Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические аспекты использования эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения
1.1. Историко-педагогические и нормативные аспекты проблемы формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения
1.2. Педагогические возможности эвристических задач в формировании технической компетентности будущего мастера производственного обучения
1.3. Характеристика структурно-функциональной модели использования эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения
Выводы по первой главе 103
ГЛАВА 2. Экспериментальная работа по использованию эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения 106
2.1. Программа экспериментальной работы по использованию эвристических задач как средства формирования технической 106
компетентности будущего мастера производственного обучения .
2.2. Реализация организационно-педагогических условий использования эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения в Бузулукском колледже промышленности и транспорта
2.3. Динамика формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения с использованием эвристических задач
Выводы по второй главе
Заключение
Список использованных источников
- Педагогические возможности эвристических задач в формировании технической компетентности будущего мастера производственного обучения
- Характеристика структурно-функциональной модели использования эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения
- Реализация организационно-педагогических условий использования эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения в Бузулукском колледже промышленности и транспорта
- Динамика формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения с использованием эвристических задач
Введение к работе
Актуальность исследования. Проблема формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения актуализирована острой потребностью в подготовке рабочих кадров для современных наукоемких производств. Курс на импортозамещение, динамичное изменение технологий производства и стремительное внедрение инноваций представляет социальный заказ на квалифицированных педагогических работников систем среднего профессионального образования (СПО), корпоративного и внутрифирменного обучения, готовых обеспечивать учебный процесс в современной образовательно-производственной среде.
Правительственные документы акцентируют проблему технической подготовленности педагогических кадров СПО. В них («Комплекс мер, направленных на совершенствование среднего профессионального образования на 2015-2020 годы», «Стратегия развития системы подготовки рабочих кадров и формирования прикладных квалификаций в Российской Федерации на период до 2020 года») указан перечень наиболее востребованных профессий («Топ-50»), среди которых более половины требуют освоения технических компетенций. По техническим специальностям в образовательной области «Инженерное дело, технические науки и техника» обучается около 3 млн. студентов. Только в Оренбургской области их более 25,8 тыс. (53,58% от общего числа контингента СПО).
Высокие требования к уровню технической компетентности мастера производственного обучения определены ФГОС СПО 44.02.06 Профессиональное обучение (по отраслям) и Профессиональным стандартом «Педагог профессионального обучения, профессионального образования», все более обязательны требования к технической квалификации чемпионатов «Молодые профессионалы» (WorldSkills Russia).
Актуальность формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения обусловлена ситуацией на рынке труда. Начиная с 2011 года, от 67% до 74% промышленников и предпринимателей отмечают растущий дефицит кадров технических работников как один из ограничителей роста производства. Особенно остро данная проблема стоит перед инновационными фирмами, которые (до 62,3% от числа опрошенных) решают ее в корпоративном обучении, внутрифирменной подготовке и в собственных обучающих программах развития инновационных технических навыков персонала, для чего остро необходимы квалифицированные мастера производственного обучения. Более 35,2% компаний производственной сферы обращаются в систему СПО для повышения квалификации и переподготовки своего технического персонала, но 87,1% респондентов сообщают о недостаточной подготовленности мастеров производственного обучения к решению поставленных задач.
Профессиональная успешность будущих мастеров производственного обучения
определяется востребованным уровнем сформированности технической
компетентности, что обеспечивает кадровый ресурс СПО (С.Я. Батышев,
А.А. Кирсанов, А.Н. Лейбович, А.М. Новиков, И.П. Смирнов, В.А. Федоров). Историко-
педагогические исследования выявили, что техническая компетентность представляет
собой профессионально-личностное качество работника, которое проявляется в его
готовности к решению профессионально-значимых задач разработки, создания и
продуктивного применения техники (Т.В. Кудрявцев) для изучения, познания
(В.И. Вернадский) и позитивного изменения окружающего мира и общества
(Н.Г. Багдасарьян, В.Г. Горохов, М.А. Розов). Формирование технической
компетентности сопровождается развитием технических способностей и технического мышления (В.Д. Шадриков), а затем и возникновением соответствующих компетенций проектирования, конструирования, изготовления технических изделий (Г.М. Романцев), социально ответственного взаимодействия с техникой (Р.М. Петрунева), технического изобретательства (Г.С. Альтшуллер, М.М. Зиновкина). В то же время, в силу изменения современных требований к формированию технической компетентности будущих мастеров производственного обучения, необходимы новые специальные педагогические исследования этого аспекта их подготовки.
Степень научной разработанности проблемы исследования. Научными предпосылками изучения процесса формирования технической компетентности стали результаты междисциплинарных исследований развития технического мышления и профессионального становления обучающихся (70-е годы – конец XX века: С.Я. Батышев, В.В. Кузнецов, Г.А. Халемский), но XXI век существенно изменил техносферу, взаимодействие с техникой и методики профессионального обучения.
В последние годы в педагогических диссертациях кандидатского уровня ведется активный поиск средств формирования компетенций будущих педагогов профессионального образования: исследована структура профессиональной компетентности преподавателей и мастеров начального профессионального образования (Н.П. Залкина, 2010 г.); обосновано формирование технической компетентности будущих учителей технологии и предпринимательства в вузе (Ш.Р. Мусин, 2010 г.); выявлены особенности развития профессионально-педагогической компетентности (А.П. Торбеева, 2011 г.) и социально-профессиональной компетентности мастеров производственного обучения (И.А. Дегтярева, 2016 г.). В то же время их техническая компетентность как целостный феномен специально не исследовалась.
Теоретически установлено и экспериментально доказано, что эффективным инструментарием формирования технических компетенций являются эвристические методы (З.М. Большакова, Н.И. Куприянычева, С.Н. Мартыновская, В.Н. Михелькевич), поскольку эвристика как элемент творчества, креативности, инноватики является неотъемлемой частью множества современных профессий (Franz E.Weinert).
Среди разнообразия средств эвристики мы выделяем задачи. Установлено, что постановка эвристических задач и поиск их решения соответствуют организации технического мышления (В.Ф. Спиридонов). Они являются основной дидактической структур-
ной единицей технического образования, стержневым элементом фондов оценочных средств ФГОС СПО для компетентностных уровней «уметь» и «владеть», но их педагогические возможности полностью не реализованы и функции не конкретизированы, так как эвристические задачи как средство формирования технической компетентности обучающихся специально не исследовались, что затрудняет их использование в учебном процессе и актуализирует данное исследование.
Анализ будущей профессиональной деятельности мастеров производственного обучения и реалий среднего профессионального образования выявил противоречия, актуализирующие исследуемую проблему:
на социальном уровне: между социально-экономической потребностью общества в технически компетентных мастерах производственного обучения и недостаточной подготовленностью выпускников специальности «Профессиональное обучение» к выполнению учебно-производственных функций на уровне требований современного промышленного развития;
на научно-педагогическом уровне: между доказанной продуктивностью эвристических задач как педагогического средства прогностического формирования компетенций обучающихся и недостаточной изученностью педагогических возможностей их использования в формировании технической компетентности будущего мастера производственного обучения;
на конкретно-педагогическом уровне: между большим объемом учебных задач в подготовке студентов технических специальностей СПО и недостаточным программно-методическим обеспечением для реализации возможностей эвристических задач в формировании технической компетентности будущих мастеров производственного обучения.
Поиск организационно-педагогических условий, при которых эвристические задачи выступают эффективным средством формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения, представляет проблему исследования.
Актуальность, фрагментарная разработанность проблематики исследования, а также необходимость разрешения указанных противоречий обосновывают тему данной работы.
Тема: «Эвристические задачи как средство формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения».
Цель исследования: теоретически обосновать и экспериментально проверить организационно-педагогические условия формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения при использовании в качестве педагогического средства эвристических задач.
Объект исследования: формирование технической компетентности обучающихся.
Предмет исследования: эвристические задачи как педагогическое средство формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения технических специализаций.
Гипотеза исследования: эвристические задачи будут являться действенным педагогическим средством формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения при следующих организационно-педагогических условиях:
обеспечивается вовлечение студентов в анализ, постановку и решение эвристических задач в различных формах теоретического и производственного обучения;
работа с эвристическими задачами организована в микрогруппах «генератор идей – лаборатория поддержки» для создания ситуации творческого взаимодействия и продуктивной состязательности;
- эвристические задачи имеют актуальное профессионально-ориентированное содержание, вариативны по сложности и методикам использования для учета уровня общетехнической и профессиональной подготовки будущих мастеров производственного обучения.
Задачи исследования:
-
Уточнить педагогическое содержание понятия «техническая компетентность будущего мастера производственного обучения».
-
Выявить педагогические возможности эвристических задач в формировании технической компетентности будущего мастера производственного обучения.
-
Разработать структурно-функциональную модель использования эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения.
-
Разработать программно-методическое сопровождение использования эвристических задач в процессе формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения.
Для верификации гипотезы и апробации ее в образовательном процессе использовались методы: научно-поискового характера – анализ философской, психолого-педагогической и технической литературы, нормативной документации в образовательных областях «Инженерное дело, технологии и технические науки» и «Образование и педагогические науки», научной периодики; информационно-поискового характера – поиск и анализ программно-методических и статических материалов СПО, сведений регионального портала образовательного сообщества Оренбуржья; экспериментального ха -рактера – двухфазный (констатирующий и формирующий) педагогический эксперимент в естественных условиях колледжа, диагностика, педагогический мониторинг; оц еночно-результирующего характера – выявление позитивных эффектов и анализ рисков, статистическая обработка эксперимента, презентация результатов.
Методологической базой исследования стал интегративный подход (В.С. Безрукова, В.В. Воронин, Е.О. Галицких, М.С. Пак, А.П. Тряпицына), а также ряд положений контекстного подхода (А.А. Вербицкий), которые определили стратегию исследования (компетентностное развитие будущего мастера производственного
обучения) и диагностические средства (комплексную оценку сформированности технической компетентности при решении эвристических задач). Теоретическими основами исследования являются:
- на философском уровне: философия техники (В.И. Вернадский, Х. Ленк,
К. Митчем, Х. Ортега, М. Хайдеггер), концепции технического и функционального
знания (П.К. Анохин, Н.А. Бердяев, В.Г. Горохов, М.В. Розин), аспекты социальной
оценки и прогностического преобразования техники (Н.Г. Багдасарьян, Б.С. Гершунский,
Р.М. Петрунева);
- на общенаучном уровне: психолого-педагогические теории и идеи развития
профессионального и технического мышления (П.Я. Гальперин, Э.Ф. Зеер,
Т.В. Кудрявцев, Е.А. Климов, В.Д. Шадриков, М.Л. Шубас, И.С. Якиманская); общие
концепции дидактики (И.Я. Лернер, И.М. Осмоловская, М.Н. Скаткин); позиции
аксиологического (Т.К. Ахаян, В.П. Бездухов, А.В. Кирьякова) и задачного (Г.А. Балл,
Г.Д. Бухарова, Н.Н. Тулькибаева, А.И. Уман, А.П. Усова, Л.М. Фридман, А.Ф. Эсаулов)
подходов;
- на конкретно-научном уровне: идея интеллектуализации технического труда,
политехнический принцип профессиональной педагогики (С.Я. Батышев, М.В. Буланова-
Топоркова, Г.М. Романцев); эвристические подходы в образовании (Г.С. Альтшуллер,
З.М. Большакова, М.М. Зиновкина, Р.Т. Гареев, Ю.Н. Кулюткин, В.Н. Михелькевич,
Д. Пойа, А.В. Хуторской); научные основания развития систем непрерывного
профессионально-педагогического образования (С.А. Днепров, Е.М. Дорожкин,
В.М. Жураковский, П.Ф. Кубрушко, Е.В. Ткаченко, В.А. Федоров) и модернизации
профессионального образования (В.И. Байденко, А.И. Зимняя, А.П. Тряпицына,
И.Д. Белоновская, Г.У. Матушанский, О.Ф. Пиралова, Н.С. Сахарова); идеи личностно-
развивающего образования, креативного развития, субъектного становления и
саморазвития личности в профессиональном образовании (В.И. Андреев, Н.М. Борытко,
В.Г. Гладких, В.В. Кузнецов, Т.А. Ольховая, В.Г. Рындак, Э.Р. Саитбаева); идеи
педагогического моделирования, проектирования, оценочной деятельности и дидактического дизайна (Е.С. Заир-Бек, Е.Г. Матвиевская, А.М. Новиков, В.В. Сериков, И.П. Смирнов, В.Э. Штейнберг).
Эмпирическая база исследования: Бузулукский колледж промышленности и транспорта (БКПТ ОГУ); индустриально-педагогический колледж (2010-2014 г.) и университетский колледж ОГУ (2014-2017гг.), Орский политехнический колледж ОГУ (2010-2013 г.) и Орский гуманитарно-технологический институт (филиал ОГУ) (2015-2017гг.). Общее количество непосредственных участников – 713 студентов, 41 мастер производственного обучения. В констатирующем эксперименте принимали участие 11 руководителей техникумов и колледжей Оренбургской области, 17 руководителей предприятий Оренбургской области.
Этапы выполнения диссертационного исследования. На констатирующем этапе (2010 – 2012 гг.) выполнен анализ проблемы и поиск эффективных педагогических средств. Исследованы литература, требования профессиональных и образовательных стандартов, запросы работодателей и мнения выпускников, реалии и перспективы их профессионального роста. Разработан методологический аппарат, проект комплекса эвристических задач. Проведен констатирующий эксперимент. На формирующем этапе (2013 – 2016 гг.) уточнены базовые понятия и диагностическая база. В рамках предметно-цикловой комиссии проведены семинары и мастер-классы. Издано учебно-методическое пособие. Выявлены образовательные риски и позитивные эффекты использования эвристических задач в групповых формах учебной работы. Разработки внедрены в учебный процесс. На аналитическом этапе (2016 – 2017 гг.) результаты исследования систематизированы, обобщены, статистически обработаны и опубликованы, оформлен текст диссертации.
Научная новизна исследования (в отличие от других работ по данной проблеме – Н.П. Залкиной, Ш.Р. Мусина, В.Т. Сопегиной, А.П. Торбеевой) определяется следующими результатами:
уточнено содержание понятия «техническая компетентность будущего мастера производственного обучения» представлением его как характеристики профессионально-личностного качества педагогического работника, которое проявляется в его готовности к решению задач реализации жизненного цикла техники в образовательно-производственной среде. Структура технической компетентности включает когнитивный, операциональный, мотивационно-рефлексивный и производственно-эмпирический компоненты, которые интегрированы в целостное качество;
выявлены педагогические возможности эвристических задач в формировании технической компетентности, которые заключаются в развитии технического мышления (углубление знаний о законах развития техники, расширение и уточнение понятийного аппарата конструктивно-технической деятельности, усложнение и обогащение образных представлений технических объектов); в возникновении комплексных умений решения технических задач и реального воплощения технических идей; в интенсификации умений и накоплении опыта взаимодействия с новыми техническими объектами в образовательно-производственной среде. Функции эвристических задач состоят в управлении процессом формирования технической компетентности, в актуализации и интеграции ее компонентов;
разработана структурно-функциональная модель использования эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения, которая реализуется на основе интегративного подхода в образовательно-производственной среде, представляет структуру эвристической задачи во взаимосвязи со структурой технической компетентности, этапы реализации комплекса эвристических задач в соотнесении с деятельностью субъектов образовательного процес-
са, организационно-педагогические условия использования эвристических задач, а также оценочно-диагностические средства определения критериев, показателей, уровней сфор-мированности технической компетентности будущего мастера производственного обучения.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
доказаны положения, дополняющие теорию и методику профессионального образования знанием о возможностях эвристических задач в формировании технической компетентности будущего мастера производственного обучения, обусловленных наполнением их содержания проблемным контекстом системы «Человек-Техника» и организацией учебно-производственной деятельности в микрогруппах «генератор идей – лаборатория поддержки»;
применительно к проблематике диссертации результативно использован интегра-тивный подход как методологическая установка формирования целостного профессионально-личностного становления специалиста в образовательном процессе СПО при его дополнении совокупностью частнонаучных принципов – учебно-производственной направленности, творческого взаимодействия и продуктивности, что расширяет границы применимости результатов;
раскрыты существенные противоречия, актуализирующие востребованность технической компетентности будущего мастера производственного обучения и использования эвристических задач, которые на междисциплинарной основе стимулируют формирование технической компетентности будущего мастера производственного обучения;
изучены корреляционные связи между уровнем сформированности технической компетентности будущего мастера производственного обучения и успешностью вариативного использования эвристических задач, что является обоснованием перспектив коллективных форм учебной и учебно-производственной деятельности;
проведена модернизация функций учебных эвристических задач в СПО на основе установления их возможностей в управлении процессом формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения, актуализации ее компонентов и интеграции их в целостное профессионально-личностное качество.
Практическая значимость исследования:
- разработаны и успешно апробированы методики организации учебного процесса с
использованием эвристических задач, которые могут обеспечивать повышение качества
подготовки СПО в цикле общепрофессиональных дисциплин и профессиональном моду -
ле (МДК 1.1, МДК 1.2) специальности 44.02.06 «Профессиональное обучение» техниче
ских специализаций;
- разработаны учебно-методические материалы (учебно-методическое пособие
«Эвристические задачи как средство развития технического мышления студентов кол
леджа», рабочие программы общепрофессиональных дисциплин «Инженерная графика»,
«Техническая механика», «Материаловедение», «Метрология, стандартизация и сертифи-
кация» и дисциплин профессиональных модулей (МДК 1.1, МДК 1.2), программа внедрения комплекса задач в учебный процесс, учебные планы теоретического и производственного обучения являются методическим ресурсом для реализации ФГОС СПО, а также перспективных профессий и специальностей «ТОП-50»;
- разработанные методики внедрения в учебный процесс коллективных форм решения новых для студентов технических задач и их практического воплощения (моделирования, эскизирования, макетирования, изготовления опытных образцов) могут стать основой тематики курсовых и выпускных квалификационных работ, конкурсов мастерства, а также программ подготовки обучающихся к освоению компетенций чемпионатов «WorldSkills Russia».
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Техническая компетентность будущего мастера производственного обучения
представляет собой интегративное профессионально-личностное качество будущего пе
дагогического работника, которое проявляется в готовности к решению профессиональ
ных задач, связанных с реализацией жизненного цикла техники в образовательно-
производственной среде, востребованное в условиях среднего профессионального обра
зования.
Структура технической компетентности включает когнитивный компонент – совокупность знаний, необходимых для постановки, анализа, решения и демонстрации технических задач изготовления, технического оснащения, эксплуатации и модернизации объектов образовательно-производственной среды; операциональный компонент – совокупность умений, необходимых для постановки, решения и демонстрации технических задач изготовления изделий отрасли и ТСО, оснащения, эксплуатации и модернизации объектов образовательно-производственной среды; мотивационно-рефлексивный компонент – совокупность стремлений, интересов и ориентаций, обеспечивающих активное осознанное ответственное участие в постановке, анализе, решении и демонстрации все более сложных технических задач взаимодействии с объектами образовательно-производственной среды; производственно-эмпирический компонент – опыт решения технических задач взаимодействия с объектами образовательно-производственной среды, необходимый в будущей профессиональной деятельности.
2. Педагогические возможности эвристических задач как действенного сред
ства формирования технической компетентности будущего мастера производственного
обучения состоят в углублении его знаний о законах развития техники, расширении и
уточнении понятийного аппарата конструктивно-технической деятельности, усложнении
и обогащении образных представлений технических объектов, возникновении комплекс
ных умений реального воплощения технических идей, повышении профессионального
интереса к сфере техники и мотивации к ее ответственному использованию; интенсифи
кации умений взаимодействия с техникой. Эвристические задачи выполняют функции
управления (запуск и регулирование процесса формирования технической компетентно-
сти в соответствии с подготовленностью обучающегося), актуализации (запуск самостоятельных, опосредованных, поисковых форм учебно-творческой деятельности в сфере современной техники на основе результатов предыдущего обучения) и интеграции (создание устойчивых связей между компонентами технической компетентности для их совместного проявления в технической деятельности как целостного результативного профессионально-личностного качества).
Действенность эвристической задачи как педагогического средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения обусловлена представлением в ней учебного материала в виде нарастающего по сложности задания с использованием технической терминологии и технического контекста, в котором данные и условия неоднозначно, неопределённо, неполно или избыточно описывают проблемную ситуацию развития техники; требование мотивирует к разрешению актуального технического противоречия; способ решения неочевиден и основан на вариативных приемах технического творчества и эвристики; процесс решения требует самостоятельных, опосредованных, поисковых форм учебно-творческой деятельности в сфере техники; результат решения является новой для студента разработкой технического объекта или технологического процесса и ориентирован на практическое применение в образовательно-производственной среде.
Формирование технической компетентности будущего мастера производственного обучения с использованием эвристических задач представляет собой педагогически управляемый процесс и актуальный интегративный результат развития технического мышления, возникновения комплексных умений выдвижения, обоснования и реального воплощения технических идей, повышения интереса к технике и уровня рефлексии в сфере «Человек-техника»; накопления опыта взаимодействия с техникой в образовательно-производственной среде.
3. Структурно-функциональная модель использования эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения включает взаимосвязанные блоки: целевой (характеризует необходимость повышения уровня сформированности компетентности); методологический (фиксирует интегративный подход и дополняющие его принципы учебно-производственной направленности, творческого взаимодействия и продуктивности); структурный (представляет состав эвристической задачи и методики ее использования, а также компоненты технической компетентности); функциональный (отображает функции управления, актуализации и интеграции, выполняемые эвристическими задачами); процессуальный (сопоставляет организационно-педагогические условия и этапы использования эвристических задач); оценочно-результативный (объединяет результат и его диагностическую базу – критерии, показатели и уровни сформированности технической компетентности мастера производственного обучения).
4. Организационно-педагогические условия, при которых эвристические задачи являются действенным педагогическим средством формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения, включают:
-
обеспечение вовлеченности студентов в анализ, постановку и решение эвристических задач технического содержания в различных формах теоретического и производственного обучения, что способствует мотивации студентов к изучению современной техники, междисциплинарной интеграции знаний о техносфере, рационализации умений учебно-поисковой деятельности, освоению и накоплению продуктивных методик разрешения технических противоречий, формированию умений реального воплощения технических новаций;
-
организацию работы студентов с эвристическими задачами в микрогруппах «генератор идей – лаборатория поддержки», созданных на основе педагогической диагностики сформированности компонентов технической компетентности членов группы и смены групповых ролей при решении новой эвристической задачи, что создает ситуации творческого взаимодействия и продуктивной состязательности, ориентирует на освоение все более сложных методов коллективной учебно-познавательной и производственной деятельности;
-
эвристические задачи имеют актуальное профессионально-ориентированное содержание, вариативны по сложности и методикам использования (задачи имеют нарастающую сложность в границах будущей профессионально-технической деятельности специалиста среднего звена; приемы решения и реального воплощения соответствуют этапу обучения), что обеспечивает их соответствие уровню общетехнической и профессиональной подготовки будущих мастеров производственного обучения, целям учебного занятия и производственной практики.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечена междисциплинарным анализом объекта и предмета исследования, использованием методологически соотнесенных базовых понятий профессиональной педагогики, историко-педагогическим анализом проблемы исследования, опорой на признанные педагогические концепции при выдвижении гипотезы, сочетанием теоретического анализа и эксперимента, их длительностью, завершённостью и подтверждением первоначальной гипотезы, учетом образовательных рисков. Использованы результаты, подтвержденные в практике профессионального образования различных уровней (будущие рабочие, техники, специалисты, бакалавры) и направлений (техническое, педагогическое, профессионально-педагогическое), что определяет вариативные и инвариантные аспекты авторских методик и границы их воспроизводимости.
Теория исследования построена на известных проверяемых фактах использования интегративного подхода, положений контекстного подхода, применения задач и эвристик в профессиональном образовании, а также повышения уровня сформированности компетенций обучающихся при их целенаправленной коллективной учебно-поисковой
деятельности. Исследование согласуется с опубликованными данными независимых психолого-педагогических исследований Е. В. Кряжевой (2009 г.), С.И. Планида (2010 г.), А.В. Рогалёва (2015 г.), Т.И. Улитиной (2015).
Личный вклад автора. Выполнен историко-педагогический анализ проблемы формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения, в этом аспекте выявлены возможности и функции эвристических задач. Разработана структурно-функциональная модель использования эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения. Подготовлено и апробировано методическое и диагностическое сопровождение на основе эвристических задач. Проведен эксперимент, обобщены и опубликованы научные результаты, подготовлен текст диссертации.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. В диссертации решаются вопросы, включенные в паспорт специальности 13.00.08 – Теория и методика профессионального образования: П.5. Подготовка специалистов в учреждениях среднего профессионального образования; П.11. Современные технологии профессионального образования; П.13. Образовательная среда профессионального учебного заведения; П.18. Отбор и структурирование содержания профессионального образования.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись путем публикаций в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК Минобрнауки РФ: «Вестник Челябинского государственного педагогического университета» (2013); «Вестник Оренбургского государственного университета (2014, 2017); «Современные проблемы науки и образования» (Москва, 2015); участия в Международных (Новосибирск, 2012; Самара, 2013; Москва, 2014; Уфа, 2014; Пермь, 2015, 2017; Краснодар, 2015; Казань, 2015; Томск, 2016) и Всероссийских научных конференциях (Бузулук, 2008; Оренбург 2014-2017, Волгоград 2017).Результаты исследования представлены в публикациях: 1 учебно-методическое пособие, 16 научных статей, 4 из них в рецензируемых изданиях Перечня ВАК Минобрнауки РФ.
Структура диссертации соответствует логике научного исследования ивключает введение, две главы, заключение, список использованной литературы из 331 источника, 15 приложений, содержит 242 страницы, 34 рисунка, 25 таблиц.
Педагогические возможности эвристических задач в формировании технической компетентности будущего мастера производственного обучения
Донаучный этап представлений о технической компетентности (V тыс. до н.э. – нач. XIX в. н.э.). Исторические предпосылки изучения технической компетентности личности восходят к идеям и учениям Аристотеля, Парнемида и Платона (V век до нашей эры) в связи с накоплением технических знаний, умений и опыта создания технических объектов. Наличие этих качеств у работников трактовалось как определенная способность и готовность к решению прикладных технических задач, но собственно системы их формирования или обучения еще не существовало. Поскольку в то время еще не были развиты технические школы, возможно, говорить лишь об отдельных элементах технической грамотности и зарождении методов развития технического мышления при обучении ремеслам. Несмотря на то, что философы Древней Греции ограничивали техническое мышление рамками материального и обыденного технического действия, считали его уделом низших слоев, «низменных» занятий, а его функции не были четко очерчены, уже тогда сложилось ясное представлении о потребности в специально организованном процессе подготовки работников для расцвета ремесел.
Социально-экономическое развитие выразилось в становлении цехового производства и ремесленного дела, а развитие представлений о технической компетентности активизировалось в раннем средневековье. Организатор известной Парижской школы Гуго Сен-Викторский (1096–1141 гг.) в своих высказываниях о механике перевел ее в разряд искусств, которые необходимы при изготовлении вещей, а способности к технике и техническая деятельность были признаком принадлежности к незнатному роду занятий.
Иную позицию демонстрируют воззрения Г. Галилея и Декарта (XVI век), которые не только выделяли практическое мышление как необходимое их современникам для изучения окружающего реального мира и его преобразования, но и противопоставляли его пустой созерцательности, бесплодному философствованию. Очевидно, что длительный путь к этому выводу стал результатом эпохи крупных открытий в механике, физике, астрономии, математике, их успешном приложении в строительстве и инженерии того времени.
Следующим историческим рывком можно считать исследования первых гуманистов-утопистов Т. Мора (1478–1535 гг.) и Т. Кампанеллы (1568– 1639 гг.), которые не только выводили техническое развитие на уровень достижений общества, но призывали изучать производство и способы труда, массово обучаться и трудиться. В этом контексте мы рассматриваем и работы Я.А. Коменского (1592–1670 гг.), определившего концепцию обучения для развития способности к технической деятельности через знакомство с ремес 31 лами, орудиями труда, техническими расчетами и изображениями. Принцип наглядности, например, предполагал в качестве необходимого условия использование реальных предметов, моделей и копий предмета, картинок как изображений предмета или явления. Соответственно, учителя должны были обладать специальными умениями технического характера для их изготовления или проектирования.
Последующие столетия (XII — XVI вв.) характеризуются становлением, закреплением и расширением форм обучения технической деятельности в рамках ремесленного обучения и все большей специализацией технического знания. От индивидуальной формы обучение все шире переходит к групповой, когда мастер имел нескольких подмастерьев, помощников, учеников. В XVII в. групповые формы обучения стали доминирующими. Стал делаться упор на приобретение специальных (технических) знаний. Это позволяло выходить за рамки индивидуального опыта, вырабатывались подходы начальной методики в обучении профессии (исследования В.Т. Сопегиной [255]). В технических школах России XVII –XVIII веков способности к решению технических и пространственных задач и умения практической трудовой деятельности были важным критерием при отборе в навигацкие школы, которые были открыты при Петре I в Новгороде, Нарве и Ревеле. В терминологии педагогики в этот период были разработаны типовые технические задачи кораблестроения и военного дела, которые должны были освоить ученики. В то же время учителя в этих школах не были профессионалами в нашем понимании педагогической деятельности, но имели большой опыт практической технической деятельности.
Соратниками Петра I В.Н. Татищевым и В.И. Гениным были созданы горнозаводские школы, которые в нынешнем понимании составляли территориально распространенную сеть учреждений широкого обучения техническим профессиям. Ремесленное образование было нацелено также на развитие технических способностей учеников через «научение» решению практических технических задач (исследования М.Н. Скаткина [247]). В таком достаточно узком рассмотрении в качестве совокупности умений мыслительной и практической деятельности для технической (ремесленной) работы понятие о технической компетентности работников и обучающихся просуществовало до начала XIX века. Следует отметить, что о технической квалификации педагогов технических школ известно крайне мало, но важнейшим требованиям к их профессиональным качествам было владение преподаваемым предметом.
В.Н. Татищев считал, что основной задачей второго этапа обучения (профессионального) является обучение ремеслу детей с 10 лет. Обучаясь школьному и горному делу в Швеции, он выпустил инструкции «О порядке преподавания в школах при уральских казенных заводах» (1736 г.), где содержались методические рекомендации учителям. По мнению В.Н. Татище-ва:«Учитель – не только преподаватель общеобразовательных и специальных дисциплин, но и воспитатель молодежи, который готовит ее к полноценной жизни в обществе и к труду с учетом индивидуальных способностей и склонностей ученика». Разработанные им методы обучения технической деятельности являются традиционными для российских училищ того времени (метод обучения старшими учениками младших посредством копирования удачных действий). В общеевропейском контексте этот этап становления представлений о технической компетентности заканчивается важным результатом – выделением технической деятельности как основы развития ремесел и описанием основных методических приемов обучения технической деятельности – копирования работы ремесленников.
Характеристика структурно-функциональной модели использования эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения
В современных технических системах эвристические приемы и эвристические задачи используются в различных отраслях: в химической промышленности (А.В. Бабенко [15], А.А. Образцов [200]), пищевой (Т.Г. Шеховцева [294]) промышленности, в нефтехимии (Е.Р. Мошев) [179], на железнодорожном (В.О. Борознов [38]), автомобильном (И.С. Кощеев [134], А.А. Хорычев [278]) и морском транспорте (В.Н.Разуваев [228]); в строительстве (А.А. Новиков) [197]; в электронике и мехатронике (Ш.Э. Аберкулов, А.В. Иванов [ПО], Е.Г. Ишкина [114], В.В. Каширин [119], В.Л. Крючков [139], Л.Г. Львов [163]; в связи и телемеханике (А.В. Пушнин [226]); в автоматизированном проектировании и управлении технологическими процессами машиностроения (Д.И. Загороднев [97], Л.А. Казаковцев [116], М.А. Смагин [250], М.А. Цыканова [282], С.А. Чудов [289]).
Анализ этих исследований показал, что, несмотря на разнообразие их тематики, именно задача является единицей экспериментального, внедренческого и производственного действия. Таким образом, техническая деятельность на современном этапе тесно связана с решением разнообразных эвристических задач.
В исследованиях Г.А. Балла, И.Я. Лернера, А.В. Петровского, Ю.К. Стрелкова, Н.Н. Тулькибаевой, А.В. Усовой, Г.П. Щедровицкого рассмотрена теория задачного подхода. Результаты многочисленных экспериментов подтверждают, что успех решения технических задач коррелирован с развитием компонентов технической компетентности.
Исследования Л.Г. Шабалиной [291] и Н.А. Онищенко [204] позволяют выделить универсальные качественные характеристики (признаки), формируемые при решении эвристических задач (наличие, становление и развитие профессиональных умений), и пригодные в исследовании технической компетентности будущих мастеров производственного обучения: личностная мотивация и значимость профессиональной деятельности; информационные и технологические знания; эвристическая деятельность, направленная на получение необходимого результата решения профессиональной нестандартной задачи; индивидуальный стиль решения; уровень социальной значимости решения; степень сложности профессиональной задачи.
Рассмотрим типологию и классификацию задач в профессиональной деятельности мастера производственного обучения и дадим понятие «задача».
Обращаясь к понятию «задача», мы характеризуем ее деятельностную составляющую, а деятельностные теории учения с такими понятиями, как «действие» – это преобразование субъектом какого-либо объекта и «задача», которая включает в себя цель и условия ее достижения. Решение задачи заключается в действиях, с помощью которых можно преобразовать условие задачи и достигнуть требуемой цели. Учение представляет собой усвоение материала, которое раскрывается путем преобразования некоторой задачи (Г.Д. Бухарова, Э.Ф. Зеер, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн [233], Л.Ф. Спирин [258], Г.И. Щукина).
А.Н. Леонтьев дал следующее определение: «действием называем процесс, подчиненный представлению о том результате, который должен быть, достигнут, то есть процесс, подчиненный сознательной цели [155,с. 89]. «Задача – это и есть цель, данная в определенных условиях» [155, с. 90].
Л.Ф. Спирин дал следующее определение задачи – «это результат осознания субъектом деятельности цели деятельности, условий деятельности и проблемы деятельности» [258, с. 26].
Е.В. Титова под задачей понимает: «Мысль, идею, сформулированную на языке решения… она осознается как потребность человека, коллектива, организации и для ее реализации уже имеются необходимые условия» [132, с. 66].
В исследованиях И.А. Зимней «учебная задача рассматривается как системное образование (Г.А. Балл), в котором обязательны два компонента: предмет задачи в исходном состоянии и модель требуемого состояния предмета задачи» [103]. Задача рассматривается как сложная система информации о каком-либо явлении, объекте, процессе, в котором четко определена лишь часть сведений, а остальная неизвестна. Учебная задача – это обобщенная знаковая модель множества прошлых проблемных ситуаций из практического или исследовательского опыта людей. «Очищенные» от противоречий и неопределенностей, эти ситуации преобразуются в задачи (задания), своего рода «культурные консервы», которые, наряду с теоретической информацией, и составляют содержание обучения. Вместе с формулировкой условий задачи студентам дается алгоритм (способ) ее решения, который нужно запомнить.
Г.А. Балл определил: «…в каждой учебной ситуации выделяются определенные системы задач и параллельно им системы, обеспечивающие их решение, при этом указывают на количественные и качественные характеристики выделенных задач, а также разнообразные средства и способы их решения [19].
И.Я. Лернер говорит о том, что «творческой является задача, самостоятельное решение которой обращено на получение новых знаний ...» [156].
П.И. Пидкасистый подчеркивает, что в процессе обучения «… новизна продукта деятельности обучаемого зависит от новизны путей, ведущих к получению этого продукта, от характера поиска студентом способа деятельности, акцент в характеристике творчества студента смещается в направлении раскрытия процессуальной стороны его деятельности» [220].
Реализация организационно-педагогических условий использования эвристических задач как средства формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения в Бузулукском колледже промышленности и транспорта
Для нашего исследования интерес представляет контекстный подход (А.А. Вербицкий [52]) как дополнительный, поскольку он определяет возможности реализации педагогических средств (эвристических задач), содержательное наполнение которых моделирует виды и объекты профессиональной деятельности, в данном случае технической. В данном случае эвристические задачи выступают в качестве средства формирования технической компетентности.
Успешность применения методологического подхода обеспечивают принципы его реализации. Под принципом понимаются такие положения теории, правила деятельности, которые определяют норму поведения или систему взглядов на понимание явлений, процессов. Профессиональное образование реализуется на основании общепедагогических принципов [22]. Их совокупность существенно дополняют принципы реализации различных методологических подходов, а также частнопедагогические принципы, определяющие условия реализации локальных педагогических процессов. Принци 86 пы представляют собой систему дидактических требований, которая обеспечивает эффективность функционирования учебного процесса.
Особенностью реализации интегративного подхода с точки зрения на шего исследования является эвристическая деятельность обучающихся. В ис следовании реализуются частнонаучные принципы: учебно производственной направленности, продуктивности, творческого взаимодей ствия. Принцип учебно-производственной направленности устанавливает важнейшую характеристику технического мышления специалиста среднего звена – направленность на решение сегодняшних производственных проблем в данных условиях. В отличие от выпускников вузов, от будущего мастера производственного обучения не требуется фундаментальных проектных умений, но конкретные производственные задачи он должен уметь решать на высоком уровне. Для этого необходим определенный опыт и стремление к профессиональному совершенствованию. Особенностью подготовки в СПО является практико-ориентированность обучения. С этих позиций эвристические задачи должны соотносится с практикой модернизации и создания образовательно-производственной среды. Методики их решения должны предполагать возможность изготовления объектов этой среды, их рационального размещения, организации работы с ними учащихся. Сущность принципа определяется также опорой на ряде исследований А.Ф. Абдрашитова [1], М.В. Мухиной [185] и О.Ф. Пираловой [221], Е.В. Чащина [284].В них доказано, что для формирования компонентов технической компетентности (технического мышления, технической грамотности, владения языком техники) характерны пространственность, научность и практичность, которые обеспечиваются наличием развивающей среды, междисциплинарным содержанием обучения и интеграцией обучения с производственной практикой. В работах В.И. Левина [152], Х.М. Низамовой [192], Е.Е. Нархатовой [190], Л.П. Русиновой [234], Н.Л. Синевой [246], обращенных к близкой проблеме развития технического творчества средствами изобретательских задач, также доказано, что «мотиватором» развития технических способностей является понимание студентом необходимости и востребованности результатов его деятельности.
Принцип продуктивности указывает на необходимость получения наилучшего решения эвристической задачи, выработки умений оперативного решения задач. Для этого необходимы не только знания эвристик. Исследования М.В. Мухиной [185], Е.И. Чернышевой [286], А.В. Шапкина [293] в аспекте познавательных заданий доказали, что необходимо соотносить содержание образования в эвристических задачах с известными студенту естественнонаучными знаниями, законами техносферы и развития техники [185]. Востребованность этих знаний как когнитивной основы технической компетентности будущего мастера производственного обучения должна не только декларироваться на занятия, но и подтверждаться в практике производства, отражаясь в содержании эвристических задач. Мы особенно отмечаем необходимость ознакомления студента с современными наукоемкими техническими решениями в конструкциях и схемах оборудования. В этой связи принцип продуктивности неразрывно связан сп роизводственной применимостью научных достижений, их инновационностью, информационно-коммуникативной насыщенностью (И.М. Поливода [224]).
Техническая деятельность в колледжах может быть реализована в различных формах, но для формирования технической компетентности необходимо, чтобы студенты участвовали в ней активно, мотивировано, заинтересовано и результативно. В этой связи нами предлагается принцип творческого взаимодействия, который требует организации решения эвристических задач в микрогруппах (малых группах) в ходе теоретического и производственного обучения. Наше гипотетическое положение основано на том факте, что в настоящее время все большую популярность среди молодежи приобретает развивающееся движение «мейкеров» (от англ. Maker – создатель, творец) – «технических энтузиастов». Они занимаются созданием собственных технологических устройств в качестве хобби. В мире насчитывается около 3500 активных сообществ в сфере изобретательства и технического творчества. В среднем, одно сообщество насчитывает около 400 участников и может выпускать от 20 до 30 продуктов в год. Их отличие от известных кружков технического творчества состоит именно в инновационной направленности и высокой технической оснащенности. Так называемая fablab/Fab lab (англ. Fabrication laboratory) представляет собой лабораторию с необходимым оборудованием, как правило, станками с ЧПУ и компьютерной техникой, обеспечивающими прототипирование с использованием 3d-принтеров. В настоящее время в мире активно работает более 500 лабораторий. Отечественный опыт развития технических компетенций будущих бакалавров в творческо-технологической лаборатории вуза представлен Ш.Р. Мусиным [184]. Нами не может быть непосредственно применен этот опыт, так как трудовые функции мастера производственного обучения практически не включает научно-исследовательские процедуры, и образовательная программа и учебный план СПО не включат НИРС. В то же время трудовые функции мастера производственного обучения интегрируют инструктирование, показ, выполнение и оценку технических приемов и действий, организацию технико-технической деятельности обучающихся. Для того чтобы имитировать и воссоздавать эти условия будущей учебно-производственной деятельности в обучении целесообразно использовать опыт работы в малых группах (В.Г. Гладких, О.В. Денисова [66]).
Динамика формирования технической компетентности будущего мастера производственного обучения с использованием эвристических задач
Мотивационно-рефлексивный компонент технической компетентности. Были организованы мини-дискуссии и мини-представления по наиболее ярким впечатлениям студентов в начале экспериментальной работы (констатирующий эксперимент (кэ)) и в ходе формирующего эксперимента (фэ) в период с 2010 по 2016 годы. Поскольку такая работа проводилась во всех группах студентов колледжа, на рисунке 32 представлены общие данные по годам. Опытная работа показала, что в целом такая деятельность результативна, но имеется ряд ограничений. Как правило, не более одной трети студентов группы устойчиво на протяжении длительного времени обращались к ресурсам журналов и Инернет-порталов, что обусловлено жизненными обстоятельствами студентов, наличием компьютерной техники дома, наличием телевизионных каналов, общим уровнем их культурного и интеллектуального развития.
Динамика развития интереса к технике (на основе анализа обращения студентов к информационным ресурсам) Оценка уровня формирования компетентности будущего мастера производственного обучения при использовании этих методик, аналогичных популярным и выше описанным фабулам, проводилась на основании опросов студентов о желании продолжать работу, что расценивалось как показатель развития мотива-ционного компонента технического мышления (рис. 33), а также его операциональных составляющих.
Эксперимент показал, что наиболее ярко эффект формирования мотивацион-но-рефлексивного компонента проявляется при реализации эвристических задач эмоционально-насыщенного, социально-, профессионально-, регионально-, производственно-значимого контекста, например, эвристических задач «Человеко-Машинные системы» (эргономика), социально-ориентированных представлений о пользе, новизне, влиянии, физическом и моральном устаревании техники. При этом наблюдалось формирование понятий о социальной, профессиональной и личной ответственности автора за техническое решение. 40.0% -35.0% -успешное макетирование по заданию преподавателя 7.4% 13.0% 21.2% 32.2% инициативное знакомство с методами прототипирования 0.0% 3.0% 8.3% 11.5% успешное участие впрототипировании в практикепредприятия 0.0% 0.0% 4.5% 8.9% желание продолжить разработку макетов и прототипов 7.2% 19.2% 32.2% 44.2% Рис. 33. Динамика развития интереса к технике (на основе участия студентов в макетировании и прототипировании)
Мы отмечали суждения, свидетельствующие о становлении ценностных ори ентаций в сфере техники на основе социальной оценки современной техники че рез категории «полезной», «мирной», энергосберегающей, ресурсосберегающей и преобразующей техники. Этот процесс проявлялся также в концентрации усилий будущих техников при выборе решения задач по критериям – полезность, энерго сбережение, ресурсоэкономия, экономичность, безотходность, патентная чистота, актуальность, востребованность, новизна. На окончательных этапах работы с за дачами при решении сложных междисциплинарных задач технико экономического противоречия были зафиксированы элементы лин-менеджмента (бережливого производства) как современной концепции создания и эксплуата ции техники (польза, ценность, потери, точно-во-вовремя, 5S, 6 сигм и т.д.). На этом же этапе происходило формирование эргономических образов техники. По тенциал задач также успешно раскрывался при работе в микрогруппах с вариа 163 тивной групповой ролью и коллективной рефлексией, состязательностью в игровой и профессионально-ориентированной форме, что стимулировало формирование настойчивости и целеустремленности в поиске приемлемых технических решений. В целом, мы отмечаем повышение уровня мотивации студента к взаимодействию с техникой, к решению технических задач, к изучению техники, к участию в создании новой перспективной техники (табл. 21). Таблица 21 Уровни сформированности мотивационно-рефлексивного компонента технической компетентности будущего мастера производственного обучения в контрольных и экспериментальных группах на формирующем этапе эксперимента (в % от общей численности группы) Показатель О -КГ О -ЭГ УД-КГ УД-ЭГ УП-КГ УП-ЭГ ПВ-КГ ПВЭГ Наличие интереса к технике и новой технической информации; 22,45 10,321 47,7 39,45 24,3 35,1 5,55 15,129 Желание участвовать в решении технических задач в составе микрогрупп «Генератор идей – лаборатория поддержки» и реализовывать решения 25,61 9,17 45,7 33,56 26,4 30,1 2,29 27,17 Желание участвовать в конкурсах, чемпионатах профессионального мастерства 24,44 11,22 39,78 25,07 21,32 40,19 14,46 23,52 Владение навыками рефлексии для самоанализа и самооценки результатов решения эвристических задач 25,61 9,17 40,7 39,17 26,4 36,1 7,29 15,56
Производственно-эмпирический компонент технической компетентности будущего мастера производственного обучения. В формировании технической компетентности современного студента следует отметить большую роль образовательного ресурса базового предприятия, сферу деятельности будущего специалиста. Анализ производственной практики показал, что изучение инновационно-сти производственных процессов предприятий развивает у студентов техническое мышление, мотивируя их к новаторству. Перенос и продолжение работы микрогрупп «генератор идей – лаборатория поддержки» в условия производственной практики показал, что использование эвристических задач повышает уровень сформированности умений дифференцировать опыт успешной деятельности, оценивать свои способности четко формулировать и демонстрировать профессиональные навыки, проявлять самостоятельность, решать креативные задачи, уметь на основе рефлексии и самоконтроля осуществлять сравнение, анализ и коррекцию отношений между целями, средствами и результатамисобственных действий (таблица 22).
Так, например, руководители дипломного проектирования отмечали возросшие возможности студентов по самостоятельной постановке творческих задач в процессе выполнения дипломного проектирования и их решению; умения и навыки самостоятельного принятия решения; умения анализа, обобщения, отстаивания своей точки зрения. Четко прослеживаются устойчивые навыки в применении изобретательских подходов, обязательное обращение к специальной литературе и бюллетеням изобретений, специализированным сайтам и журналам при выборе конструкторских решений при проектировании, что 2-3 года назад не наблюдалось.
Результирующим этапом обучения в колледже является выполнение выпускной квалификационной работы. По окончании формирующего этапа нами были проанализированы дипломные проекты студентов колледжа, отзывы и рецензии научных руководителей за последние пять лет (таблица 23). Были выявлены позиции ВКР, отражающие рост уровня формирования компетентности будущего мастера производственного обучения во всех группах как контрольных, так и экспериментальных, что обусловлено участием всех студентов на основных этапах формирующего этапа эксперимента. В то же время в экспериментальных группах, где работа по развитию технического мышления организовывалась по методике «генератор идей – лаборатория поддержки», динамика позитивных значительно более выражена.