целенаправленное развитие способности к жизненному и профессиональному самоопределению в изменяющихся условиях выбора.
Эффективная работа образовательного учреждения по профессиональной ориентации, с одной стороны, должна учитывать личные интересы и способности учащегося, его права на самоопределение, и, с другой стороны, социально-экономическую целесообразность. Для реализации этой работы должны быть созданы новые условия, отвечающие современности, когда внутришкольная среда обретает свойства профориентационной мультикультурной образовательной среды и становится центром широкого образовательного пространства, в котором у учащихся формируются не только узкопрофориентационные, но и личностные качества [129].
В итоге, профилизация школ страны - это необходимое и теоретически обоснованное мероприятие в современной системе общего образования. Поэтому становится очевидной необходимость уделять больше внимания не только распределению учебной нагрузки по предметам, но и на обеспечение хорошей материальной базы и современного оборудования для проведения практических и лабораторных занятий по естественнонаучным дисциплинам.
Химия имеет большое значение в общеобразовательной и профессиональной подготовке учащихся. В процессе учебы они знакомятся с большим количеством веществ, которые являются либо объектами профессиональной деятельности в их будущей работе, либо исходными материалами для получения той продукции, которую они производят в процессе труда. В связи с этим учащимся необходимо знать строение веществ, уметь выявлять зависимость между строением и свойствами, структурой и реакционной способностью веществ.
Современные педагоги выделяют две взаимосвязанные проблемы в процессе обучения химии в вузах: низкое качество знаний и отсутствие мотивации, которые в значительной степени решаются за счет профилированного преподавания [26, 65].
Учащиеся будут заинтересованы в изучении химии, признают необходимость ее изучения, поймут актуальность, если теснейшим образом связывать предмет с профессией. Ведь стать хорошим специалистом - это их главная цель. Можно будет добиться глубоких знаний по химии и способствовать реализации основной цели: подготовка работников квалифицированного труда.
В то же время, реализуя профильный компонент, не следует забывать о том, что задачи обучения химии в высших учебных заведениях - это формирование знаний основ науки - важнейших фактов, понятий, законов и теорий, языка науки, доступных обобщений мировоззренческого характера, развитие умений наблюдать и объяснять химические явления, соблюдать правила техники безопасности при работе с веществами в химической лаборатории и в повседневной жизни, развитие интеллектуальных способностей и гуманистических качеств личности, формирование экологического мышления, убежденности в необходимости охраны окружающей среды [169].
Основные способы и методы формирования профессиональной компетенции у студентов технологических вузов
В настоящее время обозначились новые тенденции современного производства и управления, вызванные переходом к информационному обществу и обусловленные научно-техническим прогрессом и современными экономическими формами деятельности. Новый тип экономики предъявляет новые требования к выпускникам вузов, среди которых приоритет получают требования системно организованных интеллектуальных, креативных, рефлексивных, моральных качеств, позволяющих успешно организовать деятельность в широком социальном, экономическом, культурном контекстах [32]. Начиная с 2003 года, после присоединения России к Болонскому соглашению, в России повсеместно и интенсивно вводится Болонская система образования [166]. С целью приближения высшего образования в России к европейским стандартам, министерство образования ввело в вузы двухступенчатую систему преподавания: первая ступень -бакалавриат, вторая - магистратура. Главными аргументами министерства образования является то, что российские студенты будут получать знания европейского уровня, а так же с введением общих правил образования получат возможность поступать в магистратуру и продолжать обучение в странах Евросоюза.
Выпускнику вуза сегодня необходимо обладать профессионализмом, компетентностью в широкой предметной области, сформированными базовыми профессиональными компетенциями и профессиональной мобильностью, что позволит ему стать успешным в условиях жесткой конкурентной борьбы на рынке интеллектуального труда.
Определяя цели и результаты образования человека, исследователи в последние десятилетия все большее внимание уделяют единству мотивационно-когнитивных и поведенческих компонентов в структуре личности выпускника вуза. Наиболее емким, отражающим это единство, стало понятие «профессиональная компетентность», формирование которой сегодня является стратегической целью высшего профессионального образования [150].
Соответственно и цель образования стала соотноситься с формированием ключевых компетенций (компетентностей), что отмечено в текстах «Стратегии модернизации содержания общего образования» [120] и «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года» [55]. В соответствии с «Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года», повышение качества образования подразумевает решение приоритетных задач, среди которых - «обеспечение инновационного характера базового образования, реализации компетентностного подхода, взаимосвязи академических знаний и практических умений» [164].
Определяя современные цели и результаты профессионального образования, исследователи рассматривают в единстве систему качеств личности выпускника вуза, обеспечивающих способность и готовность успешно осуществлять профессиональную деятельность.
Новое понимание ВПО обуславливает обращение к компетентностному подходу, рассматриваемому и в контексте Болонского процесса [41]. К настоящему времени этот подход признан наиболее продуктивным и в практике технологического образования, которое имеет особое значение, определяемое ролью инженерных кадров в обеспечении развития и процветания общества. Квалификационные требования к результатам освоения образовательных программ подготовки бакалавров по направлению «Химическая технология», отраженные в федеральном государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования [127], включают совокупность базовых компетенций, определяют область, объекты, виды и задачи профессиональной деятельности [91].
Анализ процесса подготовки будущих технологов в вузах свидетельствует, что их уровень не вполне отвечает современным требованиям. Существующая образовательная система не создает достаточных условий для профессионального развития будущих специалистов, раскрытия их творческого потенциала и формирования компетенций. Ориентированная на традиционные результаты педагогического процесса в виде знаний-умений-навыков, она оказывается в ряде случаев неспособной подготовить студента к комплексному решению жизненных и производственных задач. Целью современного технологического образования является не только передача обучающемуся системных знаний, умений и навыков в определенной сфере, но и формирование компетенций, развитие способности приобретать новые знания в течение всей жизни и активно использовать их для решения практических задач.
Остановимся на анализе влияния основных аспектов педагогических подходов на процесс формирования профессиональной компетенции бакалавров технологического профиля.
В их числе есть как уже известные и устоявшиеся (традиционный-знаниецентристский, системный, деятельностный, комплексный, личностно-ориентированный, личностно-деятельностный), так и новые, вошедшие в научный оборот сравнительно недавно (ситуационный, контекстный, полипарадигмальный, информационный, эргономический и др.). К последним относится и компетентностный подход.
Идея компетентностного подхода в педагогике зародилась в начале 80-х годов прошлого века [66]. Обоснование использования компетентностного подхода в современной педагогической науке можно найти в работах В.И. Байденко, Э.Ф. Зеера и Э.Э. Сыманюк, Б.Д. Эльконина и др. Разработкой компетентностного подхода занимаются отечественные ученые В.И.Байденко [7], В.А. Болотов и В.В. Сериков [12], Э.Ф. Зеер [54], И.А. Зимняя [55], А.М.Новиков [93], К.Г. Митрофанов [87], Ю.Г. Татур [123], А.В. Хуторской [141] и др.
Модели и методики формирования компетенций у студентов -будущих специалистов различных областей промышленности изложены в диссертационных исследованиях О.В.Варниковой [17], О.В.Шемет [150], Л.Л.Никитиной [91], Г.А.Матвеевой [81], О.Е.Гавриловой [27], Д.И.Фахертдиновой [126] и др.
Реализация компетентностного подхода в обучении химическим дисциплинам рассмотрена в работах М.М.Шалашовой [147-149], Н.А.Заграничной [49], С.А.Герус [31], О.В. Шемет [150], В.Н.Кочурова [62], Д.Ф.Хайбрахмановой [131], Э.А.Иртугановой [58], О.Ю.Хацриновой [133] и др.
А.В. Хуторской дал следующее определение понятия «компетенции» [141]. Компетенция - отчужденное, заранее заданное социальное требование (норма) к образовательной подготовке ученика, необходимой для его эффективной продуктивной деятельности в определенной сфере. Компетентность - владение, обладание учеником соответствующей компетенцией, включающее его личностное отношение к ней и предмету деятельности. Компетентность - уже состоявшееся качество личности (совокупность качеств) ученика и минимальный опыт деятельности в заданной сфере.
Таким образом, компетентностный подход предполагает не усвоение обучающимся отдельных друг от друга знаний и умений, а овладение ими в комплексе. В связи с этим меняется, точнее, по иному определяется система методов обучения. В основе отбора и конструирования методов обучения лежит структура соответствующих компетенций и функции, которые они выполняют в образовании [123].
Использование компетентностной модели в образовании предполагает принципиальные изменения в организации учебного процесса, в управлении им, в деятельности учителей и преподавателей, в способах оценивания образовательных результатов учащихся по сравнению с учебным процессом, основанным на концепции «усвоения знаний».
В компетентностном подходе перечень необходимых компетенций определяется в соответствии с запросами работодателей, требованиями со стороны академического сообщества и широкого общественного обсуждения на основе серьезных социологических исследований. Овладение различного рода компетенциями становится основной целью и результатом процесса обучения.
Основной ценностью становится не усвоение суммы сведений, а освоение учащимися таких умений, которые позволяли бы им определять свои цели, принимать решения и действовать в типичных и нестандартных ситуациях.
Особенности структурирования курса «Общая и неорганическая химия» в аспекте формирования профессиональной химико-технологической компетенции студентов-технологов
В условиях, когда происходит динамическое развитие новых технологий, непрерывное техническое переоснащение современных производств, работодатель все в большей степени предъявляет требования не к конкретным знаниям, а к компетенциям работников.
В настоящее время осуществляется модернизация системы образования России на основе компетентностного подхода. Разработаны Государственные образовательные стандарты третьего поколения, в которых требования к уровню подготовленности выпускника образовательного учреждения прописаны в категориях компетенций. То есть критерием качества подготовки выпускников к профессиональной деятельности становится их профессиональная компетентность, подразумевающая владение компетенциями, необходимыми для выполнения профессиональной деятельности [91].
Нам представляется, что такой конструктивной идеей может стать создание в соответствии с требованиями государственного стандарта высшего профессионального образования, а также с учетом отличительных реалий современного общества и технических возможностей вуза, структуры и содержания курса «Общая и неорганическая химия».
В данном ключе нами были детально рассмотрены требования и перечень компетенций, которыми должны обладать бакалавры технологический направлений по окончании учебного заведения высшего профессионального образования. Анализ соответствующих ФГОС ВПО позволил выделить требования к результатам освоения образовательной программы подготовки бакалавров по дисциплине «Общая и неорганическая химия» [34].
Студент, изучивший дисциплину согласно ФГОС ВПО по направлению подготовки 240100 - Химическая технология с квалификацией (степенью) «бакалавр», должен обладать следующими компетенциями [127]:
- общекультурными (ОК):
культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, способен приобретать новые знания в области техники и технологии, естественных наук (ОК-7);
осознать социальную значимость своей будущей профессии, обладает высокой мотивацией к выполнению профессиональной дятельности (ОК-9);
- профессиональными (ПК):
способностью и готовностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);
использовать знания о современной физической картине мира, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы (ПК-2);
использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире (ПК-3);
планировать и проводить физические и химические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности, математически моделировать физические и химические процессы и явления (ПК-21);
способен использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности (ПК-23).
Однако следует учитывать, что перечисленными компетенциями каждый студент должен обладать уже по окончании первого курса вуза. В тоже время к выпускнику непрофильных классов школы, согласно примерной программе среднего (полного) образования по химии (базовый уровень) [115], предъявляются следующие требования в рамках освоения дисциплины.
В результате изучения химии на базовом уровне ученик должен знать / понимать:
важнейшие химические понятия: вещество, химический элемент, атом, молекула, относительные атомная и молекулярная массы, ион, аллотропия, изотопы, химическая связь, электроотрицательность, валентность, степень окисления, моль, молярная масса, молярный объем, вещества молекулярного и немолекулярного строения, растворы, электролит и неэлектролит, электролитическая диссоциация, окислитель и восстановитель, окисление и восстановление, тепловой эффект реакции, скорость химической реакции, катализ, химическое равновесие, углеродный скелет, функциональная группа, изомерия, гомология;
основные законы химии: сохранения массы веществ, постоянства состава, периодический закон;
основные теории химии: химической связи, электролитической диссоциации, строения органических соединений;
важнейшие вещества и материалы: основные металлы и сплавы; серная, соляная, азотная и уксусная кислоты; щелочи, аммиак, минеральные удобрения, метан, этилен, ацетилен, бензол, этанол, жиры, мыла, глюкоза, сахароза, крахмал, клетчатка, белки, искусственные и синтетические волокна, каучуки, пластмассы;
- уметь:
называть изученные вещества по «тривиальной» или международной номенклатуре;
определять: валентность и степень окисления химических элементов, тип химической связи в соединениях, заряд иона, характер среды в водных растворах неорганических соединений, окислитель и восстановитель, принадлежность веществ к различным классам органических соединений;
характеризовать: элементы малых периодов по их положению в периодической системе Д.И.Менделеева; общие химические свойства металлов, неметаллов, основных классов неорганических и органических соединений;
объяснять: зависимость свойств веществ от их состава и строения; природу химической связи (ионной, ковалентной, металлической), зависимость скорости химической реакции и положения химического равновесия от различных факторов;
выполнять химический эксперимент по идентификации важнейших неорганических и органических веществ;
проводить самостоятельный поиск химической информации с использованием различных источников (научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов Интернета); использовать компьютерные технологии для обработки и передачи химической информации и ее представления в различных формах;
- использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:
объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве;
определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий;
экологически грамотного поведения в окружающей среде;
оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;
приготовления растворов заданной концентрации в быту и на производстве.
Сопоставление вышеуказанных требований к студентам, окончившим изучение курса «Общая и неорганическая химия» в вузе, с требованиями к выпускникам средних общеобразовательных школ, где химия изучалась в рамках базового уровня, выявляет существенные отличия, устранить которые за один учебный год в университете сложно.
Федеральный базисный учебный план для образовательных учреждений Российской Федерации отводит всего лишь 70 часов для обязательного изучения учебного предмета «Химия» на этапе среднего (полного) общего образования на базовом уровне. За отведенный временной промежуток школьные учителя способны донести до учеников, в основном, комплекс теоретических знаний по дисциплине. Однако педагоги, даже обладающие значительным педагогическим опытом, не в состоянии содействовать формированию всех требуемых образовательным стандартом умений и навыков у учеников.
Реализация разработанных педагогических условий и проверка их эффективности
Исследование по реализации педагогических условий формирования профессиональной химико-технологической компетенции при изучении дисциплины «Общая и неорганическая химия» осуществлялось на кафедре «Неорганическая химия» и кафедре «Обучение на двуязычной основе» КНИТУ при участии бакалавров, обучающихся по направлению «Химическая технология» в институте полимеров, а также профессорско-преподавательского состава кафедры.
Параллельно в АГНИ на кафедре «Прикладная химия» в эксперименте принимали участие студенты, проходящие обучение по специальности «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» и изучающие дисциплину «Химия». Исследование проводилось в течение трех учебных лет с 2008 по 2011, в нем участвовали 12 групп первокурсников, общей численностью 246 человек. Определено, что I Э - экспериментальная группа и I К - контрольная группа студентов КНИТУ, а II Э - экспериментальная группа и II К - контрольная группа студентов, обучающихся в АГНИ.
Рассмотрены основные подходы к организации контрольно-оценочной деятельности педагога, предусматривающие разработку и применение совокупности средств измерения профессиональной компетенции обучающихся [149]. Отмечены основные изменения в системе оценивания качества результатов образовательной деятельности студентов, вызванные принятием идей компетентностного подхода в образовательной системе, подчеркнута целесообразность применения единых подходов к оцениванию результативности образовательной деятельности студентов.
Показано, что измерение в педагогике предусматривает количественное оценивание уровней развития обучающихся, тех признаков и свойств личности, которые изменяются в процессе обучения. Измерение компетенций происходит косвенным путем, при котором анализируются результаты образовательной деятельности студентов.
Целью исследования было определение порогового и повышенного уровней сформированности каждого из представленных компонентов профессиональной химико-технологической компетенции, представление корреляции полученных данных между собой и подтверждение выдвинутой гипотезы педагогического эксперимента. Для каждого уровня разработаны покомпонентные качественные показатели сформированности профессиональной химико-технологической компетенции и предложены соответствующие методы и средства оценивания. С целью повышения эффективности контроля целесообразно выделять элементы содержания, способствующие формированию компетенции в каждой теме, определять соответствующие формы, методы и средства их контроля.
Полученные данные подвели нас к необходимости модернизации содержания общехимической подготовки бакалавров технологических специальностей и студентов технических специальностей, а также внедрения инновационного лабораторного практикума в форме микронаучного эксперимента. Полнота реализации педагогического исследования отражена в таблице 8, где представлены основные этапы эксперимента, частота наблюдений, перечень групп и их состав.
Знаниевый компонент профессиональной химико-технологической компетенции оценивался нами по уровню академической успеваемости и учебной успешности усвоения общехимических дисциплин. Под дисциплинами будем понимать «Общую и неорганическую химию» и «Химию», в которых в качестве итогового семестрового контроля выступают зачет и экзаменационные испытания [109, 125].
В ходе преподавания дисциплины «ОНХ» для студентов первого курса, обучающихся по направлению 240100 «Химическая технология» в КНИТУ, а также при изучении дисциплины «Химия» в АГНИ, рекомендуется осуществление следующих видов контроля [4]. 1. Входной контроль.
Данный тип контроля представляет собой тестирование, вопросы которого составлены по тематикам дисциплин «Общая и неорганическая химия» и «Химия», которые студенты изучали еще до поступления в вуз в школе или при подготовке к вступительным испытаниям. Целью его проведения является проверка остаточных знаний, которыми владеют обучаемые в каждой конкретной группе. На основании полученных результатов входного тестирования преподаватель имеет возможность адекватно оценить начальный уровень общехимической подготовки каждого студента и группы в целом. В соответствии со степенью владения студентами материалом возможна корректировка содержания курса в сторону уменьшения количества теоретического материала, замена некоторых вариативных составляющих теории на дополнительные практические занятия (в случае, если уровень начальной подготовки достаточно низок), а также, наоборот, включение добавочных элементов в содержание подготовки (если уровень овладения общехимическими дисциплинами выше среднего).
Отобранная преподавателем база вопросов конвертируется в тестирующую систему, при этом задаются необходимые параметры проверки: количество вопросов в задании, время для выполнения, разделение вопросов по темам, минимальная и максимальная сумма баллов. Результат появляется в виде соотношения правильных ответов к общему числу ответов, которое переводится автоматически в число полученных баллов. В разработанном нами учебно-методическом комплексе по дисциплине «Общая и неорганическая химия» приводятся примерные вопросы, рекомендуемые к включению в базу тестирования по проведению входного контроля [125].
2. Рубежный контроль.
Данный тип контроля представляет собой тестирование, вопросы которого включают в себя тематики дисциплин «Общая и неорганическая химия» и «Химия», изучаемых студентами в течение всего учебного года. Рубежный контроль осуществляется после того, как были пройдены несколько тем, объединенных общим направлением. Всего рабочей программой предусмотрены 4 рубежные тестирования. Целью их проведения является проверка приобретенных за время прослушивания курса знаний, которыми владеют обучаемые в каждой конкретной группе. На основании полученных результатов рубежного тестирования преподаватель имеет возможность адекватно оценить уровень усвоения знаний в процессе обучения каждого студента и группы в целом. В соответствии со степенью усвоения студентами материала возможна корректировка содержания курса в сторону уменьшения количества теоретического материала, замена некоторых вариативных составляющих теории на дополнительные практические занятия или введение дополнительных занятий по данной тематике на повторение материала (в случае, если уровень достаточно низок). И, наоборот, включение добавочных элементов в содержание подготовки (если уровень овладения пройденным за определенный отрезок времени материалом выше среднего).
Конвертирование вопросов и подсчет полученных баллов происходит по тому же методу, что и в случае входного контроля. В УМК по дисциплине ОНХ приводятся примерные вопросы, рекомендуемые к включению в базу тестирования по проведению рубежного контроля [125].
3. Текущий контроль.
Данный тип контроля включает в себя получение допуска и защиту лабораторных работ, предусмотренных рабочей программой дисциплин «Общая и неорганическая химия» и «Химия». Вопросы, задаваемые при защите каждой лабораторной работы, а также упражнения и задания для самостоятельного выполнения по конкретной теме представлены в методических разработках [ 109, 125].
К текущему контролю относится также подготовка к практическим (семинарским) занятиям и выступление на них.
Рейтинговая система оценки качества усвоения знаний по дисциплине «Общая и неорганическая химия» [125], для дисциплины «Химия» [109] рассмотрена в методических указаниях. В них представлен подробный перечень всех предусмотренных рабочей программой лабораторных работ и практических занятий, а также минимальное и максимальное количество баллов, которое студент может получить после прохождения каждой темы курса. Набранное в течение семестра количество баллов суммируется, и студент допускается к зачету, а после прохождения экзаменационных испытаний, они прибавляются к баллам за ответ на экзамене. Далее преподаватель выставляет соответствующую оценку, выведенную исходя из количества набранных баллов.
