Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Методология естественно-математического познания в содержании образования в высших технических учебных заведениях
1. Тенденции и перспективы развития отечественного высшего профессионального образования 14
2. Методология научного познания как элемент содержания вузовского естественно-математического образования 26
3. Отбор содержания методологического материала, включаемого в содержание вузовского естественно-математического образования: постановка проблемы и основные направления ее решения 37
Глава II. Методологический компонент содержания естественно-математического образования в технических вузах
1. Критерии отбора методологического содержания естественно-математического образования в технических вузах и их педагогическая реализация 52
2. Методологический материал как содержательная основа для включения студентов в активную познавательную деятельность и его использование в интегрированных
естественно-математических курсах 98
3. Экспериментальное решение исследуемой проблемы 118
Выводы исследования 127
Библиография 129
- Тенденции и перспективы развития отечественного высшего профессионального образования
- Методология научного познания как элемент содержания вузовского естественно-математического образования
- Критерии отбора методологического содержания естественно-математического образования в технических вузах и их педагогическая реализация
Введение к работе
Актуальность исследования. В современном отечественном высшем профессиональном образовании интенсивно формируется такой подход, в основе которого лежит идея всестороннего развития личности студента - это личностно ориентированная парадигма, предполагающая перенос акцента с информационного, гностического подхода (ориентирующегося прежде всего на усвоение готовых знаний) на личностно-деятельностный, предполагающий формирование личности, способной к активной, в том числе творческой, деятельности.
Отказ от традиционной «знаниевой» парадигмы вузовского образования предполагает, что знания из единственной цели образования становятся средством, «орудием» деятельности, в процессе которой происходит развитие и становление личности студента. Только в условиях, когда студент перестает чувствовать себя лишь объектом внешних воздействий педагога, а превращается в субъекта образовательного процесса, способного самостоятельно воспринимать, усваивать, оценивать и использовать знания, а также осознавать себя участником процесса учебного познания, можно говорить о развитии его личности.
Одним из условий, способствующих реализации такого понимания целей образования, является включение основ научной методологии в систему вузовского обучения. Это обусловлено тем, что методологизация образования предполагает:
а) иллюстрацию студентам того, как добывается научное знание,
какие методы при этом используются, каким образом они связываются в ту
цепочку, которая приводит к конкретному зафиксированному в истории
науки результату (так или иначе представленному и в содержании
вузовского образования);
б) формирование у студентов умений самостоятельного добывания
неизвестного знания, основанных на понимании внутренних
(содержательных и процессуальных) особенностей процесса научного познания вообще и естественно-математического в частности.
За последние десятилетия было проведено значительное число исследований, в которых обосновывалась необходимость включения методологических знаний в содержание общего среднего и высшего профессионального образования. Это, прежде всего, работы Л. Я. Зориной, В. Г. Разумовского, Б. Д. Комиссарова, Г. М. Голина, В. Н. Мощанского, В. Ф. Ефименко, Н. В. Шароновой, Р. Н. Щербакова, П. Н. Николаева, О. Н. Голубевой, Д. В. Суханова и др. Во многих работах, посвященных проблемам формирования научного мировоззрения студентов, развития их мышления, реализации принципа гуманитаризации естественно-математического образования и т. д., отмечалось, что элементы методологического знания составляют неотъемлемую часть системы учебного знания, изучение которых способствует решению многих актуальных проблем вузовского образования.
Помимо этого в последнее время активизировались исследования в самой теории познания и методологии науки, и многие классические представления о научной истине и путях «движения» к ней, о роли и соотношении между собой методов познания, об интерпретации получаемых результатов претерпели существенные изменения - об этом свидетельствуют современные работы многих авторов( напр.: B.C. Степин, В. М. Розин, В. П. Кохановский и др. ). Это обстоятельство неизбежно оказывает влияние не только на саму науку, но и на содержание учебных дисциплин, представленных в вузовском образовании.
Поэтому сегодня вполне очевидно (и теоретикам, и практикам образования), что изучение вопросов методологии является абсолютно необходимым условием соответствия вузовского естественно-математического образования состоянию развития современного научного знания и целям обучения студентов в высших учебных заведениях. Включая в предмет исследования вопросы взаимосвязи субъекта познания
и познавательного объекта, соотношения знания и процесса познания, проблемы достоверности и истинности знания и многие другие, методология как часть содержания образования:
а) позволяет оказать существенное влияние как на качество знаний
студентов, обеспечиваемое в результате осознанного их усвоения, так и на
процесс развития личности в целом;
б) вооружает студента рядом универсальных приемов получения
субъективно нового знания, проверки степени его истинности и
достоверности;
в) способствует повышению практической направленности
получаемого знания.
Однако, несмотря на очевидность необходимости включения в содержание вузовского образования методологических знаний, они так и не стали реальной составной частью знаний студентов.
Это, в частности, проявляется в том, что в огромном количестве издаваемых сегодня учебников, пособий и руководств естественно-математического профиля по-прежнему сохраняется аметодологичность: преобладает и доминирует фактуальное, чисто предметное знание малой степени обобщенности, без ссылки на методы его получения. Такое положение дел затрудняет формирование у студентов умений самостоятельного добывания знания, крайне необходимых в современных условиях.
Все сказанное выше позволяет констатировать наличие противоречия между объективной необходимостью формирования у студентов методологических знаний и умений, отвечающей целям и требованиям современного вузовского естественно-математического образования и недостаточной разработанностью психолого-педагогических и частнодидактических основ их формирования. Это противоречие определяет актуальность исследования.
Это позволяет сформулировать проблему исследования: каковы психолого-педагогические и частнодидактические возможности формирования у студентов технических вузов знаний об основах методологии научного познания в процессе изучения естественно-математических дисциплин в условиях личностно ориентированного обучения, какими должны быть содержание естественно-математического образования, методы и формы организации учебного процесса, чтобы включение методологических основ науки повысило эффективность вузовского обучения в области естественно-математических наук.
Цель исследования: разработка и обоснование критериев отбора методологического материала для естественно-математических курсов, изучаемых в технических вузах.
Объектом исследования является методологический компонент содержания вузовского образования, предметом - общедидактические и частнодидактические критерии отбора методологического материала, включаемого в содержание естественно-математического образования в технических вузах, знания и умения методологической направленности, формируемые у студентов в процессе обучения.
Актуальность, предмет и объект обусловили формулировку следующей гипотезы исследования: включение методологического материала в естественно-математические курсы в технических вузах будет способствовать глубокому, прочному усвоению студентами предметных знаний, глубокому пониманию ими связей и отношений зависимости между изучаемыми объектами, явлениями и процессами окружающего мира, увеличению сроков «выживаемости» знаний и усилению их прикладной направленности, если:
а) проблему рассматривать в логике выявления и научного обоснования критериев отбора методологического содержания естественно-математического образования;
б) при определении этих критериев учитывать: 1) возможность
глубокой содержательной иллюстрации вводимых в курс
методологических положений конкретным предметным материалом; 2)
возможности формирования у студентов умений применения
методологических знаний в самостоятельной теоретической и
практической познавательной и преобразовательной деятельности; 3)
временной бюджет естественно-математических курсов; 4) конкретный
профиль вузовского обучения; 5) направленность методологического
знания на предотвращение различных ошибок и распространенных в
сознании студентов заблуждений, проявляющихся из года в год, на
преодоление познавательных барьеров в процессе обучения;
в) разработать вариант содержательного наполнения выявленных
критериев - в виде совокупности знаний, а в ряде случаев и в виде перечня
умений, формируемых у студентов.
Цель и предмет исследования обусловили постановку следующих его задач:
1) Проанализировать современное состояние разработки проблемы
формирования содержания вузовского естественно-математического
образования, принципов, критериев и подходов к отбору его содержания;
2) определить место методологического материала в структуре
содержания вузовского естественно-математического образования,
проанализировать степень теоретической и практической разработки
методик его использования в технических вузах;
представить классификацию элементов методологического знания, адаптированную к содержанию современного вузовского естественно-математического образования;
выявить и обосновать критерии отбора методологического материала для включения в содержание естественно-математического образования в технических вузах;
5) представить классификацию методологического содержания по
следующим трем позициям: а) уровень иллюстрации на конкретном
предметном материале; б) уровень усвоения методологического фрагмента
как элемента знания; в) уровень самостоятельного применения студентом
методологического фрагмента в незнакомой познавательной ситуации;
6) провести экспериментальную проверку выдвинутых идей.
Методологической основой исследования являются:
- работы по философии, теории познания, эпистемологии и
аксиологии ( В. Г. Горохов, Л. А. Друянов, П. В. Копнин, А. Н. Кочергин,
И. В. Кузнецов, Б. Г. Кузнецов, В. А. Лекторский, М. Ф. Мостепаненко,
Н. Ф. Овчинников, М. Э. Омельяновский, А. В. Панин, А. И. Ракитов,
В. М. Розин, М. А. Розов, Г. И. Рузавин, А. Г. Спиркин, В. С. Степин,
В. С. Швырев, В. А. Штофф и др.);
- исследования в области философии образования, раскрывающие
современную концепцию образования и принципы его модернизации и
развития (Е. В. Бондаревская, А. П. Валицкая, Ю. В. Громыко,
В. В. Давыдов, Э. Д. Днепров, М. В. Кларин, А. М. Новиков,
В.А. Петровский, В.И. Слободчиков, О. К. Филатов, М. А. Холодная и др.);
- работы, связанные с проблемами содержания образования,
методов и форм организации учебной деятельности, анализирующие
современное понимание данных проблем и прогнозирующие тенденции их
развития (Ю. К. Бабанский, Л. Н. Боголюбов, И. К. Журавлев,
Л. Я. Зорина, В. В. Краевский, В. С. Леднев, И. Я. Лернер, М. И. Махмутов,
В. Оконь, В. А. Поляков, П. И. Пидкасистый, В. Г. Разумовский,
М. Н. Скаткин, С. А. Шапоринский и др.);
- работы по теории и методике обучения естественно-
математическим дисциплинам (С. В. Бубликов, Р. Ю. Волковысский,
Н. К. Гладышева, Г. М. Голин, В. И. Данильчук, Ю. И. Дик,
В. Ф. Ефименко, Н. М. Зверева, С. Е. Каменецкий, А. В. Коржуев,
И. С. Карасова, В. Н. Мощанский, В. В. Мултановский, И. И. Нурминский,
Н. С. Пурышева, В. Г. Разумовский, А. В. Трифонова, Л. В. Тарасов, А. В. Усова, Л. С. Хижнякова, Т. Н. Шамало, Н. В. Шаронова, Р. Н. Щербаков, Г. И. Щукина и др.)
В процессе исследования использовались следующие методы: анализ литературы по философии, теории познания (гносеологии и эпистемологии), методологии, аксиологии и философским вопросам математики и естествознания, изучение литературы по вопросам философии образования, а также по педагогике, дидактике, психологии, методике обучения естественно-математическим дисциплинам, а также нормативных документов, регламентирующих образовательную деятельность в России; методы анализа и синтеза, сравнения, обобщения, абстрагирования, моделирования, системного подхода и т. д.; опытно-экспериментальная работа констатирующего, поискового, формирующего и оценивающего характера.
Исследование проводилось в несколько этапов - с 2002 по 2006 г.г.
Первый этап (2002 г.): анализ методических возможностей в вузовском естественно-математическом образовании различных методов научного познания, осознание необходимости формирования представлений студентов о процессе познания и формах знания, формулировка идеи о необходимости специальной подготовки студентов для освоения основ научного познания как системы знания; изучение вузовской педагогической действительности, опыта работы преподавателей различных вузов с целью определения уровня методологической и гносеологической подготовки студентов.
На втором этапе исследования (2003 - 2005 гг.) проводился поиск путей решения проблемы включения основ теории и методологии научного познания в вузовское естественно-математическое образование, были определены гипотеза исследования и основные направления ее проверки, а также выявлено и методически обосновано содержание образования методологического характера, которое может быть включено
в процесс обучения естественно-математическим дисциплинам студентов технических вузов.
Третий этап (2005 - 2006 гг.): поисковый и формирующий педагогический эксперимент; работа над текстом исследования.
Научная новизна исследования заключается:
1) в выявлении структуры методологического знания,
адаптированной к содержанию вузовского естественно-математического
образования в технических вузах - она включает представление науки как
системы знания, элементы его генезиса, принципы, методы и формы
научного познания, а также логику построения классических и
современных математизированных научных теорий;
2) в определении критериев отбора содержания методологического
материала для естественно-математического образования в технических
вузах:
а) критерия органичного сочетания вводимых методологических
элементов знания и тех предметных, которые традиционно изучаются в
естественно-математических дисциплинах;
б) критерия, предусматривающего широкую и глубокую
иллюстрацию используемого методологического элемента знания на
нескольких примерах из традиционного предметного учебного материала -
достаточно удаленных друг от друга по времени изучения, максимально
разнообразных по значимости и содержательной насыщенности;
в) критерия, предполагающего использование методологического
фрагмента в одном из трех качеств: на уровне иллюстрации на каком-либо
элементе традиционно изучаемого предметного знания; на уровне
усвоения студентом; на уровне самостоятельного использования
студентом в незнакомых заранее познавательных ситуациях;
г) критерия, предполагающего ориентированность вводимого
методологического фрагмента знания на характер и содержание будущей
профессиональной деятельности студента технического вуза;
д) критерия, предполагающего включение в содержание образования такого методологического материала, усвоение которого способствовало бы профилактике и изживанию в сознании студентов широко распространенных заблуждений, преодолению различных традиционно проявляющихся барьеров в познавательной деятельности студентов;
3) в выявлении этапов деятельности преподавателя технического вуза, конструирующего методологическое содержание образования.
Теоретическая значимость работы состоит в конкретизации общедидактических критериев отбора содержания высшего профессионального образования - применительно к методологическому знанию, включаемому в содержание обучения естественно-математическим дисциплинам в технических вузах.
Практическая значимость работы состоит в разработке содержательной основы и конкретных фрагментов методологического знания для естественнонаучных и математических курсов, изучаемых в технических вузах.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Педагогически адаптированная к особенностям естественно-математического образования в технических вузах структура методологического знания включает такие конструкты, как а) наука как система знания, структура процесса научного познания; б) элементы генезиса научного знания, проблема истинности знания; в) принципы научного познания (детерминизм, причинность, дополнительность, соответствие); г) теоретический и эмпирический уровни познания, соответствующие им методы; д) основные формы научного познания (научный факт, научная гипотеза, закон, теория и т. п.); е) логика построения развитых теорий в классической науке; ж) особенности построения развитых математизированных теорий в современной науке.
2. Компоненты методологического знания целесообразно включать
в содержание естественно-математического образования в технических
вузах, сообразуясь:
а) с возможностью их органичного встраивания в традиционно
изучаемый предметный материал;
б) с возможностью их многократного содержательного
подкрепления - на материале нескольких традиционно изучаемых
фрагментов знания, разнообразных по значимости и содержательной
насыщенности;
в) с возможностью в ряде случаев сформировать у студента умение
самостоятельно применять вводимое методологическое знание при
решении различных задач, предусматривающих анализ студентами
нестандартных познавательных ситуаций;
г) с возможностью их встраивания в систему профессиональных
знаний будущего выпускника вуза;
д) с возможностью изживания в сознании студентов различных и
широко проявляющихся ошибочных и формальных взглядов и
представлений, преодоления различных познавательных барьеров.
3. Элементы методологического знания, связанные со
структурированием научного знания, элементами его генезиса, проблемой
истинности знания, принципами научного познания и его основными
формами, целесообразно включать в содержание естественно-
математического образования в технических вузах в двух формах:
а) на уровне иллюстраций на историко-научном материале,
традиционно используемом в естественно-математических дисциплинах;
б) на уровне иллюстраций в специально сконструированных
преподавателем учебных ситуациях.
4. Элементы методологического знания, связанные с методами
эмпирического и теоретического уровней научного познания, следует
включать в естественно-математическое образование в технических вузах
на уровне обучения студентов самостоятельному их применению при решении задач, в основе которых - неизвестные студентам познавательные ситуации.
5. Конструирующий содержание методологического материала разработчик содержания вузовского образования или преподаватель технического вуза на основе представленных пяти критериев и сообразуясь с имеющимися бюджетом учебного времени и другими конкретными условиями, в состоянии представить авторский вариант методологического наполнения содержания любого естественнонаучного или математического учебного курса и соответствующие конкретные формы организации учебно-познавательной деятельности студентов.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются опорой на многократно-проверенные на практике концепции и теоретические представления, тщательным анализом материала, полученного в ходе исследования, репрезентативностью экспериментальной выборки.
Апробация результатов исследования проводилась на научно -методических конференциях преподавателей и молодых ученых МГИУ в 2003 - 2005 гг., научно - методических семинарах кафедры высшей математики МГИУ. Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры высшей математики МГИУ (учебные дисциплины: физика, высшая математика, концепции современного естествознания).
Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы, содержащего 115 наименований; общий объем работы 137 стр., основной текст 128 стр., в тексте 5 таблиц.
Тенденции и перспективы развития отечественного высшего профессионального образования
Сегодня в условиях кардинальных перемен в идеологии, в общественной жизни в целом, происходят изменения и в образовании. Происходит переосмысление целей образования и, как следствие, по-новому строится как сама система образования, так и ее учебно-педагогическое обеспечение - учебные планы, программы, методологическое обеспечение.
Реформа высшего образования, начавшаяся более десяти лет назад, определяется организаторами образования учеными-педагогами, методистами и преподавателями по-разному: и как революция в образовании, и как новый этап в эволюционном его развитии. Реально происходит и то, и другое - говорить только об эволюции уже неправильно. Общество, живущее в новом тысячелетии - это совершенно иное общество, нежели то, каким оно было даже 20 лет назад. Задачи, которые оно ставит перед подрастающим поколением, принципиально отличаются от тех, которые формулировались раньше. Пользуясь образным примером В. В. Краевского, «непрерывное совершенствование опыта изготовления керосиновых ламп в принципе не может привести к появлению электрической лампочки" [61,с.4], подчеркнем: принципиальные общественно-политические перемены в российском обществе требуют принципиальных изменений в профессиональном образовании. И эти кардинальные изменения касаются и содержания образования, в том числе и естественнонаучного.
В социально-политических и педагогических публикациях последних лет звучит мысль о снижении авторитета знаний и духовном обнищании современного общества. Одной из основных причин подобного явления некоторые авторы называют наследие еще недавнего нашего прошлого. В условиях командно-административной системы человек из высшей цели превращался в средство, призванное служить научно-техническому и социальному прогрессу. Пренебрежение к личности, ее интересам и потребностям, идея "всеобщего равенства" привели в итоге к формированию "человека-винтика", не заинтересованного в саморазвитии, в самосовершенствовании. "В результате десятилетиями развращалось массовое и индивидуальное сознание, формировались привычки обходиться самым малым... нищенское агрессивное сознание, менталитет холопа... И ныне такое массовое сознание - один из главных тормозов развития России в новых социально-экономических условиях", - пишет А. М. Новиков [79,с.11]. Иными словами, место и функции человека в мире и обществе, характерные для технократического общества, определяли отношение общества и к образованию.
Следует отметить, не вдаваясь в подробную оценку этих высказываний, что кризис образования является не только российским "достоянием". Смена приоритетов в образовательной системе, смена парадигм образования характерна сегодня для большинства стран мира. Объясняется это прежде всего переходом человечества в новую эпоху, в которой основой прогрессивного развития каждой страны является сам человек, его образованность, культура, нравственная позиция. В связи с резким сокращением доли промышленных рабочих в общей численности занятого населения (в США и Европе в несколько раз, и эта тенденция нарастает) появился и интенсивно увеличивается по численности новый класс - "класс людей знания", класс образованных интеллектуальных служащих (в США, Японии и ряде других стран он уже составляет более 50% занятого населения). В данных условиях знания, образованность и компетентность, творческая инициатива и самостоятельность становятся тем основным капиталом, которым должен и всеми силами стремится овладеть каждый член общества. Как отмечает А. М. Новиков в своей работе, "именно востребованность образования со стороны экономики, социальной и культурной сферы позволит перейти от лозунгов и теоретических рассуждений к построению новых и эффективных образовательных систем, удовлетворяющих запросы как личности, так и общества и его экономики" [79, с.24].
Анализируя проблему развития образования в России, педагоги-исследователи определяли и формулировали основные принципы развития образования. В одной из первых систематических работ, посвященных проблеме реформ образования [39,с.67], было названо десять "базовых принципов реформы", среди которых принцип гуманитаризации образования, демократизации, принцип развивающего, деятельностного характера образования и др. Сформулированы принципы были в 1987-1988 гг. За прошедшее десятилетие понимание путей выхода из кризисного состояния в образовании и видение возможных путей его перестройки достаточно ясно было сформулировано как на общепедагогическом уровне, так и отчасти на методическом. Наиболее системно представлены принципы реформирования образования в виде четырех основных идей в книге А. М. Новикова [79, с.42]. Идеи охватывают четыре основных субъекта, на которые направлены цели образования: личность, общество, производство, сама сфера образования.
Первая идея (образование - личность) - гуманизация образования как коренной поворот от технократической цели к гуманистическим целям становления и развития личности, создания условий для ее самореализации.
Вторая идея (образование - общество) - демократизация образования как переход от жесткой централизованной и повсеместно единообразной школы, техникума, колледжа, вуза, университета и т. п. к созданию условий и возможностей для каждого учебного заведения, каждого преподавателя и студента наиболее полно раскрыть свои возможности и способности.
Третья идея (образование - производство) - опережающее образование: уровень общего и профессионального образования людей, уровень развития их личности должен опережать и формировать уровень развития производства, его техники и технологии.
Четвертая идея - идея непрерывного образования как переход от конструкции "образование на всю жизнь" к конструкции "образование через всю жизнь".
Остановимся подробнее на первой идее.
Гуманизация образования в самом общем виде предполагает перенос внимания на личность студента, создание оптимальных условий для его всестороннего развития. Личностная направленность образования, нашедшая отражение в новой личностно-ориентированной парадигме образования, приводит к изменению целей, содержания, форм и методов обучения и воспитания. При этом иначе строятся и отношения участников образовательного процесса, происходит смена стиля педагогического общения - от авторитарного к демократическому.
Общая идея гуманизации образования конкретизируется в виде ряда принципов: принципа гуманитаризации, фундаментализации, деятельностной направленности, национального характера образования. Подробное деление, предложенное в фундаментальной работе А. М. Новикова [79], имеет единое обоснование: реализация идеи гуманизации происходит в эмоциональной (принцип гуманитаризации), интеллектуальной (принцип фундаментализации), волевой (принцип деятельностной направленности) сферах. Кроме того, поскольку национальный менталитет оказывает огромное влияние как на отдельную личность, так и на общество в целом, должен учитываться в образовании и принцип его национального характера. За прошедшее десятилетие трактовка, понимание, взаимосвязь названных принципов были предметом исследования многих педагогов и методистов. Единой концепции не существует, по-видимому, и сегодня. В русле нашего исследования принципиально важными являются принципы гуманитаризации, фундаментализации и деятельностного подхода и их реализация в содержании естественнонаучного образования и технологиях обучения естественнонаучным дисциплинам.
Обсудим теперь подробно проблему гуманитаризации образования.
Гуманитаризация образования предполагает "формирование у человека особой собственно человеческой формы отношения к окружающему миру и самому себе, своей собственной деятельности в нем" [79,с. 54].
Данное понимание принципа гуманитаризации образования, принятое нами в качестве исходного, разделяется, к сожалению, далеко не всеми педагогами-исследователями и методистами. Во многих публикациях гуманитаризация образования рассматривается как увеличение доли гуманитарных предметов в вузовском образовании, что приводит не просто к дисбалансу между естественными, математическими и гуманитарными составляющими учебных планов технических вузов, но и к искажению понимания целей образования. Изучение естественно-математических предметов в существенной степени способствует развитию мышления студентов, формированию их представления об окружающей действительности, формированию, в конечном итоге, менталитета современного человека.
Методология научного познания как элемент содержания вузовского естественно-математического образования
Отказ от "знаниевой" парадигмы образования, в которой традиционно выстраивалась наша образовательная система, переход к "развивающей" парадигме потребовал пересмотра соотношения между формируемыми знаниями и способами деятельности. Деятельностный подход в образовании ориентирует не только на усвоение знаний, но и на способы этого усвоения, на образцы способов мышления и деятельности, на развитие познавательных сил и творческого потенциала ребенка. Развитие личности студентов как доминирующая цель современной высшей школы предполагает овладение студентами процессом, способами и средствами деятельности. Деятельность и развитие - это, в сущности, не различные процессы, а лишь две стороны единого процесса.
Переориентация обрзовательного процесса со знаниевого на деятельностный подход предполагает построение системы знаний, необходимой для полноценного овладения студентами основами деятельности. Но затрагивая в рамках данного разговора вопрос о видах деятельности (существуют различные, хотя и не принципиально отличающиеся классификации), их содержании и составе, взаимосвязи видов деятельности с элементами структуры личности и пр., остановимся более подробно на тех видах деятельности, которые входят в состав познавательной деятельности и должны быть сформированы в процессе обучения естественно-математическим дисциплинам. Речь пойдет и о тех видах учебной деятельности, которые необходимы для процесса научного познания и должны быть включены в содержание вузовского естественно-математического образования.
В соответствии с требованиями стандартов высшего образования студенты технических вузов должны быть ознакомлены и должны владеть методами естественнонаучного познания. Как известно, методы естественной науки принято делить на методы, характерные для эмпирического и для теоретического уровней познания. Эти методы по-разному отражены в вузовском естественнонаучном образовании.
Эмпирическому уровню познания естествознания соответствуют такие методы, как наблюдение, эксперимент, измерение. Обсудим их подробнее:
1) Умения наблюдать, проводить опыты, измерять различные величины считаются традиционными для занятий по физике, химии, биологии учебными умениями. Умению наблюдать, например, не учит практически ни один вузовский учебник естествознания. Считается, по видимому, что это очень просто и не требует специальных усилий как со стороны преподавателей, так и со стороны студентов. Практика же показывает, что грамотно, правильно наблюдать умеют далеко не многие студенты. Осознанно проследить логическую цепочку - зачем наблюдать (цель), что наблюдать (объект наблюдения), как наблюдать (в каких условиях), а тем более оценить правильность полученной информации студенты самостоятельно не могут (об этом свидетельствуют домашние наблюдения студентов). За них это делает преподаватель, лаборант практикума или инструкция.
2) То же самое можно сказать и об умении проводить эксперимент, тем более, что это более сложное умение, включающее планирование хода эксперимента, выдвижение гипотезы, моделирование (предполагающее абстрагирование от несущественного для данного эксперимента). И опыт, и демонстрация используются, прежде всего как средство обучения студентов определенной деятельности, формирования определенного умения.
3) Умению измерять на занятиях по естественнонаучным дисциплинам учат действительно обстоятельно (во время проведения практических и лабораторных работ, число которых достаточно велико). Но при этом практически никогда не производится оценка достоверности полученных результатов. Оценка, как один из методов познания, очень популярный и значимый в естественных науках, вообще игнорируется при обучении.
К теоретическим методам исследования естественных наук, соответствующим теоретическому уровню познания, относятся моделирование, идеализация, индукция и дедукция, анализ и синтез и т. д. (Безусловно, подобное деление весьма относительно, так как и на эмпирическом уровне при получении нового знания так же могут использоваться анализ и синтез, индуктивный вывод и пр.). С некоторыми из этих методов студенты знакомы, и мы вправе говорить о формировании у них умений сравнивать, анализировать, классифицировать, обобщать и пр., иными словами, о формировании у студентов логического мышления, соответствующего определенным интеллектуальным умениям. Гораздо хуже обстоит дело с другими познавательными умениями, которые необходимы в процессе научного познания, в процессе исследования и получения новых естественнонаучных знаний.
С понятием физической модели, например, студенты неплохо знакомы, они понимают отличия, например, физической модели от реального объекта или процесса, иногда могут даже обосновать правомерность замены реального объекта моделью. Но можем ли мы говорить о сформированности у студентов умения моделировать (выделять существенное в объекте или явлении, абстрагироваться от несущественных связей, осуществлять перенос знания, извлеченного из анализа модели, на реальный объект и т. д.)? Понимают ли они модельный, идеальный характер любого знания? В связи с тем, что под моделью студенты чаще всего понимают лишь идеализированный объект, имеющий материальный (или мысленный) аналог, принципиальное отличие любой формы знания (не только модели) от объективной реальности ими, как правило, не осознается. Общеизвестно, например, традиционное "наложение" элементов языка физики, в частности, физической величины на реальный объект. Физическая величина, являющаяся идеальной, модельной характеристикой каких-либо свойств реального объекта (процесса), у студентов жестко ассоциируется с реальным объектом. "Масса - это объективная реальность; она существует в природе, поскольку в природе есть буханка хлеба, кирпич и пр." Подобные высказывания типичны не только для студентов, но, порой и для преподавателей.
С такими методами научного познания, характерными для получения нового (субъективно нового в процессе обучения) знания, как индукция и дедукция студенты в большинстве своем просто не знакомы. Как показывает практика, понятие « индукция" связывается, например, с электромагнитной индукцией (сугубо физическим понятием), а понятие "дедукция" они вообще определить, объяснить не могут. Это тем более печально, что дедуктивный метод широко используется в содержании естественнонаучного образования последних десятилетий, ему уделяется место и в методической литературе. Более того, гносеологический цикл познания (цепочка в виде этапов процесса познания: научные факты, гипотезы (модели), теоретические следствия, эксперимент), методически интерпретированный в виде одного из основополагающих принципов современной методики преподавания физики - принцип цикличности, частично даже реализован в школьном содержании образования, однако, реально он "не дошел" до закончивших школу студентов. А ведь именно через осознание цикла процесса научного познания можно на конкретном учебном материале обучать студентов умению выдвигать гипотезы (умению делать интуитивные умозаключения), формировать умение делать индуктивные и дедуктивные умозаключения и пр., иначе говоря, раскрывать многообразие методов научного познания.
Критерии отбора методологического содержания естественно-математического образования в технических вузах и их педагогическая реализация
Дальнейший анализ проблемы, как было указано выше, целесообразно вести в логике поиска критериев отбора методологического материала для включения в содержание естественно-математического образования в технических вузах - с учетом: а) ограниченности бюджета времени, отводимого на естественнонаучные дисциплины; б) профиля вузовского обучения; в) различных особенностей использования такого материала в учебных пособиях, на лекциях и в процессе других активных форм организации учебно-познавательной деятельности студентов. Анализ проблемы привел нас к ряду критериев.
Первым критерием будет следующий: максимальная сочетаемость
конкретного методологического фрагмента с содержанием того или иного конкретного элемента предметного знания, к которому этот методологический фрагмент "прикрепляется" в учебном курсе. Говоря более коротко, этот критерий предполагает органичную включенность методологического фрагмента в традиционное предметное учебное знание.
Второй критерий сформулируем следующим образом: при проектировании методологического фрагмента, включаемого в содержание естественнонаучного образования, желательно предусмотреть возможность его иллюстрации на как можно большем числе конкретных разноплановых примеров - не сгруппированных в одной или нескольких близких по времени изучения темах, а более-менее равномерно распределенных по всему курсу. Третий критерий конституирует желательность того, чтобы при включении методологического фрагмента в содержание обучения были бы предусмотрены:
а) возможность его иллюстрации на примере (ах) из истории научного познания;
б) возможность иллюстрации применения того или иного методологического приема (утверждения, положения) преподавателем в специально сконструированной учебной ситуации;
в) возможность обучить студента самостоятельному применению методологических знаний в различных ситуациях, специально сконструированных преподавателем.
Четвертый критерий предусматривает отражение в естественно математическом образовании таких особенностей научной методологии, которые проектируются на ту конкретную область профессиональной деятельности, которой будет заниматься выпускник вуза после его окончания.
Пятый критерий отбора методологического материала в содержании естественнонаучного образования в технических вузах предусматривает включение такого материала, который мог бы способствовать искоренению в сознании студентов ошибочных и формальных представлений о внутренних, сущностных особенностях процесса становления и развития научного знания и методах его "добывания", а также преодолению познавательных барьеров, проявляющихся при решении студентами широкого класса задач..
