Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа (на примере специальных дисциплин) 17
1.1. Исследование проблемы применения системного анализа как метода обучения студентов колледжа 17
1.2. Разработка алгоритма системного анализа содержания специальных дисциплин 44
1.3. Дидактические условия эффективности применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа 58
Глава 2. Опытно - экспериментальное исследование эффективности применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа 78
2.1. Критерии и показатели оценки эффективности применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа 78
2.2. Педагогический эксперимент по применению метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа 84
2.3. Оценка эффективности процесса обучения студентов колледжа на основе применения метода системного анализа 96
Заключение 112
Библиографический список использованной литературы 115
Приложения 130
- Исследование проблемы применения системного анализа как метода обучения студентов колледжа
- Разработка алгоритма системного анализа содержания специальных дисциплин
- Критерии и показатели оценки эффективности применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа
Введение к работе
Современная профессиональная школа испытывает острую необходимость в обосновании и разработке теоретико-методологических аспектов и адекватного технологического обеспечения процесса развития творческого потенциала личности как фактора её успешной социально-производственной интеграции, ресурса профессиональной мобильности и конкурентоспособности. Речь идет об овладении студентами целостной профессиональной деятельностью от целеполагания до самоанализа.
В государственных требованиях к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 2913 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий» в частности, говорится, что выпускник должен: быть способным к самостоятельному поиску истины, к системному действию в профессиональной ситуации, к анализу и проектированию своей . деятельности; обладать стремлением к самосовершенствованию (самосознанию, самоконтролю, саморегуляции, саморазвитию); стремиться к творческой самореализации.
Решение этих задач нами видится в применении метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа специальным дисциплинам.
Системный анализ - продукт общей теории систем. Если на IX Международном философском конгрессе в 1937 г. выступление Л. фон Берталанфи, посвященное программе построения общей теории систем, фактически осталось без внимания, то в 1954 г. в США было создано «Общество исследований в области общей теории систем» (Society for General Systems Research). В конце 60-х годов было принято решение о создании в Институте истории естествознания и техники (ИИЕТ) проблемной группы по системному исследованию науки под руководством И.В. Блауберга, в состав
которой в разные годы входили: В.Н. Садовский, Э.Г. Юдин, Э.М. Мирский, СИ. Дорошенко, А.И. Яблонский, НИ. Игнатьев, Т.М. Петрова, Б.А. Старостин, Б.С. Раббот, Г.А. Смирнов, Б.Г. Юдин, Т.И. Иванова и др.
В 1976 году создается Научно-исследовательский институт системных исследований (НИИСИ) в Москве - ныне Институт системного анализа РАН. В Австрии находится Международный институт прикладного системного анализа. Системный анализ как общенаучный метод познания нашел широкое прикладное применение практически во всех сферах общества. Столь бурное развитие этого нового направления в науке и практике обусловлено рядом причин, среди которых следует выделить те, которые оказали наибольшее влияние на этот процесс. Во-первых, большинство традиционных научных дисциплин, таких, как биология, психология, лингвистика, социология, логика и.т.д., существенно трансформировали предметы своего рассмотрения, в качестве которых выступают множества взаимосвязанных элементов, представляющих собой целостные образования (системы и структуры). Во-вторых, широкое внедрение принципов автоматизации привели к тому, что главными объектами современного технического проектирования и конструирования оказались системы управления (большие системы), которые и по своей структуре и по процессу их создания выступают как типичные образцы системных объектов. Следует отметить в этой связи также возникновение целого комплекса новых дисциплин, таких, как кибернетика, теория информации, бионика, теория распознавания образов и эвристического программирования и.т.п., основные задачи которых состоят в исследовании систем разного типа. Наконец, в-третьих, осознание факта широкого внедрения в современную науку и технику задач системного анализа и связанных с этим методологических трудностей привело к возникновению ряда обобщенных концепций, стремящихся построить «общую теорию систем», «системную науку», «методологию системного анализа» и.т.д.
Размах системных исследований подтверждается ростом количества
защищенных диссертаций: так по данным электронного каталога РГБ г. Москва, за период с 2000 по 2005 гг. по теме системного анализа защищено 205 диссертаций, из них только 3 педагогических по тематике, относящейся к проблемам образования.
Из выше сказанного следует, что процесс обучения может опираться на идеи системного мироустройства вообще и на системный анализ в частности. В этом нами видится общее противоречие между потребностью в специалистах, владеющих основами системного анализа, и отсутствием такой подготовки специалистов в средних специальных учебных заведениях. Причины этого нами видятся в следующем:
имеющиеся научные разработки по системному анализу требуют их педагогической адаптации;
метод системного анализа как фактор процесса обучения исследован недостаточно;
отсутствуют программы подготовки педагогических кадров, инвариантный алгоритм применения системного анализа в обучении и критерии оценки эффективности применения метода системного анализа в обучении студентов средних специальных учебных заведений.
Анализ состояния рассматриваемого вопроса в педагогической теории позволил выявить противоречия между:
потребностью в специалистах, владеющих профессиональными навыками применения метода системного анализа, и неразработанностью теоретических основ применения системного анализа в процессе обучения специальным дисциплинам студентов колледжа;
необходимостью применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа специальным дисциплинам и отсутствием соответствующего алгоритма;
потребностью в подготовке педагогических кадров по применению метода системного анализа в обучении и отсутствием программ такой
подготовки;
- необходимостью критериев оценки эффективности применения метода системного анализа в обучении и отсутствием таковых в дидактике.
Исходя из выявленных противоречий, сформулирована проблема исследования: каковы дидактические условия обеспечения эффективности применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа?
Успешное решение выделенной нами проблемы возможно благодаря имеющимся в науке теоретическим разработкам отечественных и зарубежных ученых в области общей теории систем, системного мышления в педагогической психологии и системности в педагогике.
В задачи общей теории систем, как междисциплинарной области научных исследований, входит: 1. Разработка обобщенных моделей систем; 2. Построение логико-методологического аппарата описания функционирования и поведения системных объектов; 3. Создание обобщенных теорий динамики систем, их целенаправленного поведения, исторического развития, иерархического строения систем, процессов управления в системах и.т.д.
В самом общем виде целесообразно выделить три основных этапа развития проблематики общей теории систем: 1. Непосредственные предшественники (конец XIX - первая треть XX в.), из которых наибольший интерес представляют различные варианты организмических концепций, теория интегративных уравнений (Г.Ч. Браун, Р.В. Селларс, А.Б. Новиков) и всеобщая организационная наука (тектология) А.А. Богданова; 2. Концепция «общей теории систем» Л. фон Берталанфи (40 - 50-е годы XX в.), для которой характерны явно выраженный интерес к общемировоззренческим аспектам общей теории систем, ориентация на биологию, принцип изоморфизма законов, положенный в основание концепции, и использование ограниченного математического аппарата; 3. Последующие разработки, представленные рядом конкурирующих вариантов общесистемного подхода
Л. фон Берталанфи, М. Месаровича, Р. Акофа, А. Рапопорта, Дж. Клира, В.Гаспарского, И. Кишша, К. Берка, Г. Партай, X. ЛаЙтко, У.Р. Эшби, Л. Заде, О. Ланге, Г. Греневского, А.А. Зиновьева, А.И. Уемова, Ю.А. Урманцева, В.Н. Садовского и др.
Согласуясь в понимании общих задач теории систем, названные авторы существенно различаются в характеристике путей построения этой концепции, в преимущественной ориентации на различные предметные области и в используемом логико-математическом аппарате.
В педагогической психологии П.Я. Гальпериным разработана теория поэтапного формирования умственных действий (ТПФУД) и ориентировочной основы деятельности, в работах З.А. Решетовой развивается теория формирования системного мышления.
В педагогике В. Оконь ввел системность в основные дидактические принципы; Л.Я. Зориной разработаны дидактические основы формирования системности знаний, Т.И. Ильина развивает системно-структурный подход к обучению; в работах К.Я. Вазиной предложено системное содержание саморазвития человека; одной из первых попыток изложения вопросов прикладного системного анализа в учебной литературе была сделана Ф.И. Перегудовым и Ф.П. Тарасенко.
Сказанное позволяет сделать вывод об актуальности исследований по применению системных идей в обучении, которых в настоящее время явно недостаточно и следует ожидать их существенного увеличения. Именно это и обусловило выбор темы исследования: «Применение метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа (на примере специальных дисциплин)». Целью исследования является теоретическое обоснование и разработка дидактических условий, обеспечивающих эффективность применения метода системного анализа в Процессе обучения студентов колледжа.
Объект исследования: процесс обучения студентов в колледже.
Предмет исследования: дидактические условия применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа. Исследование основано на гипотезе, согласно которой процесс обучения студентов колледжа на основе метода системного анализа будет эффективным, если будут выполнены следующие дидактические условия:
разработан алгоритм применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа;
разработаны программы пропедевтических курсов «Введение в системный анализ» для преподавателей и студентов колледжа;
определены критерии эффективности применения метода системного анализа в обучении студентов колледжа специальным дисциплинам.
Для реализации намеченной цели и проверки гипотезы поставлены следующие задачи исследования:
Провести анализ исследований проблемы применения метода системного анализа в процессе обучения студентов учреждений среднего профессионального образования.
Обосновать и разработать алгоритм применения метода системного анализа в процессе обучения на примере специальных дисциплин.
Разработать программы пропедевтических курсов для преподавателей и студентов «Введение в системный анализ».
Выявить, обосновать и экспериментально проверить критерии эффективности применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа.
Провести опытно - экспериментальное обоснование эффективности применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа.
Теоретико-методологические основы исследования составляют положения философии, педагогической психологии, общей педагогики и теории обучения специальным дисциплинам в контексте выделенной
проблемы.
Философские основания составляют работы И.В. Блауберга, А.И. Уемова, В.Н. Садовского, Э.Г. Юдина, Б.Г. Юдина и др. по философскому принципу системности как формы существования материи и системному анализу.
Психолого-педагогические основания составляют научные работы Л.С. Выготского и С.Л. Рубинштейна о взаимосвязи мышления и речи; П.Я. Гальперина о теории поэтапного формирования умственных действий и ориентировочной основы деятельности; З.А. Решетовой о формировании системного мышления.
Педагогические основания составляют работы Л.Я. Зориной о системности и применении научных методах познания в обучении старшеклассников; К.Я. Вазиной - о модульном обучении и коллективной мыследеятельности; Ф.И. Перегудова и Ф.П. Тарасенко - по вопросам прикладного системного анализа в учебной деятельности; Ю.П. Сокольникова - о системном подходе к воспитанию школьников; Е.Н. Капитонова - о системном подходе к технике; К.Р. Кумунжиева - о теории систем и системном анализе; Ю.А. Кустова и В.А. Гусева - о системном подходе в педагогике; В.И. Новосельцева - о современных концепциях системного анализа, Г.М. Ильмушкина - о системном моделировании.
Методы исследования.
Теоретические методы: изучение научных публикаций, документов, фактических материалов. Теоретический анализ (ретроспективный, сопоставительный), описательное и графическое моделирование; логические методы анализа понятий.
Эмпирические методы: диагностический - анкетирование; обсервационный - наблюдение. Педагогический эксперимент.
Статистические: методы измерения и математической обработки экспериментальных данных, их количественный и качественный анализ,
графическая интерпретация данных исследования. Применялся метод углового преобразования Фишера (<р *- критерий).
Эмпирическая база и основные этапы исследования.
Опытно-экспериментальная работа выполнена на базе Ульяновского электромеханического колледжа в группах третьего и четвертого курсов специальности 270116 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования предприятий и гражданских зданий».
Первый этап (1993 - 1996 гг.) - поисковый. Проводился анализ проблемы в философской, психолого-педагогической и педагогической литературе, её отражение в практике педагогического образовательного процесса, было определено концептуальное ядро исследования, выдвинута рабочая гипотеза.
Второй этап (1996 - 2004 гг.) - прогностический. Обосновывались теоретические положения, дидактически адаптировался понятийный аппарат системного анализа, разрабатывался алгоритм системного.-, анализа, отрабатывались программы и содержание пропедевтических курсов для преподавателей и студентов «Введение в системный анализ», разрабатывались научно-методические рекомендации по применению системного анализа в обучении, критерии эффективности применения системного анализа в обучении, программа опытно-экспериментальной работы, проводился констатирующий и формирующий эксперимент.
Третий этап (2004 - 2005 гг.) - обобщающий. В ходе него обрабатывались и анализировались результаты опытно-экспериментальной работы, уточнялись теоретические и практические выводы, оформлялось диссертационное исследование.
Научная новизна результатов исследования.
Проведенное теоретическое обоснование применения системного анализа в процессе обучения студентов колледжа специальным дисциплинам дополняет концепцию введения общенаучных методов познания в процесс
обучения, что позволяет преобразовать процесс обучения студентов
колледжа с целью обеспечения успешного изучения системно
структурированного содержания специальных дисциплин.
Разработанный и теоретически обоснованный алгоритм применения метода системного анализа позволяет дополнить функции компонентов процесса обучения в части расширения субъектной деятельности студентов, обеспечивающих гарантированное повышение качества обучения студентов колледжа.
Разработанные для преподавателей и студентов программы пропедевтических курсов «Введение в системный анализ» позволяют конкретизировать практическую деятельность преподавателя по применению метода системного анализа, его предметного тезауруса и учебного алгоритма на основе научно-методических рекомендаций в процессе обучения студентов колледжа специальным дисциплинам и дополняют положения применения системного анализа в обучении.
Разработанные и обоснованные критерии и показатели эффективности применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа позволяют, в дополнение к традиционным, оценить уровень обученности студентов, временные и интеллектуальные затраты, степень самостоятельности усвоения знаний.
Теоретическая значимость результатов исследования.
Сформулированные и аргументированные на дисциплинарном уровне
теоретические подходы введения в процесс обучения студентов колледжа
системного анализа как метода изучения специальных дисциплин позволяют
дополнить теорию профессионального обучения в части системного
структурирования содержания, определения его дидактических
возможностей, области и условия применения системного анализа в обучении студентов колледжа.
Предложенный алгоритм применения системного анализа в обучении
специальным дисциплинам студентов колледжа конкретизирует логику
изучения системных объектов на основе анализа и синтеза систем и
познавательной деятельности, формируя ориентировочную основу
деятельности студентов, дополняет известные теоретические положения о средствах обучения специальным дисциплинам.
Разработанные программы пропедевтических курсов «Введение в системный анализ» для преподавателей и студентов вносят определенный вклад в теорию и методику совершенствования подготовки педагогических кадров и обеспечивают практическую реализацию теоретических подходов, научно-методических рекомендаций, разработанных дидактических условий применения системного анализа в процессе обучения студентов колледжа специальным дисциплинам.
Предложенные критерии, показатели оценки и уровни обученности студентов (низкий, средний, выше среднего и высокий) для определения эффективности применения системного анализа в обучении, создают предпосылки для дальнейшего совершенствования методики применения системного анализа и уточнения известных положений о диагностических средствах и развитии контролирующих функций.
Практическая значимость результатов исследования.
Теоретические основы применения метода системного анализа позволяют проектировать эффективный процесс обучения студентов колледжа специальным дисциплинам, обеспечивая базу для разработки механизмов совершенствования его основных компонентов, создают условия для его успешного применения в процессе обучения студентов колледжа в других предметных областях.
Теоретические выводы подтверждаются результатами
экспериментальной работы, проводимой в течение длительного периода (с 1993 г. и по настоящее время), успешно используются в качестве научного обоснования концепций, проектов, программ развития процесса обучения
учреждений системы образования Ульяновской области как в средних специальных учебных заведениях, так и учреждениях высшей школы.
Использование алгоритма системного анализа позволяет снизить временные и интеллектуальные затраты не только в обучении техническим специальным дисциплинам с явно выраженными структурными объектами, но и в обучении гуманитарным дисциплинам со слабо выраженными структурными объектами.
Прикладное значение имеют авторские пропедевтические программы курсов для преподавателей и студентов колледжа «Введение в системный анализ» и системно структурированная программа специальной дисциплины «Системы автоматизированного управления электроприводами», обеспечивая повышение качества подготовки специалистов среднего звена.
Предложенные критерии, показатели оценки позволяют объективно оценить уровни обученности студентов колледжа по другим дисциплинам и эффективность процесса овладения ими. В числе опосредованных показателей практического значения применения системного анализа в обучении следует отметить:
применение графического построения системных моделей в обучении позволяет применить методы тестирования умений и навыков студентов в чтении схем (как электрических, так и механических), что позволит значительно сократить временные затраты преподавателя по их контролю взамен вербальных способов;
устойчивый интерес студентов к системным взглядам на окружающий мир и формирование у них системного мышления и речи.
Масштаб внедрения областной.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обусловлена соответствием теоретической модели'объекту исследования, их изоморфности, согласованностью их с признанными положениями отечественной и зарубежной науки по исследуемой проблеме, теоретической
значимостью исходных позиций, междисциплинарными связями, выбором комплекса научных теоретических и эмпирических методов, позволяющих всесторонне оценить полноту выполнения задач, поставленных в диссертационной работе; полноценностью и длительностью проводимого педагогического эксперимента, применением стандартизированных методик оценки результатов эксперимента, личным участием автора в эксперименте.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Результаты исследования внедрены в процесс обучения специальным
дисциплинам «Системы автоматизированного управления
электроприводами», «Электрооборудование промышленных предприятий и
гражданских зданий» и «Электрооборудование машиностроительных
предприятий» (региональный компонент) в Ульяновском
электромеханическом колледже (УЭМК) на специальности 270116и<Монтаж, наладка и эксплуатация промышленных предприятий и гражданских зданий».
Отдельные результаты исследования докладывались на; кафедре профессионального обучения в Институте повышения квалификации и переподготовки педагогических кадров (ИПК и ПРО) г. Ульяновска, кафедре педагогики УлГПУ, методологических семинарах зам. директоров школ (1996г.), научно-методических конференциях на базе УЭМК (1998 - 2000 гг.), научно-практической конференции «Технология системного обучения» для зам. директоров и методистов ССУЗов области, на которой автором проводилось открытое занятие по теме «Введение в предмет» (2002 г.), научно-методическойконференции «Инновационные технологии» для ССУЗов области (2004 г.), начно-практической конференции по акмеоло -гическим проблемам в оборонных отраслях промышленности РФ на базе физико-механического инженерного колледжа г. Санкт- Петербурга (1994 г.).
Автором проводился специальный семинар (18 часов) «Технология системного обучения» (на основе разработанной программы «Введение в системный анализ») на курсах повышения квалификации инженерно-
педагогических работников учебных заведений НПО и СПО области в ИПК и ПРО г. Ульяновска с 1998 по 2003 гг. Аналогичные занятия (в виде трехдневных семинаров) проводились для всего педагогического коллектива в Ульяновском фармацевтическом колледже и торгово-экономическом колледже, а также для всех вновь поступающих педагогических работников в УЭМК.
Практически значимые материалы опубликованы в книге «Поговорим о жизни» (системное мировоззрение) в 1999 г. и учебно-методическом пособии «Технология системного обучения» (опыт применения) 2004 г., которые нашли применение в деятельности Ульяновского электромеханического колледжа и ССУЗов области.
Основные положения, выносимые на защиту.
Метод системного анализа применяется при обучении студентов колледжа специальным дисциплинам, основной процедурой его является построение системной модели изучаемого объекта, позволяет преобразовать процесс обучения, реализовать личностно-ориентированную, деятельностную направленность и субъект-субъектные отношения, системное структурирование содержания профессионального образования, обеспечивает сокращение времени на изучение технических объектов, повышение степени самостоятельности студентов, качества усвоения содержания специальных дисциплин и создает базу для разработки механизмов совершенствования компонентов процесса обучения.
Алгоритм применения метода системного анализа, в состав которого входят: целеполагание, декомпозиция (анализ) объекта, выявление норм функционирования, составление системной модели (синтез) объекта, формулировка результата и рефлексивной оценки является средством системного анализа и позволяет конкретизировать логику познавательной деятельности студентов по изучению технических объектов на основе анализа и синтеза систем, формировать ориетировочную основу деятельности
студентов, снизить временные и интеллектуальные затраты, дополнить функции компонентов процесса обучения (содержания деятельности студентов и преподавателе) и обеспечить гарантированное повышение качества обучения, эффективность применения метода системного анализа.
3. Программы пропедевтических курсов «Введение в системный
анализ» для преподавателей и студентов колледжа, предусматривают
изучение философского принципа системности как формы существования
материи, алгоритма применения метода системного анализа, предметного
тезауруса и научно-методических рекомендаций, обеспечивают первичную
теоретическую и практическую подготовку преподавателей и студентов для
дальнейшего самостоятельного развития умений и навыков эффективного
применения метода системного анализа в обучении специальным
дисциплинам.
4. Критерии (скорость выполнения задания, степень самостоятельности
и усвоения знаний) и показатели позволяют оценить уровни (низкий, средний,
выше среднего и высокий) обученности студентов, самостоятельности и
эффективности применения метода системного анализа в части повышения
качества обучения: сокращения времени на изучение содержания новых тем,
степени развития самостоятельности студентов в изучении новых объектов
(снижении у них потребностей в наличии технического описания
электрической схемы и посторонней помощи) и усвоения содержания по
специальной дисциплине.
Структура диссертационной работы.
Диссертация объемом 189 страниц состоит из введения, двух глав (6 параграфов), заключения, библиографического списка использованной литературы (176 наименований), 12 приложений. Основное содержание изложено на 129 страницах, включает 9 таблиц и 20 рисунков.
Исследование проблемы применения системного анализа как метода обучения студентов колледжа
В сегодняшнем информационном обществе переход от знаниевой педагогики к компетентно стной означает, что вопрос «как учить» становится столь же важным, как и «чему учить». При этом отбор методов обучения осуществляется в соответствии с целями и содержанием учебной дисциплины, логикой её изложения в программе. Кроме этого, выбор методов определяется количеством учебных часов, индивидуальными возможностями преподавателя и восприимчивостью обучающихся. Широко распространенные в практике действительно активные методы. - анализ ситуации, деловые игры и т.п. формируют лишь частный способ ориентировки и, следовательно, недостаточно обобщенные способы деятельности. Чтобы реализовать цель формирования обобщенных способов деятельности, необходимо предусмотреть использование других методов, имея в виду, что все активные методы, особенно те, которые предполагают рефлексию, требуют гораздо больше времени, чем лекционные, но зато повышают уровень осознанности и прочности усвоения знаний.
В условиях нового социального заказа на принципиально иной тип специалиста технологии обучения приобретают все большую ориентированность на развитие личности.
В государственных требованиях к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 2913 «Монтаж, наладка и" эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий» [40] говорится, что выпускник должен: быть способным к осмыслению жизненных явлений, к самостоятельному поиску истины, к критическому восприятию противоречивых идей; быть способным к системному действию в профессиональной ситуации, к анализу и проектированию своей деятельности, самостоятельным действиям в условиях неопределенности; обладать устойчивым стремлением к самосовершенствованию (самосознанию, самоконтролю, самооценке, саморегуляции, саморазвитию); стремиться к творческой самореализации.
Для реализации этих задач необходимы технологии, направленные на личностно развивающее обучение, которые предполагают не только накопление знаний, умений, но и непрерывное формирование механизма самоорганизации и самореализации будущего специалиста, развитие его познавательных способностей. Переход от знаниевой педагогики (знания -умения - навыки) к компетентностной объясняет необходимость овладения и внедрения интерактивных методов и приемов обучения. Необходимым условием формирования компетенций является личный опыт в решении проблемы, так как компетенции выражаются через умения. Для студентов в процессе обучения главное - это умение учиться, но не менее важными следует считать и социальные компетенции: умение участвовать в принятии решений, брать на себя ответственность за последствия принятых решений.
Использование только традиционных методов (лекция, семинарское занятие, консультация, беседа, объяснение, рассказ и т.п.) не может полностью обеспечить формирование компетенций.
С другой стороны, одна из важнейших задач в подготовке современного специалиста - овладение им различными техническими устройствами, выступающими в функции специализированных орудий профессиональной деятельности. Уровень овладения орудиями труда в современных условиях - важнейший показатель квалификации специалиста, его профессиональных возможностей. Способность специалиста быстро и самостоятельно осваивать новые технические средства профессиональной деятельности без специального дополнительного обучения характеризует его профессиональную мобильность: возможности к профессиональному росту и широкой ориентировке в технике.
Однако в сложившейся практике процесса обучения специалистов реализуется в лучшем случае монотехнический принцип изучения технических средств будущей профессиональной деятельности - освоение частного вида того или иного оборудования в его функциональном назначении. Такой подход к процессу обучения делает будущего специалиста консервативным, профессионально отсталым вскоре после окончания учебного заведения. Для преодоления узкого «профессионализма» и усиления политехнической направленности обучения необходимо в процессе обучения способам использования технических средств профессионального труда раскрыть общие принципы овладения техническими устройствами. Формирование у студентов обобщенных принципов освоения технических объектов предполагает новый подход к разработке содержания и. форм его теоретической деятельности. В современных условиях, когда объем необходимых для специалиста знаний резко и быстро возрастает, уже невозможно делать главную ставку на усвоение определенной суммы знаний. Важно прививать умение самостоятельно пополнять свои знания, ориентироваться в стремительном потоке научной информации.
Каждая учебная дисциплина в ссузах имеет свои особенности, а также отличные от других приемы и методы, но основной принцип общий: обучение должно быть личностно-ориентированным, практико-ориентированным, дифференцированным и деятельностным. Виды деятельности по каждому предмету свои, но при этом задания должны быть творческими, разными, простыми и сложными, посильными и понятными. Обязательная часть деятельностного подхода к обучению - рефлексия; т.е. обдумывание, анализ своих действий, мыслей, чувств, их проверка и корректировка.
Важно предоставить студентам возможность мыслить, решать проблемы, рассуждать, чтобы в центре внимания была мысль, а язык выступал в своей прямой функции - формулирования мыслей. Поэтому обучение целесообразнее организовывать в малых группах с увеличением на занятии времени для речевой устной практики каждого студента.
Из множества методов, подходов и технологий следует отбирать и прорабатывать те, которые могут предоставить каждому студенту возможность практической деятельности в течение всего занятия, обеспечить индивидуализацию и дифференциацию обучения. Основной деятельностью на занятии в этом случае должно быть познание, а не преподавание [162,176].
Кроме этого, методы обучения должны соотноститься с научными методами познания.
Современная научная картина мира существенно отличается от научной картины мира прошлого столетия. Многократное расширение и углубление научных знаний в современную эпоху привело к тому, что картина мира стала значительно более сложной и многоуровневой. Ускоряющееся научное и техническое развитие современного общества потребовало новых подходов как в научных исследованиях, так и в технических разработках сложных систем. Однако стиль мышления людей практически не изменился: человечество вошло в эру систем с прежним эмпирическим мышлением.
Разработка алгоритма системного анализа содержания специальных дисциплин
Основной трудностью в применении системного анализа в обучении является выработка последовательности операций выполнения системного анализа - алгоритма, желательно инвариантного, так как в этом случае процесс выработки навыков выполнения системного анализа будет менее длительным и более эффективным. В работе [20] отмечается, что Б.Г. Юдин говорил о том, что теория системного анализа должна быть по преимуществу теоретическим описанием деятельности специалистов по системному анализу и в значительно меньшей степени, лишь косвенно - объектов данной деятельности. Алгоритм системного анализа выполняет в процессе обучения функцию ориентировочной основы деятельности студента при изучении учебных тем, выполнения практических и самостоятельных работ. Впоследствии, после тренировок на типовых, учебных объектах, студент сможет сам определять последовательность операций или дополнять алгоритм новыми операциями в зависимости от поставленной цели исследования. Анализ работ К.Я. Вазиной, З.А. Решетовой, В.И. Новосельцева, Ф.И. Перегудова и Ф.П. Тарасенко, Н.Н. Захарченко и Н.В. Минеева, Е.Н. Капитонова, К.Р. Кумунжиева, и др. показывает о наличии общего подхода к содержанию алгоритма системного анализа: постановка цели, расчленение системы, выявление её структуры и связей, построение системной модели и описание её функционирования, оценка системного анализа (достигнута ли цель исследования).
Исходя из этого, алгоритм системного анализа должен включать в себя:
- целеполагание;
- определение надсистемы;
- декомпозиция системы;
- построение системной модели;
- анализ и оценку.
Любая деятельность направлена на достижение определенной цели. Поэтому цель является важнейшим организующим элементом, т.е. цель - образ желаемого будущего или модель состояния, на реализацию которого направлена деятельность. Системность деятельности проявляется в том, что она осуществляется по определенному плану или, как мы уже говорили, по определенному алгоритму. Следовательно, алгоритм - образ будущей деятельности, её модель.
Модели разделяют на познавательные и прагматические, что соответствует делению целей на теоретические и практические. Познавательные модели являются формой организации и представления знаний, средством соединения новых знаний с имеющимися. При обнаружении расхождения между моделью и реальным объектом встает задача устранения этого расхождения с помощью изменения модели. Примером познавательной модели служит графическое и вербальное описания содержания учебной темы.
Прагматические модели являются средством управления, средством организации практических действий, способом представления образцово правильных действий или их результата, т.е. являются рабочим представлением целей. При обнаружении расхождений между моделью и объектом ставится задача изменения объекта, чтобы приблизить его к модели. Примером таких моделей служат учебные планы и программы, экзаменационные требования, алгоритмы и т.п. Другими словами, основное различие между познавательными и прагматическими моделями можно выразить так: познавательные модели отражают существующее, а прагматические - не существующее, но желаемое и (возможно) осуществимое.
В теории моделей широко применяются три вида познавательных моделей: «черного ящика» (black-boks-model), состава системы (partition model), структуры системы (struktural model) [130].
Модель «черного ящика» описывает только входы и выходы системы, но не внутреннее устройство. В нашем случае на входе электрической схемы рассматриваются энергетические (напряжение питания, сжатый воздух и другие виды энергии, необходимые для функционирования электрооборудования) и управляющие воздействия. На выходе электрических установок чаще всего механическая или тепловая энергия, т.е. они в основном выполняют функцию преобразования энергии. Количество входных и выходных связей не всегда легко определить. Критерием отбора при этом является целевое назначение модели, существенность или несущественность той или иной связи по отношению к этой цели.
Модель состава определяет компоненты объекта. В нашем случае подсистемами являются схемы пуска, останова, реверса и т.п. В качестве элементов электрической схемы рассматриваются кнопки управления, рубильники, предохранители, пускатели, контакторы и.т.п.
Построение модели состава системы имеет свои сложности. Во-первых, студенты имеют различную степень знания изучаемого объекта. Во-вторых, граница между подсистемой и элементом всегда условна. Примером может служить электродвигатель: в одних случаях его можно рассматривать как элемент, а в других требуется рассматривать его как подсистему и, продолжив декомпозицию, выделить в нем элементы - статор и ротор. В-третьих, как и любые модели, модель состава является целевой, и для различных целей одному и тому же объекту потребуется разная декомпозиция. Например, в одной и той же схеме можно провести целевой системный анализ различных подсистем: управления, защиты, источников питания и.т.п. В-четвертых, при декомпозиции один и тот же элемент можно отнести к различным подсистемам.
Модель структуры системы описывает все связи (отношения) между компонентами состава системы. Эта модель представляет собой перечень связей между компонентами системы, и она определяется при наличии модели состава.
В реальном объекте имеется большое количество связей. В модель структуры (т.е. перечень связей) включают только конечное число связей, которые существенны по отношению к рассматриваемой цели. В этом проявляется творческая индивидуальность студента, его уровень знаний, умение отделять главное от второстепенного.
Критерии и показатели оценки эффективности применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа
Опытно-экспериментальная работа проводилась с целью определить эффективность применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа на примере специальных дисциплин.
Метод системного анализа предъявлялся студентам в различной форме.
Первичное знакомство происходило на ежегодных специальных занятиях со студентами первых курсов всех специальностей, так называемый нулевой семестр, в конце августа месяца до начала занятий в течение 3 дней, по системному мировоззрению. На этих занятиях студенты знакомились с алгоритмом системного анализа и приемами его применения в различных ситуациях. Вторичное знакомство происходило на первом занятии по специальному предмету «Введение в предмет». В процессе этого занятия студенты изучали программу содержания специальной дисциплины по специальному учебному пособию «Паспорт предмета», входящее в комплекс методического обеспечения предмета, в котором студентам представлен тематический план и пояснительная записка, перечень практических и самостоятельных работ, экзаменационные вопросы и образец экзаменационного билета. Это необходимо для организации самостоятельной работы студентов. В экспериментальных группах на этом же занятии студенты начинают изучать методические указания по применению алгоритма системного анализа при изучении содержания специальной дисциплины. Изучение методических указаний продолжается на последующих занятиях и закрепляется при выполнении практических и самостоятельных работ. Параллельно у студентов формируется тезаурус метода системного анализа, который они вели на отдельных страницах конспекта.
Для проверки эффективности применения метода системного анализа необходимо было определить общие критерии и показатели оценки как для групп с традиционным обучением, так и для групп, обучающихся с применением метода системного анализа.
Критерий - средство для суждения, признак, на основании которого производится оценка. В нашем случае необходимо было выявить такие критерии, которые были бы наиболее адекватны и интегративны как к процессу обучения, так и к методу системного анализа.
Нами были определены три критерия эффективности применения метода системного анализа в процессе обучения студентов: 1. Скорость выполнения студентами задания но изучению принципиальных электрических схем электрооборудования; 2. Степень самостоятельности; 3. Степень усвоения содержания специальной дисциплины.
Первый критерий был введен из-за предположения, что по мере обучения количество времени на изучение новых принципиальных электрических схем в группах, обучающихся с применением метода системного анализа, должно сокращаться быстрее, чем в группах с традиционным методом обучения. Многолетний опыт преподавания специальных дисциплин с использованием объяснительно-иллюстративного метода показал, что количество изученных электрических схем слабо влияет на развитие у студентов умений и навыков их самостоятельного изучения. Студенты привыкали к постоянному разъяснению работы электрической схемы преподавателем, а затем много времени тратили на изучение её многостраничного технического описания в учебнике. Поэтому овладение алгоритмом системного анализа должно развить у студентов -умения самостоятельного анализа работы схемы, что естественно должно приводить к сокращению временных затрат. Второй критерий характеризует степень самостоятельности студента в чтении электрических схем, которая зависит от накопления знаний: чем реже студент обращается к техническому описанию работы электрической схемы (в учебнике или конспекте) и к посторонней помощи (к товарищам по группе и преподавателю), тем больше накопляемость и прочность знаний. При традиционном методе основная нагрузка ложилась на память студента. Это вызывало быструю утомляемость, провоцировало на применение механического заучивания без понимания и осмысливания принципов функционирования электрических схем. При выполнении системного анализа студенту необходимо постоянно вычленять типовые элементы схемы, которые ранее уже были изучены, и постоянное обращение к ним каждый раз в новом варианте их применения закономерно должно вызывать их закрепление и непрерывное, непроизвольное накопление знаний. Поскольку схемы в основном составляются из типовых (стандартных) элементов, то постоянная фиксация внимания студентов на выделение их из общей электрической схемы постепенно должна приводить к снижению потребности в источнике её вербального описания.
Третий критерий определяет степень усвоения содержания специальной дисциплины. Применительно к специальным дисциплинам, изучающим принципиальные электрические схемы, уровень обученное должен определяться исходя из полноты анализа схемы, полноты описания её функционирования. Это - знаниевая составляющая обученности студентов, ведущий фактор, определяющий профессиональную компетентность выпускников электротехнических специальностей. Этот критерий всегда был основным в определении качества процесса обучения, поэтому и мы ввели его в качестве показателя эффективности применения метода системного анализа в процессе обучения студентов колледжа специальным дисциплинам.
