Содержание к диссертации
Введение
I Психолого-педагогические основы организации процесса подготовки инженера-механика к творческой деятельности 15
1. Социальный заказ общества на подготовку современного специалиста инженерного профиля
2. Контекстный подход к обучению как одна из форм активизации учебно-познавательной деятельности
3. Психолого-педагогические требования к формированию личности будущего специалиста и профессиональной деятельности преподавателя вуза
II Дидактические основы организации процесса подготовки «. инженера-механика к решению творческих задач
1. Требования к содержанию обучения при подготовке студентов к решению творческих задач
2. Моделирование процесса подготовки инженера-механика к профессиональной деятельности посредством участия в олимпиадном движении
3. Дидактические условия организации учебно-познавательной деятельности студентов при подготовке и участии их в предметных олимпиадах
III Методика подготовки студентов к решению творческих профессиональных задач
1. Олимпиадная задача как средство реализации контекстного подхода в обучении при подготовке инженера-механика к творческой профессиональной деятельности 138
2. Олимпиады как модель профессиональной деятельности в экстремальных условиях
3. Методика подготовки студентов к решению творческих задач 176
4. Опытно-экспериментальная проверка эффективности разработанной методики подготовки инженера-механика
Заключение 223
Список литературы 226
Приложения 249
- Социальный заказ общества на подготовку современного специалиста инженерного профиля
- Требования к содержанию обучения при подготовке студентов к решению творческих задач
- Олимпиадная задача как средство реализации контекстного подхода в обучении при подготовке инженера-механика к творческой профессиональной деятельности
Введение к работе
Современный уровень общественного развития, характеризующийся становлением рыночных отношений и динамикой научно-технического прогресса в социально-экономической сфере, обуславливает требования к подготовке конкурентоспособного специалиста.
Одной из характерных черт современного этапа научно-технического прогресса является информатизация всех сфер жизни общества. Нарастание процессов информатизации изменило структуру, содержание и характер профессиональной деятельности современного инженера. Человек «выталкивается» из процесса непосредственного производства материальных благ, и его основная функция заключается в определении «что, как и для кого» производить. Таким образом, профессиональная деятельность специалиста носит информационно-аналитический характер, что является основой принятия управленческого решения.
Информационно-аналитическая деятельность специалиста инженерного профиля есть, по сути, творчество, основанное на системно-целостном видении особенностей взаимодействия элементов технических систем, процессов управления ими, а также роли и месте специалиста в данных системах.
Проблемам профессиональной подготовки современного специалиста посвящены исследования С. И. Архангельского, В. П. Беспалько, А. А. Вербицкого, А. Л. Денисовой, Б. Ф. Ломова, К. К. Платонова, В. А. Сластенина, И. Я. Лернера, В. Л. Марищук, Н. Я. Молоткова, Р. А. Низамова, П. И. Пидкасисто-го, И. М. Фейгенберга, А. Ф. Эсаулова и др.
Вопросы развития творческих составляющих личности обучающегося отражены в работах В. И. Андреева, Л. В. Занкова, А, Н. Лука, Я. А. Пономарева и др.
Творческое становление инженера-механика в значительной мере предопределяется использованием активных форм и методов организации учебно-познавательной деятельности обучающихся в условиях высшей технической школы. В этой связи исследования методических аспектов подготовки специалистов инженерного профиля к решению творческих профессиональных задач являются достаточно актуальными и значимыми.
Одним из основных путей активизации учебно-познавательной деятельности студентов выступает олимпиадное движение, которое в контексте исследования рассматривается как процесс создания условий для творческого развития личности инженера-механика в рамках специально организованной учебно-информационной профессионально-ориентированной среды, реализуемой в виде учебной олимпиад ной среды.
Методологическую основу исследования с позиции использования средств современных информационных и коммуникационных технологий в процессе активизации познавательной деятельности студентов в условиях профессиональной подготовки составили концептуальные подходы, предложенные Е. П. Велиховым, А. Л. Денисовой, А. А. Кузнецовым, О. П. Околеловым, И. Р. Роберт, Е, В, Аленичевой и др. Вопросам организации олимпиадного движения в России посвящены исследования С. Г. Березиной, А. Н. Красовского, Г. В. Куча, С. А. Ляпцева, Ю. И. Няшина, В. И. Попова, В. И. Рощанского, В. А. Тышкевича, Е. И. Яковлева и др. Однако вопросы подготовки инженера-механика к решению творческих профессиональных задач посредством участия в олимпиадном движении требуют дополнительного исследования.
Исследования и опыт практической работы позволили нам сформулировать противоречия между:
• необходимостью формирования творческой личности и сложившейся практикой профессиональной подготовки;
• между профессиональной средой инженера-механика и учебной информационной средой, в которой осуществляется его профессиональная подготовка;
• познавательными потребностями личности и возможностью высшей школы удовлетворять эти потребности.
С учетом выявленных противоречий был осуществлен выбор темы исследования, проблема которого заключается в следующем: каковы теоретические и методические основы формирования готовности инженера-механика к решению творческих профессиональных задач посредством участия в олимпиадном движении.
Цель исследования - теоретическое обоснование, разработка и реализация методики подготовки инженера-механика к решению творческих профессиональных задач. Объектом исследования является процесс профессиональной подготовки инженера-механика в условиях высшей технической школы.
Предмет исследования - методика подготовки инженера-механика к решению творческих профессиональных задач посредством участия в олимпиадном движении.
Гипотеза исследования состоит в том, что процесс формирования готовности инженера-механика к решению творческих профессиональных задач буде эффективен, если:
• организация учебно-познавательной деятельности студентов строится с учетом специфических особенностей реализации контекстного подхода к обучению специалиста инженерного профиля;
• олимпиадное движение выступает в качестве системообразующего компонента подготовки инженера-механика к решению творческих профессиональных задач;
• содержание профессиональной подготовки инженера-механика в рамках олимпиадного движения адекватно отражает требования общества к специалисту и достижения научно-технического прогресса, обеспечивает формирование творческой личности;
• подготовка инженера-механика к решению творческих профессиональных задач осуществляется на основе реализации системно-целостного подхода, обеспечивающего процесс формирования и удовлетворения познавательной потребности обучающихся; • подготовка осуществляется в специально организованной учебно-информационной профессионально-ориентированной олимпиадной среде, обеспечивающей творческую направленность педагогического процесса посредством банка олимпиадньгх задач, организации олимпиадной микрогруппы, проведения олимпиад.
В соответствии с целью и гипотезой исследования определены следующие задачи исследования:
проанализировать психолого-педагогические основы организации подготовки инженера-механика к творческой деятельности в условиях технического университета;
2) разработать модель организации подготовки инженера-механика к решению творческих профессиональных задач посредством участия в олимпиадном движении и сформулировать требования к отбору содержания профессиональной подготовки;
3) определить и обосновать дидактические условия организации учебно-познавательной деятельности обучающихся в процессе их участия в олимпиадном движении;
4) разработать методику подготовки студентов к решению творческих профессиональных задач посредством участия в олимпиадном движении;
5) провести опытно-экспериментальную проверку эффективности разработанной методики подготовки инженера-механика. Теоретико-методологической основой исследования являются теория личности, деятельности, познания, творчества, саморегуляции и самореализа ции в процессе деятельности (А, Г. Асмолов, Б. Г. Ананьев, С. Л. Рубинштейн, А. Н. Леонтьев, Я. А. Пономарев, Г. И. Щукина и др.). В частности, основные положения теории формирования навыков владения мыслительными опера циями и обобщенных интеллектуальных умений (Д. Н. Богоявленский, 3. И. Калмыкова, Н. А. Менчинская); теории поэтапного формирования умственных действий (П. Я. Гальперин, А. Н. Леонтьев, Н. Ф. Талызина); идеи обинтегральных характеристиках личности (Б. Г. Ананьев, В. С. Мерлин, Б. А. Вяткин); дидактические особенности организации учебно-познавательной деятельности в условиях высшей школы (Ю. К. Бабанский, В, П. Беспалько, И. Я. Лернер, Д. Б. Эльконин); положения задачного и проблемного подхода в обучении (Г. А. Балл, Д. Б. Богоявленская, В. В. Давыдов); проблемы формирования культуры и нравственного воспитания личности (Н. И. Болдырев, В. Е. Гмурман, И. Ф. Исаев, В. А. Сластенин); проблемы формирования профессиональной культуры специалиста (С. И. Архангельский, А. А. Вербицкий, А. Л. Денисова, И. Ф. Исаев, В. А. Сластенин, С. Г. Спасибенко, Е. Ф. Сулимов, Е. А. Якуба), теории формирования мотивации в процессе обучения студентов (Ю. Н. Кулюткин, Ю. М. Орлов, Л. И. Божович, А. К. Маркова и др.).
Для решения поставленных задач и проверки исходных предположений были использованы следующие методы исследования: теоретико-методологический анализ педагогической, научно-технической, психологической и специальной литературы по проблеме исследования; обобщение, сравнение, абстрагирование и моделирование; эмпирические методы: наблюдение, анкетирование, опрос, собеседование, тестирование; констатирующий и педагогический эксперимент; праксиометрический метод (анализ результатов деятельности обучающихся); статистические методы обработки данных.
Опытно-экспериментальная база исследования. Основная исследовательская работа проводилась на базе Тамбовского государственного технического университета. Исследованием были охвачены студенты 1-3 курсов специальностей 655400 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» и 655800 «Шщевая инженерия», в период с 1993 по 2001 гг. Всего в опытно-экспериментальной работе участвовало 800 человек.
Организация и этапы исследования. Исследование проводилось в три этапа.
На первом этапе (1993 - 1996 гг.) анализировался социальный заказ на подготовку специалистов инженерного профиля, определялись основные требования к конкурентоспособному специалисту и организации учебно-познавательной деятельности в условиях высшей технической школы, проводился анализ психолого-педагогической и методической литературы с целью определения степени разработанности проблемы. Исследовались существующие методики активизации процесса обучения, развития творческих способностей личности. Определялись методические основы отбора содержания профессионального образования. Выявлялась системообразующая роль олимпиад-ного движения в процессе формирования готовности специалиста к решению творческих профессиональных задач, определялись психолого-педагогические особенности организации учебно-познавательной деятельности посредством участия в олимпиадном движении. Были сформулированы гипотеза, цели и задачи исследования, проведен констатирующий эксперимент и обобщены его результаты.
На втором этапе (1996 - 1999 гг.) на основе разработанной модели организации подготовки инженера-механика к решению творческих профессиональных задач посредством участия обучающихся в олимпиадном движении и выявленных дидактических условий активизации учебно-познавательной деятельности разрабатывалась и апробировалась методика использования олимпиадного движения в процессе профессиональной подготовки инженера-механика на примере изучения дисциплины «Теоретическая механика». Подготовлены дидактические материалы для эффективного функционирования олимпиадного движения по теоретической механике (банк олимпиадных задач).
На третьем этапе (1999 - 2001 гг.) проводился качественный, количественный анализ и теоретическое обобщение результатов опытно-экспериментальной проверки эффективности разработанной методики, исследовалось ее влияние на активизацию учебно-познавательной деятельности студентов и формирование креативных свойств личности обучающихся. Сформулированы выводы. Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в:
• выявлении системообразующей роли олимпиадного движения в процессе формирования готовности специалиста к решению творческих профессиональных задач;
• разработке модели организации подготовки инженера-механика к решению творческих профессиональных задач посредством участия в олимпиадном движении;
• теоретическом обосновании дидактических условий активизации учебно-познавательной деятельности обучающихся в рамках олимпиадного движения;
• определении системы требований к структуре, содержанию и отбору олимпиадных задач как средству формирования и удовлетворения познавательной потребности обучающегося в условиях учебно-информационной профессионально-ориентированной олимпиадной среды;
• разработке методики подготовки инженера-механика к решению творческих профессиональных задач посредством участия в олимпиадном движении.
Практическая значимость исследования заключается в том, что разработанная методика подготовки инженера-механика к решению творческих профессиональных задач посредством участия в олимпиадном движении внедрена в учебный процесс Тамбовского государственного технического университета и обеспечивает формирование заданного уровня готовности специалиста к решению творческих профессиональных задач. Разработанная методика адаптивна и может быть использована при подготовке инженеров любого профиля. Подготовленные дидактические материалы, обеспечивающие активизацию учебно-познавательной деятельности обучающихся, используются в практике работы в технических и классических университетах при углубленном изучении механики (подтверждено восемью справками о внедрении).
На защиту выносятся:
1. Модель организации подготовки инженера-механика к решению творческих профессиональных задач посредством участия в олимпи-адном движении.
2. Дидактические условия активизации учебно-познавательной деятельности обучающихся в рамках олимпиадного движения.
3. Методика подготовки инженера-механика к решению творческих профессиональных задач посредством участия в олимпиадном движении.
Апробация и внедрение результатов. Теоретические идеи и материалы исследования обсуждались на научно-методических семинарах в рамках Всероссийских, межзональных и региональных олимпиад по теоретической механике, на заседаниях кафедр «Теоретическая механика» и «Конструирование машин и аппаратов», научной лаборатории «Информационные технологии в обучении» ТГТУ. Основные результаты исследования докладывались и обсуждались на научно-методических конференциях в г. Липецке (1996 г.), Тамбове (1996, 1997 гг.), Перми (1993 - 1995 гг.), Екатеринбурге (1996 - 2000 гг.), Оренбурге (1995, 1996, 1999 - 2001 гг.), на международных конференциях «Инновационные процессы в образовании, науке и экономике России на пороге XXI века» (Оренбург, 1998 г.) и «Вторые Окуневские чтения» (Санкт- Петербург, 2000 г.), научно-практических конференциях, проходивших в Тамбовском государственном техническом университете (1996 - 2001 гг.).
Результаты исследования внедрены в образовательный процесс Тамбовского государственного технического университета, Балтийского государственного технического университета (Санкт-Петербург), Уральского государственного технического университета (г. Екатеринбург), Уральского государственного университета (г. Екатеринбург), Уральской государственной горногеологической академии (г. Екатеринбург), Уфимского государственного нефтяного технического университета, Самарского государственного аэрокосмического университета, Оренбургского государственного университета. По результатам исследования подготовлен банк олимпиадных задач, часть из которых включена в опубликованное учебное пособие.
Социальный заказ общества на подготовку современного специалиста инженерного профиля
В социальном устройстве любого общества одной из важнейших проблем выступает исследование социального заказа на подготовку специалистов различного профиля.
Современный уровень развития производственных и общественных отношений предопределяет необходимость понимания специалистом особенностей решения профессиональных задач в условиях динамически развивающегося производства, сформированности умений ориентироваться в информационных потоках в условиях ограничений, владения навыками информационного моделирования объектов профессиональной деятельности. Кроме квалификационных требований модель специалиста современного производства включает в себя требования:
- способности к информационно-аналитической деятельности в современных условиях;
- умения эффективно работать в условиях неопределенности внешних факторов и ограничения времени и ресурсов, психологического дискомфорта;
- навыка коллективной работы в стрессовых производственных ситуациях;
- знания и владения основными приемами технического творчества
- творческой инициативности, являющейся комбинацией познавательных и мотивационных устремлений, дающей возможность выйти за рамки традиционного подхода к решению проблемы, развивать интеллектуальную деятельность без дополнительного внешнего стимулирования;
- профессиональной интеллектуальной компетентности, под которой для инженера-механика мы прежде всего понимаем гибкость и оперативность в анализе проблемной ситуации, структурированность имеющихся знаний.
Практика подготовки специалистов инженерного профиля свидетельствует о наличии противоречий между требуемым уровнем, направленностью, содержанием подготовки, и традиционным подходом к организации обучения, формированию его содержания, определению приоритетных направлений. Проведенное нами анкетирование студентов и преподавателей, участников Всероссийских и региональных олимпиад позволяет констатировать, что современная подготовка инженерных кадров не в полной мере соответствует требованиям социального заказа. В результате исследования мы выделили основные проблемы, возникающие в педагогической деятельности при подготовке конкурентоспособного специалиста инженерного профиля:
незначительная доля творческого компонента в обучении, проявляющаяся в доминирующей роли типизированной и алгоритмизированной деятельности;
психологическая неготовность специалиста к действиям в экстремальных ситуациях, наличие внутренних барьеров при организации коллективной деятельности;
несоответствие профессионального наполнения содержания обучения требованиям социального заказа, выражающееся в малой взаимосвязи усваиваемого обучающимся информационного потока и основополагающих аспектов будущей профессиональной деятельности;
низкий уровень мотивации обучающихся в процессе учебно-познавательной деятельности, обусловленный, в первую очередь, реалиями существующего образовательного пространства.
В качестве наиболее распространенных подходов к решению этих проблем можно выделить профессионально-дидактический, личностно-деятельностный, личностно-образовательный, личностно-ориентированный. Анализ исследований Н.Е. Астафьевой, В.П. Беспалько, С.А. Бешенкова, П.Я. Гальперина, Б.С.Гершунского, А.Л. Денисовой, В.И. Андреева, Л.В. Занкова, B.C. Леднева, И.Я. Лернера, А.Ф. Эсаулова, Н.Ф. Талызиной, Е.В. Аленичевой, СИ. Архангельского, А.А. Вербицкого, A.M. Матюшкина, В.А. Сластенина, И.С. Якиманской и др. [3,5,8,12,21,29,40,42,53,56,59,67,95,102,116,180,186, 212,217] позволяет выделить в них наиболее значимые моменты, характерные для системы высшего образования.
Суть профессионально-дидактического подхода заключается в том, что образование рассматривается как инструмент, с помощью которого можно получить профессию и через профессиональное самосовершенствование сделать профессиональную карьеру, достичь успеха. Основной акцент делается на приобретение профессиональных знаний, умений, навыков, способствующих формированию специалиста.
Требования к содержанию обучения при подготовке студентов к решению творческих задач
Наряду с исследованием социального заказа общества системе высшего образования России, в работе был осуществлен анализ концептуальных проблем, связанных с совершенствованием образовательных программ и технологий подготовки специалистов в системе высшего образования стран с развитой рыночной экономикой.
Инженерам, выполняющим инновационные производственные функции, в первую очередь требуется высокий уровень развития творческих способностей и сформированная их готовность реализации в условиях ограничений времени и ресурсов. Поэтому большое внимание при разработке педагогических технологий в вузах США, Великобритании, ФРГ, Франции, Японии, как свидетельствует анализ литературы [2,79,87,94,112,132,147,148,178], уделяется методам активизации творческих составляющих личности, что также находит соответствующее отражение и в содержании профессионального обучения.
В университетах США накоплен многолетний опыт организации специальных курсов, направленных на формирование творческого мышления у обучающихся, которые позволяют развивать у студентов творческие способности, критичность мышления, интуицию.
В качестве основных требований к профессиональной подготовке инженерных работников в Великобритании относятся:
- необходимость формирования творческих способностей, а также умений применять теоретические знания на практике;
- развитие в процессе подготовки личностных качеств обучающихся, в том числе способности к сотрудничеству и работе в группах, коммуникабельности, способности выявления и оперативного решения профессиональных проблем, настойчивости в достижении целей.
Эффективная реализация этих требований возможна в условиях сложившейся в английских университетах системы образования, ядро которой составляют тьюторские занятия, под которыми подразумевается регулярные занятия одного-двух студентов с тьютором-преподавателем, а также специалистами-практиками, не состоящими на службе в университете; тьютор при этом рассматривается не как преподаватель в обычном смысле, а как наставник, помогающий студентам развивать способность мыслить, вырабатывать умение отбирать и критически анализировать факты, "умение думать для себя"[171] на протяжении всего курса обучения. Лекции и семинары в данной системе обучения выступают в качестве вспомогательных форм обучения.
Согласно [81] научно-продуктивная деятельность студентов рассматривается как важнейшая составляющая научно-технического образования и творчества в вузах ФРГ и характеризуется следующими основными признаками:
1) приоритетностью самостоятельной творческой деятельности;
2) максимальной приближенностью к профессиональной научно-исследовательской работе;
3) целевой направленностью на формирование профессионально-ориентированных знаний, умений, навыков, на развитие позитивных личностных качеств.
Существенной составной частью вузовского обучения в ФРГ являются так называемое исследовательское обучение [74,81], суть которого состоит в том, что студенту старших курсов, проявившему способность к научной деятельности, предлагается заниматься диссертационным исследованием. Студенты при этом обучаются по индивидуальному плану, образуют исследовательский коллектив, секции и имеют своего научного руководителя.
Характерными тенденциями совершенствования образовательной политики Германии, направленными на формирование и развитие научно-исследовательской и инновационной деятельности будущих специалистов, являются:
Олимпиадная задача как средство реализации контекстного подхода в обучении при подготовке инженера-механика к творческой профессиональной деятельности
В условиях становления рыночной экономики и бурного развития всех сфер деятельности человека применяемые формы и средства обучения не всегда адекватны образовательным задачам, стоящим перед высшим техническим образованием. В частности, задачи, которые нередко предлагаются в пособиях и учебниках, имеют стандартную, привычную для обучающегося конструкцию, подразумевающую достижение искомого результата по заданной процедуре, и являются лишь слабым подобием реальных жизненных процессов.
В процессе профессиональной деятельности специалист, как правило, сталкивается с производственными ситуациями, в которых действуют неопределенные, вероятностные условия, излишние, противоречивые и недостающие данные, когда нужно принимать решения в экстремальных условиях ограничения времени и (или) использования материальных и финансовых ресурсов. Производственные ситуации такого рода неизбежно возникают в условиях рыночной экономики, в процессе освоения или разработки новых производственных технологий, современного экономически выгодного и экологически надежного оборудования, ведения предпринимательской и коммерческой деятельности. Разрешение такой производственной ситуации является по сути творческим процессом, требующим организации поиска и реализации решений в непривычных обстоятельствах или в условиях отсутствия готового алгоритма решения производственной.
По нашему мнению, основным педагогически эффективным инструментом организации учебной деятельности студентов по изучению общетехнических и специальных дисциплин является профессионально-ориентированная проблемная ситуация, характерная для машиностроительного и химического производств, предлагаемая обучающимся в виде олимпиадной задачи. Решая познавательные олимпиадные задачи, студент преобразует логическую форму научного знания в деятельностную форму[1,16,75,84,119,127,128,150,164,194].
При этом мы исходили из мысли С.Л. Рубинштейна о том, что «мышление всегда начинается с проблемы или вопроса, с удивления или недоумения, с противоречия. Этой проблемной ситуацией определяется вовлечение личности в мыслительный процесс»[170]. Под проблемной ситуацией, с которой инженер-механик в своей профессиональной деятельности имеет дело, мы понимаем такую производственную, техническую или научную ситуацию, которая требует прежде всего преодоления различных внутренних и внешних преград. Следствием установки у специалиста на преодоление препятствий и решение проблемной ситуации является возникновение активной мыслительной деятельности.
Результаты мыслительного анализа проблемной ситуации субъект излагает на каком-то языке (естественном или искусственном), тем самым возникает знаковая модель проблемной ситуации - задача. Естественно, что задача как модель отражает лишь некоторые стороны моделируемой проблемной ситуации. Последняя всегда богаче своей знаковой модели, хотя в структурном отношении они подобны. На следующем этапе деятельности специалист решает сформулированную задачу (или организует решение с помощью других людей), доказывает истинность ее решения, компетентность и качество предпринятых при этом действий и поступков. В случае, когда задача поступает извне в уже готовом сформированном виде, процесс мышления начинается с этапа субъективной трансформации задачи, что проявляется через стремление субъекта переформулировать ее по своему, создать свою задачу, являющуюся как бы субъективной моделью полученной.
