Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Логико-вероятностный метод в системе повышения качества профессионального образования
1.1. Теоретические аспекты качества профессионального обучения студентов педагогических вузов курсу электротехники
1.2. Методологические и концептуальные положения формирования содержания курса "Электротехника" педагогического вуза 24
1.3. Обзор существующих методов определения содержания учебных программ 49
1.4. Сущность логико-вероятностного метода и методологические
особенности его применения в педагогическом исследовании 68
Выводы по первой главе 86
Глава -2. Методика применения ЛВМ для обоснования выбора содержания электротехники и ее реализация в педагогическом вузе 88
2.1. Дидактические и методологические условия проведения логико-вероятностного анализа содержания электротехники в педвузе
2.2. Алгоритм проектирования содержания учебных дисциплин на основе ЛВМ 98
2.3. Логико-вероятностное моделирование курса электротехники для студентов педагогического вуза
2.4. Обобщенный анализ результатов опытно-экспериментального обучения электротехнике на ИПФ педагогического университета. 131
Выводы по второй главе 150
Заключение 151
Библиографический список использованной литературы 155
Приложения
- Теоретические аспекты качества профессионального обучения студентов педагогических вузов курсу электротехники
- Методологические и концептуальные положения формирования содержания курса "Электротехника" педагогического вуза
- Дидактические и методологические условия проведения логико-вероятностного анализа содержания электротехники в педвузе
Введение к работе
Актуальность исследования. Изменения в общественно-политической и экономической жизни России нашли отражение во всех областях человеческой деятельности и, в первую очередь, в системе высшего образования, ко-торая является ответственной за подготовку высококвалифицированных специалистов.
Сегодня мы находимся на стыке промышленной эпохи (industrial) и эпохи знаний (knowledje). По мнению доктора Э. Деминга, знанию нет замены. "7Ъ, что вы знаете сегодня не означает, что ваши знания будут счи-ф таться знаниями завтра. Поэтому главный источник благосостояния, который есть у людей - знание " [76, с.75]. На нынешнем этапе развития общества нужны научно-обоснованные знания и новые идеи для создания нового знания. Решающа.» роль в их обеспечении принадлежит высшим учебным заведениям и научным учреждениям. В научно-исследовательских работах поднимается большое количество методических и дидактических во- просов, направленных на формирование нового знания с целью повышения качества обучения и уровня профессиональной компетенции выпускников высших учебных заведений.
В Законе Российской Федерации "Об образовании" (1995 г.) закреплен новый подход к построению и структуре высшей школы, а также определена концепция развития отечественной системы высшего образования. Вузам * предоставлены большие академические свободы - свободы преподавания, исследования.
Для решения дидактических задач в педагогической науке используется широкий спектр методов формирования содержания учебных предметов, критериев, по которым проводится оптимизация учебного процесса, иннова-Щ, ционных методик обучения в высшей школе.
С развитием науки происходит развитие производства, техники, эконо мики и для системы высшего образования открываются новые направления обучения студентов. Именно педагоги должны направить учебный потенци ал студентов на изучение и совершенствование достижений в области но вейших технологий, таких как информационные, компьютерные, производ ственные. Подготовка самих педагогов во многом зависит от той системы знаний и умений, которые формируются. еще в период обучения.
Чтобы выпускники педагогического вуза в любой момент были востребованы обществом, необходимо целенаправленно подходить к выбору учебного материала и методам преподавания. Выявление приоритетных направлений обучения происходит, зачастую, на интуитивном уровне. В этом случае расстановка акцентов в выборе направления обучения проводится под воздействием складывающихся рыночных отношений и не имеет обоснования, подтверждаемого математическими и статистическими методами. В результате предаются забвению направления, которые являлись и являются по сей день фундаментом для построения знаний будущего. Такая тенденция наблюдается с изучением дисциплин электротехнической направленности педагогических вузов, что приводит к неоправданному уменьшению учебных часов на изучение этих предметов. Итогом обучения становится специалист, владеющий лишь минимальным объемом знаний и не умеющий их применить в своей профессиональной педагогической деятельности. Бурное развитие электронной, микропроцессорной техники, приборо- и станкостроения диктует необходимость более ответственно относиться к выбору содержания обучения студентов педагогического вуза по электротехническим дисциплинам. В этом направлении был выполнен ряд научных исследований [29, 54, 71, 72, 88 и др.]. Однако в большинстве своем они касались разработки методик преподавания базового курса электротехники для студентов, обучающихся по различным вузовским специальностям, и не затра- гивали методику определения значимости разделов дисциплины. В каждой работе была обоснована модель обучения электротехнике, выбраны основные принципы построения содержания учебного курса, что являлось несомненной новизной проведенных фундаментальных исследований. Методы определения значимости тем электротехники или не применялись в вышеназванных работах вообще, или были общеизвестными и общепринятыми. Таким образом, можно выделить противоречия: между быстро растущим объемом научной и учебной информации и фиксированными сроками обучения при необходимости сохранения высокого качества подготовки студентов педагогического вуза; между растущим объемом учебной информации в области электротехнических дисциплин и психолого-физиологическими возможностями студентов; между постоянно возрастающими требованиями общества к интеллекту специалиста - учителя среднего звена, его способности к проектированию, прогнозированию, и фактическим уровнем (качеством) образования студентов; между необходимостью использования инновационных педагогических методик и традиционными методами преподавания; между большим количеством методов выбора содержания обучения и ограниченным числом математических методов, применяемых в дидактических и педагогических исследованиях.
Поиск наиболее эффективных методов обоснования содержания учебных программ по электротехническим дисциплинам высшей профессиональной педагогической школы, а также интенсификация их обучения и составляют проблему исследования.
Принципы отбора содержания обучения, улучшение его качества, применение прогрессивных методик преподавания учебных дисциплин исследо- вались многими учеными. Основными направлениями научного поиска здесь стали: определение принципов формирования содержания обучения в средней и высшей школе (Альбуханова О.А., Архангельский СИ., Васильев Ю.В., А.П. Тряпицына, Шихова Т.И. и др.), установление критериев оптимизации учебного процесса и учебных программ (Кваша О.П., Кочкин Н.Н., Хоанг М.Ч., Чернова Ю.К. и др.), профессионально-педагогическая направленность в обучении (Баташова СИ., Иванов В.Г., Корнев Г.П., Кустов Ю.А., Спирин Л.Ф., Устименко В.К., Сластенин В.А., Щеголь В.И. и др.), разработка методов обоснования выбора содержания обучения (Бутко М.Е., Жуковская З.Д., Коваленко Н.Д., Стаценко Н.И., Шапкин В.В. и др.), использование математических методов моделирования, разработки и оптимизации учебных планов и программ (Жуковская З.Д., Ительсон Л.Б., Мучник, Свешникова Л.А., Разумов И.М., Моргунов И.Б., Хоанг М.Ч., Королев М.А., Ямпольский В.В. и др.), разработка методик преподавания электрорадиотехнических дисциплин (Атутов П.Р., Васильев Ю.К., Драгунова Е.А., Непрокина И.В., Никифорова В.М., Митлин В.М., Пичугина А.А. и др.).
Научные исследования этих направлений дали существенные результаты. Однако не все методы формирования содержания учебных предметов обеспечивают всесторонний анализ и учет многообразных связей в проектируемой системе обучения до его реализации. Не всегда имеется возможность моделирования учебной программы и прогнозирования ожидаемого результата. Наряду с неоспоримыми достоинствами используемых методов (экспертный, психометрический, априорного ранжирования, сетевой, корреляционный, факторный, кластерный, матричный и др.) они не лишены недостатков. Среди таких недостатков можно выделить следующие: затруднена обработка большого количества данных (психометрический); отсутствие возможности моделирования и прогнозирования ситуации до начала обучения (экспертный, построение развернутых планов); большой объем предварительной работы по сбору и последующей обработке информации (экспертный, сетевой); нечувствительность результатов анализа к небольшому изменению входных данных (матричный); не всегда обеспечивается оптимизация учебного процесса (развернутые планы).
В отечественной дидактической и педагогической литературе нет работ, посвященных логико-вероятностному моделированию педагогических систем. Отсутствуют и научные исследования по этому направлению, хотя, как нам кажется, логико-вероятностный метод (ЛВМ) имеет широкие перспективы применения в педагогике и дидактике. Этот метод применим в научных статистических исследованиях, где нет возможности задать четко обоснованные числовые величины анализируемым параметрам, а такие категории как качество обучения, оптимизация учебного процесса и другие, не имеют числового эквивалента. Если в качестве исследуемой системы взять учебную программу по электротехнике, как одну из перспективных дисциплин в плане будущего развития, и учесть все логические (межпредметные) связи взаимодействия элементов этой системы, то становится возможным определить при помощи ЛВМ их показатели значимости и вкладов.
Элементом в диссертации называется самостоятельная единица учебной программы, которая считается самодостаточной и самообеспеченной при выбранном уровне структурирования. Его можно проводить, в зависимости от цели исследования, по следующим уровням: - учебная дисциплина (если анализу подвергается учебный план вуза),
Теоретические аспекты качества профессионального обучения студентов педагогических вузов курсу электротехники
В настоящее время образовательные услуги по всему спектру высшего образования предоставляются университетами, академиями, институтами, колледжами. Фундаментальное педагогическое образование обеспечивают университеты, педагогические институты, педагогические колледжи. Вопросы качества получаемого педагогического профессионального образования стали одними из важнейших, поскольку основа воспитания и основа формирования нового человека закладывается в стенах школы.
Всемерное ускорение темпов социальной жизни ставит новые проблемы перед системой педагогического образования, которые заключаются в необходимости выработки новых способов донесения огромного информационного потока и формирования у студентов прочных знаний. Применение новых методических разработок по вопросам методики преподавания отдельных дисциплин или всего комплекса направлено на повышение качества профессиональной подготовки, будущих учителей при неизменном лимите учебного времени и бюджетного финансирования. В системе образования, работающей в режиме "конвейера" с циклом 9-15 лет, каждый из "рабочих" (преподавателей) решает свои специальные задачи, зачастую имея расплывчатое представление о .том, как должен выглядеть конечный продукт, т.е. выпускник данного вуза [22 133].
Для того, чтобы определить роль и место педагогического образования в общей системе высшего образования, обратимся к проблеме повышения качества образования в целом. Понятие социального заказа включает в себя две составляющие: востребованность выпускника рынком труда и востребованность его личности обществом. На первую составляющую социального заказа ориентированы образовательные программы, минимальное содержание которых представлено в Госстандарте образования. Их реализация сопряжена с понятиями "обучение" , "интеллект", "знание, умения, навыки". С точки зрения Е. Бондаревской "стандарт стал средством актуализации знаний, умений, навыков, а не образованности, духовности, культурности, воспитанности" [17]. Дж. Дьюи, в свою очередь, возлагал надежды на преобразование общества не в результате социальных революций, а в результате реформ в области образования, итогом которых должно стать улучшение качества в деятельности высшей профессиональной школы [134].
"Высшее образование обслуживает и регулирует определенный, исторически сложившийся уровень разделения труда, являясь, по сути дела, формой профессиональной подготовки специалистов высшей квалификаций. С этой точки зрения именно профессиональная деятельность подобных специалистов задает и содержание, и формы соответствующей учебной деятельности студентов, готовящихся к этой профессиональной работе" [74, с. 14, 98].
В докладе, подготовленном Конференцией ректоров европейских университетов (КРЕ), о возможных путях становления практики международной оценки качества учебных заведений "Institutional evalution: qualiti strategies" (CRE- action - 96, № 107) был сделан вывод о том, что до сих пор не существует отработанной социальной концепции качества высшего образования. Вузы борются за качество столько; сколько существует высшее образование и само понятие "качество". Оценка качества процесса или результатов в высшем образовании предполагает анализ различных срезов и критериев. "Планируемое качество результата формулируется в виде системы требований, как по линии знаний выпускников, так и по линии уровня воспитанности и развития" [143, с. 118]. Общий подход к оценке качества, основанный на идее качества как "отсутствия ошибок", можно базировать на принципах Э. Деминга для качественного менеджмента в промышленности, согласно которому выделяются шесть основных направлений:
- обязательное постоянное и непрерывное совершенствование качества;
- активное участие всех членов организации в совершенствовании качества;
- учет потребностей заказчиков как основа для совершенствования изделий и услуг;
- акцент на обеспечение качества исходных ресурсов за счет тщательного управления поставщиками;
- необходимость сотрудничества и координации;
- совершенствование качества за счет непрерывного совершенствования процессов производства [32, 34, 76,137].
Эти направления вполне совмещаются с культурой учреждений высшего образования, поэтому можно говорить о таком направлении, как менеджмент в системе высшего профессионального образования. И здесь на первый план выходит такое важное направление в системе управления высшей школой как прогнозирование. Под прогнозом понимается научно обоснованное суждение о всевозможных состояниях объекта, в частности системы обучения в вузе, в будущему об альтернативных путях и сроках его существования. Прогноз является разработкой мнрговариантной модели развития объекта управления [132]. Методами прогнозирования выступает совокупность приемов мышления, позволяющих на основе анализа прошлых внешних и внутренних связей, присущих объекту, а также их изменений в рамках рассматриваемого исследования вынести суждения определенной достоверности относительно будущего развития объекта [118, с. 170]. Особое место в современном прогнозировании занимают методы многофакторного моделирования - логического, информационного, статистического. Комплекс методов прогнозирования постоянно совершенствуется и пополняется новыми методами. Наиболее важными классификационными признаками методов прогнозирования ожидаемых результатов от внедрения новых методик, по мнению большинства авторов, являются такие как степень формализации, общий принцип действия, способ получения прогнозной информации [21, 46, 101, 119, 144 и др.]. Сроки, объем работ, числовые характеристики объекта и другие показатели в прогнозе носят вероятностный характер и обязательно предусматривают возможность внесения корректировок. Целью прогнозирования образовательных систем является получение научно-обоснованных вариантов тенденций развития показателей качества, материальных затрат и других показателей, используемых при проведении научно-исследовательских и опытно-экспериментальных работ. Самым сложным в системе менеджмента образования является прогнозирование качества. Всеобщее управление качеством - TQM основано "на участии всех членов организации в улучшении качества и направлен на достижение долгосрочного успеха путем удовлетворения требований общества и отдельно взятого члена общества" [129, с. 5].
Методологические и концептуальные положения формирования содержания курса "Электротехника" педагогического вуза
Основная задача формирования учебных программ высших профессиональных учебных заведений может быть определена так: каким, образом можно определить оптимальное содержание обучения по конкретной специальности.
Выпускник педагогического вуза поступает на работу в качестве педагога средней школы, уже обладая определенной совокупностью общественно значимых полезных свойств, а общество, используя его на педагогической работе.л оценивая результаты его деятельности, признает меру полезности этой деятельности, то есть оценивает качество подготовки выпускника педагогического вуза.
После окончания педвуза выпускники могут работать в разных областях и решать разнообразные учебные, воспитательные, производственные или научные задачи: "... не бывает инженера как такового, а есть конкретные виды и формы инженерной деятельности; нет ученого как такового, а есть конкретные и весьма специализированные формы научной деятельности..." [75, с. 15].
"Профессионально-педагогическое образование является специфическим интегративным видом образования, принципиально отличающимся от педагогического и традиционного профессионального образования" [58, с. 78].
Выпускники педагогических вузов физико-математических и инженерно-педагогических специальностей, придя в школу, являются чуть ли не единственными представителями учительского коллектива, которые должны владеть на должном уровне не только теорией профилирующего предмета, но и использовать базовую теоретическую подготовку в быту и практической профессиональной деятельности. Несмотря на объективную необходимость усиления электротехнической подготовки в педагогическом вузе, в последнее время наблюдается стойкая тенденция к сокращению учебного времени, отводимого на изучение электротехнических дисциплин. В работах российских и зарубежных ученых неоднократно предпринимались попытки обосновать необходимость изучения электротехнических дисциплин, их содержание и методику их преподавания [71, 88, 148 и др.]. Основной проблемой, с которой приходится сталкиваться в педагогическом вузе при формировании содержания технических Дисциплин, одной из которых является курс электротехники это именно их общетехническая направленность. Рассматривая систему подготовки выпускников инженерно-педагогического и физико-математического факультетов педагогического вуза, следует обратить внимание на то, что немаловажную роль играет правильная расстановка акцентов в выборе содержания обучения. С этой позиции актуальность нашего исследования связана с выбором метода обоснования выбора содержания электротехники, а также с его профессиональной направленностью. С точки зрения методологии предварительно необходимо проводить:
- учет многолетнего опыта формирования содержания обучения по курсу электротехники в педагогическом вузе;
- выявление основных причин невысокой успеваемости студентов физико-технических специальностей педвуза по электротехнике;
- анализ существующих и поиск новых подходов и методов обоснования выбора содержания обучения по электротехнике.
При формировании содержания любого учебного предмета всегда приходится исходить из реальных возможностей вуза, обусловленных, например, лимитом учебного времени, отводимого на изучение этого предмета, материально-техническим и методическим обеспечением учебного процесса. Недостатки в обучении студентов, которые возникают в следствие перечисленных причин, можно устранить, если-в дополнение к существующим учебным курсам дать студентам возможность изучить ряд спецкурсов. Тематикой спецкурсов могут тать такие как, например, "Техническое моделирование электронных устройств", "Моделирование лабораторных стендов и демонстрационного эксперимента", "Наладка и ремонт пжольной электронной техники", "Использование информационных технологий в обучении школьников", "Использование математических методов формирования содержания электротехнических дисциплин" и др. Общий принцип построения структуры спецкурса по электротехнике показан на рис. 2. Его содержание ощутимо дополняет существующий курс электротехники, учитывает межпредметные связи электротехники, общей и теоретической физики, усиливает теоретико-практическую подготовку будущего учителя. Фундаментом выбора содержания в нашей схеме является всесторонний учет следующих положений:
- новых знаний электротехнической науки; - реальной потребности дифференцированных групп учителей в оптимальном варианте спецкурса по электротехнике;
- принципов формирования оптимального содержания, учитывающих межпредметные связи всех физико-технических и методических дисциплин;
- анализа реальных недостатков существующего курса электротехники педагогических вузов.
Именно этот комплекс определяет тенденции модернизации существующих курсов электротехники и является доминирующим при выборе содержания спецкурса. В нашей диссертации при анализе и моделировании содержания курса электротехники используется логико-вероятностный метод. Этот метод позволяет с достаточно высокой точностью путем аналитического расчета вычислить показатели значимости "разделов учебного предмета, их вкладов! в "работу системы учебного процесса. В педагогическом вузе в разделе прикладной математики этот метод не изучается, поэтому для того, чтобы научить студента пользоваться им, требуется учебное время. Это время может быть выделено в рамках курсов по выбору. Применение получаемых студентами знаний по спецкурсу "ЛВМ в дидактической теории" лежит сразу в нескольких областях: в теории дидактики, в теории поиска неисправностей технических средств, в теории управления качеством. Здесь хорошо прослеживаются и межпредметные связи: теория вероятностей и математическая статистика, электротехника, основы электроники, информатика, теория логики (Булева алгебра), методика преподавания дисциплины. Для изучения ЛВМ студенты в полной мере должны владеть этими знаниями, поэтому изучение спецкурса по ЛВМ рекомендуется не ранее III - IV курсов педагогического вуза.
Дидактические и методологические условия проведения логико-вероятностного анализа содержания электротехники в педвузе
Предметом дидактических исследований в области теории содержания учебных предметов является сам процесс формирования такого содержания. Для определения содержания обучения Архангельский СИ. выделил три основных условия, которые нами учитываются в процессе анализа и моделирования содержания электротехники для студентов педагогического вуза:
- установление некоторого объема достаточно стабильных фундаментальных знаний, необходимых для Понимания и усвоения учебного материала, а также для приобретения соответствующих навыков и умений;
- выявление основных направлений, идей и тенденций электротехнических и электронных технологий;
- определение требований к уровню общего и научного мировоззрения, определяющего творческое развитие студентов в процессе профессионального обучения [2].
Категория "обучение" обычно характеризуется как двусторонний процесс, в котором взаимодействуют обучающий и обучаемый, и в ходе которого планомерно, целенаправленно осуществляется образование, воспитание и развитие человека [33]. С точки зрения Беспалько В.П.: "В содержании обучения отражается та необходимая информация, которая составляет ориентировочную основу (свойства, правила, принципы, алгоритмы, методы, особенности) усваиваемой учащимися профессиональной деятельности" [80, с. 78] . В качестве содержания обучения по электротехнике выступает учебная информация и комплекс задач, заданий, лабораторных работ, обеспечивающих в совокупности потенциальные возможности личности по усвоению (в установленные сроки) системы электротехнических знаний, овладению системой умений и навыков, формирование мировоззренческих и профессионально значимых личных качеств.
При определении содержания обучения по электротехнике для студентов педагогического вуза преследуются следующие дидактические цели:
- систематизация знаний;
- образование нового знания с учетом межпредметных связей;
- синтез качественной и количественной сторон учебной информации: отражение в обучении принципа опоры на единый подход к анализу различных факторов и явлений с точки зрения их количественных показателей;
- расширение области практического применения знаний.
Электротехническая подготовка будущих учителей технологии и физики является существенной составной частью профессионального педагогического образования. Задачей курса электротехники является формирование у будущих учителей комплекса знаний, содержательно-методических умений и навыков, обеспечивающих в течение начального периода работы в школе, необходимый уровень преподавания соответствующих разделов, физики, деятельность по трудовому и политехническому обучению учащихся, технически грамотную эксплуатацию и обслуживание электронной учебной техники и оборудования. Определение межпредметных связей курса электротехники с другими смежными дисциплинами предусматривает детальный анализ содержания учебного плана с позиции профессиональной направленности обучения студентов. Минимальный объем учебной программы соответствует лишь основным теоретическим положениям, законам, методам, владение которыми составляет необходимую базу для дальнейшего изучения дисциплины. С точки зрения Кустова Ю.А., ядром электротехники ( в техническом вузе) являются вопросы приема - передачи электрической энергии и формирование всего содержания курса должно проходить базируясь на этих понятиях [54]. В курсе электротехники такими основаниями можно назвать законы сохранения энергии, понятие электрического и магнитного полей, теорию электромагнитных цепей [72]. Изучение всего куса электротехники должно быть пронизано выделенными законами и теориями, так как подобное представление учебного материала способствует формированию системных электротехнических знаний студентов. Рассмотрим теперь основные этапы логико-вероятностного моделирования содержания электротехники. Эти этапы включают в себя этапе:
проведение системно-структурного анализа учебного плана специальностей 03.05.07 и 01.04.00, в учебный план которых включена электротехника;
выделение путем экспертного опроса разделов курсов электротехники, подлежащих изучению в педагогическом вузе, с точки зрения востребованности знаний в профессиональной деятельности, перспективности изучаемого материала в научной и производственной сфере деятельности выпускников;
проведение анализа анкет на валидность; полученных результатов опроса - на согласованность;
логико-вероятностный расчет показателей значимости разделов электротехники для студентов ИПФ и ФМФ на основе учета межпредметных взаимосвязей, вида логического критерия функционирования и вероятностного параметра Л;
формирование опытно-экспериментальной программы обучения по электротехнике для студентов ИПФ и ФМФ на основе полученных данных системного моделирования; проверку эффективности скорректированной программы по электротехнике, включающую в себя анализ и статистическую обработку результатов проведенного опытно-экспериментального обучения по исследуемому предмету.
Рассмотрим более подробно выделенные этапы анализа и моделирования содержания электротехники.
Цель каждого учебного предмета - передать логику взаимосвязей изучаемых явлений окружающего мира. Эта логика проявляется как внутри каждой дисциплины, так и в связях между ними. Системное исследование объектов проводится на основании проникновения в их структуру, поэтому органическим дополнением системного подхода выступает структурный подход. Под структурой понимают внутренние функции системы, представляющие собой способ взаимодействия образующих ее компонентов.
Похожие диссертации на Методика определения значимости элементов учебных программ на основе логико-вероятностного метода (На примере электротехники педагогического вуза)
