Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Научные основы проектирования системы профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов
1.1 Теоретические предпосылки и практические основания разработки системы профессионально-направленного обучения математике студентов технических специальностей вузов
1.2.Концепция системы профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов
1.3.Модель системы профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов
Выводы 71
Глава 2. Проектирование цели и содержания обучения математике студентов технических вузов в соответствии с требованиями принципа профессиональной направленности
2.1. Преобразование цели обучения студентов математике в техническом вузе
2.2. Исследование обеспечения профессиональной направленности 84 содержания обучения математике студентов технических вузов
2.3. Конструирование содержания профессионально-направленного 103 обучения математике будущих специалистов технического профиля
Выводы131
Глава 3. Организационно-методические условия реализации 136
системы профессионально-направленного обучения математике и опытно-экспериментальная проверка ее эффективности
3.1. Организация деятельности преподавателей по проектированию и 136 реализации профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов
3.2. Средства педагогической коммуникации по реализации 138 профессионально-направленного обучения математике студентов технических специальностей вузов
3.3. Опытно-экспериментальная проверка эффективности системы 176 профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов
Выводы 189
Заключение 192
Библиография 194
Научно-методические работы автора по теме диссертации 209
Приложения 213
- Теоретические предпосылки и практические основания разработки системы профессионально-направленного обучения математике студентов технических специальностей вузов
- Преобразование цели обучения студентов математике в техническом вузе
- Организация деятельности преподавателей по проектированию и 136 реализации профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов
Введение к работе
Актуальность исследования обусловлена тем, что изменившиеся социально-экономические условия в стране, конкуренция на рынке труда по-новому ставят вопрос о необходимости значительного повышения качества подготовки современных специалистов в области техники и технологии.
Усиливающаяся автоматизация современного производства, его интенсификация, необходимость повышения качества выпускаемых изделий требуют от выпускника технического вуза умения на солидной научной основе решать задачи оптимизации технологических процессов и режимов, рассчитывать параметры их устойчивости, вероятности выхода брака, а также претворять в жизнь ряд сложных задач конструирования инструментов, машин и механизмов.
Такого рода производственные вопросы и творческие задачи могут успешно решаться лишь на основе широкого практического использования математических знаний.
Как показывают специально проведенные исследования и существующая практика, многие выпускники технических специальностей вузов, к сожалению, не умеют творчески применять математические знания для решения новых инженерных и прикладных задач.
Некоторые молодые специалисты, придя на производство, либо продолжают решать новые задачи консервативными традиционными способами и тем самым не обеспечивают необходимого прогресса производства, либо вынуждены срочно осваивать новые методы математического и статистического анализа, оптимизации технологических процессов и расчетов.
Если поставить вопрос о причинах недостаточного умения выпускников технических специальностей вузов владеть математическим аппаратом в инте-
ресах производства, то с наибольшей вероятностью ответ на этот вопрос нужно искать в ряде направлений.
Одним из них является слабая связь обучения курсу математики в школе, в средних специальных учебных заведениях, в вузах с практикой, технологией, производством.
К тому же школьный курс математики не обеспечивает изучения ряда дисциплин младших курсов вузов (например, физики, химии, теоретической механики) на достаточном научном уровне. Здесь явно сказывается разрыв преемственности в содержании школьного и вузовского курсов математики.
Причина также кроется в недостаточной координации и связи преподавания общепрофессиональных и специальных дисциплин с обучением математике. Больше того, преподаватели общепрофессиональных и специальных дисциплин, как правило, слабо используют возможности современной математики в своих курсах, а высшая математика, зачастую, преподается без связи с профилирующими дисциплинами и специализацией студентов. В результате довольно обширные и глубокие математические знания, полученные в школьном и вузовском курсах математики, остаются "под спудом", не используются и не закрепляются на практике.
Для решения задачи подготовки инженера, способного творчески работать на современном производстве в новых социально-экономических условиях, необходима организация непрерывной математической подготовки студентов в течение всего периода обучения в средней и высшей школе с широким использованием математики в преподавании технологии, естественных, общепрофессиональных и специальных дисциплин.
При изучении курса высшей математики в техническом вузе ориентировка студентов в усвоении знаний курса должна быть направлена на применение их для решения задач производственного характера. Между тем умение применять знания не приходит само собой, не является автоматическим следствием усвоения теоретических знаний. Применению теоретических знаний для решения практических задач надо учить. Теоретическое (математическое) и практи-
ческое (техническое) обучения выступают самостоятельными и обособленными звеньями в познавательном процессе. Каждое из них имеет свой предмет изучения, свои формы обучения и специфический результат. В теоретическом обучении предметом изучения выступает математика, в практическом обучении -общепрофессиональные и специальные курсы. И если не принять специальных педагогически обоснованных мер по их взаимосвязи, то математические и технологические знания остаются в сознании студентов изолированными и не "работают" на формирование профессиональных умений будущего специалиста.
Взаимосвязь фундаментальных, общепрофессиональных и специальных дисциплин - одна из важнейших проблем инженерного образования, решение которой способствует поддержанию и стимулированию научно-технического и экономического прогресса, а также обеспечивает связь обучения с жизнью, с практикой, производством. Кроме того, использование математики в общепрофессиональных и специальных дисциплинах дает возможность осуществлять теоретические обобщения на основе математических моделей и дальнейшего переноса обобщений и способов мышления на технические объекты. А это уже мостик к развитию политехнического мышления студентов вузов, эффективность которого хорошо показана в работах П.Р.Атутова [8], Ю.К.Васильева [30], А.Г.Калашникова [64], М.Н.Скаткина [139], С.М.Шабалова [168], С.А.Шапоринского [171], А.А.Шибанова [175] и других.
В общепедагогическом плане проблема профессиональной направленности обучения математике студентов технических вузов связана не только с политехнизацией обучения, но и с такими основополагающими дидактическими принципами как связь теории с практикой, межпредметными связями, преемственностью фундаментальных, общепрофессиональных и специальных циклов дисциплин.
Различные стороны преемственности в обучении рассматривались философами и педагогами древности (Т.Кампанелла [661], М.Ф.Квинтилиан [34], М.Монтень [105], Т.Мор [106] и др.). Проблема преемственности в обучении не
переставала волновать и педагогов более позднего периода (А.Дистервег [46], Я.А.Коменский [69], Г.Песталоцци [116], К.Д.Ушинский [156] и др.).
Отдельным сторонам проявления преемственности и профессиональной направленности фундаментальных дисциплин в обучении в различные годы посвящен ряд работ:
в плане установления преемственных связей между отдельными звеньями средней школы на различных этапах обучения (Б.Г.Ананьев [4], А.К.Бушля [27], Ш.И.Ганелин [32], П.Г.Кулагин [77], В.Н.Максимова [94], В.Э.Тамарин [150] и др.);
в плане реализации профессиональной направленности дисциплин учебного плана в системе непрерывного профессионального образования (А.В.Батаршев [13], М.Н.Берулава [21], О.С.Гребенюк, Н.Ш.Сабиров [40], М.И.Махмутов, В.С.Безрукова [101] и др.);
преемственность средней и высшей школы (С.М.Годник [36], Ю.А.Кустов [79], А.А.Кыверялг [119], А.М.Лушников [93] и др.).
Проблемы преемственности и профессиональной направленности в системе непрерывного образования наиболее интенсивно разрабатываются в последние годы. Защищен ряд кандидатских диссертаций, посвященных исследованиям отдельных сторон проявления преемственности в данной системе, в числе которых работы С.И.Казаченко [63], О.И.Коломок [68], В.Н.Ревтович [126], Е.Е.Симдянкиной [137] и др. Среди докторских диссертаций, посвященных исследованиям различных сторон проблемы преемственности в системе непрерывного профессионального образования следует назвать работы В.П.Жуковского [49], О.И.Коломок [67], Е.Л.Осоргина [114], Л.И.Фишман [159], Д.С.Ягофаровой [182] и другие.
Реализация принципа профессиональной направленности в системе непрерывного образования рассмотрена в трудах А.Л.Кудрявцева [75], М.И.Махмутова [99], а также в ряде диссертаций - Е.А.Василевской [29], Ю.Е.Калугина [65], В.В.Королевой [71], Т.А.Тошматова [154], Л.С.Шабека [169], Л.Ф.Шакуровой [170], и др. По их мнению, дидактический принцип про-
фессиональной направленности не только требует ориентации на воспитание положительного отношения к профессии, но признается важнейшим при отборе содержания и построении учебного предмета.
Указанные исследования, несомненно, внесли значительный вклад в развитие теории и практики реализации преемственности между смежными звеньями системы непрерывного образования и профессиональной направленности обучения фундаментальным дисциплинам. Однако, в современных условиях возникла потребность и настоятельная необходимость в разработке проблем, касающихся не только взаимосвязи одноименных дисциплин, изучаемых в смежных звеньях системы непрерывного образования, но и осуществления координации в обучении фундаментальным, общепрофессиональным и специальным курсам.
Не претендуя на детальное исследование различных аспектов преемственности и профессиональной направленности в образовательных системах, мы в нашей работе рассматриваем один из наиболее важных, на наш взгляд, конкретных аспектов преемственности, а именно, преемственность обучения математике с общетеоретическими, общепрофессиональными и специальными дисциплинами в высшей технической школе.
Актуальность проблемы профессиональной направленности математического образования студентов технического вуза обусловлена необходимостью:
совершенствования качества подготовки конкурентоспособного на рынке труда профессионально мобильного специалиста;
повышения теоретического уровня обучения студентов технических вузов фундаментальным, общепрофессиональным и специальным дисциплинам;
усиления прикладного характера обучения математике в техническом вузе;
соблюдения преемственности целей, содержания, форм, методов и
средств обучения математике с общепрофессиональными и специальными цик
лами дисциплин в высшей технической школе.
Разработка теоретических основ и методики реализации профессиональной направленности обучения математике в высшей технической школе связана с необходимостью разрешения ряда недостатков и противоречий, сущность которых состоит в следующем:
с одной стороны, наблюдается дублирование ряда тем школьного и вузовского курсов математики, с другой - существует разрыв преемственности в их содержании;
повсеместно отмечается значительное снижение успеваемости студентов первого курса вуза по математике по сравнению с их успеваемостью в школе;
школьный курс математики не обеспечивает изучения ряда дисциплин младших курсов вуза (например, физики, химии, теоретической механики) на достаточной научной основе;
существует разрыв преемственности в методике обучения математике в школе и техническом вузе;
вузовский курс математики слабо связан с общепрофессиональными и специальными дисциплинами учебного плана;
выпускники вуза недостаточно подготовлены к использованию полученных математических знаний для решения технических и технологических задач.
Сегодня особенно остро проявляется противоречие между социальным заказом общества на специалиста, владеющего практическими навыками использования математического аппарата в профессиональной деятельности, и недостаточно разработанной теорией и методикой обучения студентов решению производственных проблем на высоком научном уровне.
Перечень противоречий и недостатков в организации математической подготовки молодежи в системе «школа-вуз» можно было бы продолжить. Од-
нако и тех, что перечислены выше, очевидно достаточно для того, чтобы была видна необходимость научной разработки системы преемственного и профессионально-направленного обучения математике в высшей технической школе.
Указанные противоречия могут быть устранены путем решения следующей педагогической проблемы: «Каковы научные основы создания педагогических условий, максимально благоприятствующих реализации профессиональной направленности вузовского курса математики, систематизации знаний и навыков, получаемых студентами на различных этапах обучения по дисциплинам учебного плана, развитию у них умений комплексного практического использования математических знаний, формированию целостных представлений об окружающем их мире на основе математических обобщений». Теоретическая неразработанность этой проблемы и ее высокая практическая значимость побудили нас избрать следующую тему диссертационного исследования: "Проектирование и реализация системы профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов".
Дадим характеристику аппарата исследования.
Цель исследования: повысить качество профессиональной подготовки студентов технических вузов путем координации, как содержания, так и методики их обучения курсу математики в тесной связи с общепрофессиональными и специальными дисциплинами.
Объект исследования: педагогический процесс обучения студентов технических вузов курсу математики, как важнейшей составной части обеспечения их высококачественной профессиональной готовности.
Предмет исследования: система профессионально-направленного обучения курсу математики студентов технических специальностей вузов.
Гипотеза исследования: система профессионально-направленного обучения курсу математики позволит повысить качество профессиональной готовности студентов технических вузов к предстоящей профессиональной деятельности, если ее проектирование и реализация будут вестись на основе:
выполнения требований принципов преемственности и профессиональной направленности в обучении;
оптимального согласования содержания школьного и вузовского курсов математики, обеспечивающего изучение всех дисциплин учебного плана вуза на достаточной научной основе;
тематической координации содержания вузовского курса математики с общетеоретическими, общепрофессиональными и специальными циклами дисциплин учебного плана;
ориентации методики обучения курсу математики как на повышение его научного уровня, так и на развитие конструктивной функции студентов путем обеспечения профессиональной направленности математики на область предстоящей инженерной деятельности выпускников вуза.
Задачи исследования:
1. Выявить научные и практические предпосылки проектирования сис
темы профессионально-направленного обучения математике студентов техни
ческих вузов.
2. Обосновать концепцию и спроектировать модель системы профес
сионально-направленного обучения математике будущих инженеров.
Определить оптимальную последовательность изложения курса, выявить и апробировать формы, методы и средства реализации системы профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов, как активных субъектов инженерного образования и предстоящей профессиональной деятельности.
Провести опытно-экспериментальную проверку эффективности реализации разработанной системы профессионально-направленного обучения математике студентов в высшей технической школе и внедрить ее позитивные результаты в педагогическую практику.
Методологическую основу исследования составили: диалектический метод познания действительности, закон отрицания отрицания; феномен преемственности; системно-комплексный подход к изучению педагогических про-
11 цессов и явлений на основе диалектической взаимосвязи принципов преемственности и профессиональной направленности в обучении; учение о развитии, определяющем движение от старого качественного состояния к новому; о ведущей роли деятельности в формировании специалиста; о единстве теории и практики.
Исходные методологические позиции исследования определяют концептуальные положения проектируемой системы, а также
цели, содержание образования, методы обучения, разработанные в философии и педагогике (Э.А.Баллер [12], А.В.Батаршев [14], А.П.Беляева [18, 19], Л.А.Беляева [20], М.А.Данилов [42, 43], В.В.Краевский [74], П.Я.Лернер [90], М.Н.Скаткин [138, 140] и др.);
системный подход к анализу педагогических явлений (СИ. Архангельский [7], В.П.Беспалько [23], В.И.Загвязинский [51], Л.В.Занков [53], Т.А. Ильина [58], М.В.Кузьмина [76], Ю.А.Кустов [78] и др.);
идеи дидактики развивающего обучения, педагогики творческого саморазвития и активизации учебного процесса (В.И.Андреев [6], Ю.К.Бабанский [10], В.В.Давыдов [41], М.В.Денисова [44], Л.В.Занков [52], П.Я.Лернер [89] и
др-);
положения о взаимоотношении педагогической теории и практики, категорий исторического и логического, содержания и формы, политеоретические основы профессиональной подготовки (А.П.Беляева [19], Л.А.Беляева [20], В.И. Загвязинский [50], В.В.Краевский [72], и др.);
учет достижений зарубежной педагогики и истории ее развития (Г.Д.Дмитриев [47], А.М.Лушников [92], И.Х.Мескон [102], В.П.Миронов [103], Б.Скиннер [141], Э.Фромм [163] и др.);
идеи личностно-ориентированного профессионального образования (Э.Ф.Зеер [54, 56], Л.М.Митина, В.С.Серикова, И.С.Якиманская [183] и др.);
методология общей квалиметрии и квалиметрии развития человека (Г.Г.Азгальдов [1], Н.А.Селезнева [135], М.Н.Скаткин [142], А.П.Субетто [145, 146], Ю.К.Чернова [167,165], В.В.Щипанов [177, 178] и др.).
Методы исследования. В ходе решения поставленных задач использовалось диалектическое сочетание теоретических и практических методов исследования.
Теоретические методы включали: изучение и анализ литературы по интересующей проблеме, системный анализ объектов педагогической деятельности, их моделирование, обобщение результатов анализа, проектирование, прогнозирование и др. ([84, 104, 122, 134, 130, 136, 143, 147, 158, 164, 166, 172, 181]).
Практические методы составляли: изучение педагогического опыта, разработка и апробация различных дидактических материалов и методик, тестирование и анкетирование обучающих и обучаемых, педагогический эксперимент, математическая обработка его результатов и др. ([2, 61, 107, 108, 155]).
Опытно-экспериментальная база исследования. Опытно-экспериментальная работа проводилась на основе учебно-научно-производственного комплекса "школа-лицей-вуз-производство", в состав которого входят школы и общеобразовательный лицей г. Сызрани, филиал Самарского Государственного технического университета в г. Сызрани, ОАО "Тяжмаш".
В опытной и экспериментальной работе на различных этапах приняло участие 1638 учащихся школ, студентов и преподавателей филиала СамГТУ в г. Сызрани.
Тема исследования входит в Координационный план важнейших работ по проблемам региональной системы непрерывного профессионального образования Поволжского отделения Российской Академии Образования (Головная организация - Институт среднего специального образования РАО, г. Казань) и включена в раздел: "Управление качеством образования в региональной системе непрерывного профессионального образования (научный руководитель Д.п.н., профессор Ю.А.Кустов).
Этапы исследования. Исследование проводилось в течение пяти лет с 1997 по 2002 гг. в органически взаимосвязанных теоретических и практических направлениях и состояло из трех этапов.
I этап (1997-1998 гг.) - поисково-подготовительный:
определялось состояние исследуемой проблемы в педагогической науке и практике (анализ философской и психолого-педагогической литературы);
проводилось изучение адаптационного периода обучения первокурсников и выявление причин испытываемых ими трудностей на первоначальном этапе обучения;
анализировалось состояние взаимосвязей математики с общетеоретическими, общепрофессиональными и специальными циклами дисциплин учебного плана технического вуза;
выбирались объект и предмет педагогического исследования;
велась разработка научной гипотезы и методики проведения экспериментальной работы.
II этап (1999-2000 гг.) - проектировочно-экспериментальный:
определялись теоретико-методологические основы исследования;
уточнялась исходная гипотеза;
обосновывались концептуальные положения, проектировалась модель системы профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов;
осуществлялась экспериментальная проверка выдвинутой гипотезы исследования и эффективности спроектированной системы;
- анализировались результаты, получаемые в ходе исследования.
Ш этап (2001-2002 гг.) - обобщающий:
систематизация и обработка результатов экспериментального исследован ия;
внедрение позитивных результатов исследования в педагогическую практику;
- публикация материалов исследования и оформление диссертационной работы.
Логика исследования основывалась на идее о том, что "изучение механизма функционирования науки требует представления системы научного обоснования не в виде застывшей, "ставшей" системы знаний, а в форме определенного цикла научно-исследовательской деятельности, осуществляемой в единстве с деятельностью практической и ориентированной на нее" [31, с. 87]. Цикл разработки системы профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов представлен на рис. 1. Этапы этого цикла нашли отражение в соответствующих разделах диссертационной работы.
Научная новизна исследования состоит в разработке и реализации научно-педагогических основ системы профессиональной направленности обучения математике студентов высшей технической школы, как совокупности научно-обоснованных философско-методологических и психолого-педагогических предпосылок, концептуальных положений и организационно-дидактических условий, обеспечивающих повышение качества профессиональной подготовки будущих специалистов.
В работе впервые:
определены теоретико-методологические и психолого-педагогические условия, практические предпосылки проектирования системы профессионально-направленного обучения математике студентов высшей технической школы по специальности 120100 "Технология машиностроения";
обоснованы концептуальные положения и разработана модель системы преемственного, профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов;
преобразована программа обучения математике с обеспечением ее непрерывности, прикладной и профессиональной направленности в системе "школа-вуз" для специальности "Технология машиностроения";
I Іроскпіріїванне
Mil 1С. і и СПСЧОМЫ
Координация мс,ю\ комнонстмами в-.аимосюг.ыпаемых ислаїоі ических сил см
()рі;ііші;шиііішо-мсііі шчс^мк \слоііия рсаліиаіпш и шіьпіііі- жсисримсшальна.ч
ІірОПОрі.'.'І )ф'|іЄК1ІІІІПІ)С1 и
спроектиріжапиоіі системы
Философские основы проектирования системы
Психологическое обоснование
целей
содержания
Исследование обеспечения школьным курсом
математики теоретического уровня изучения
дисциплин первого курса вуза
Преобразование содержания курса математики в
соответствии с требованиями пршпхдпа
профессиональной направленности
Педагогическое обоснование
методов обучения
Анализ уровня использования математики в
циклах общепрофессиональных и специальных
дисциплин вуза
Концептуальные положения
деятельности педагогов
Технология реализации профессиональной
направленности курса математики в техническом
вузе и экспериментальная проверка ее
эффективности
Модель системы
деятельности студентов
Технология использования математики в общепрофессиональных и специальных циклах дисциплин учебного плана технического вуза и экспериментальная проверка ее эффективности
Рис. 1. Цикл проектирования и реализации системы профессионально-направленного обучения математике
студентов высшей технической школы
разработана модель программы преемственной взаимосвязи математики с главными компонентами содержания общетеоретических, общепрофессиональных и специальных дисциплин;
определена структура программы обратных связей общепрофессиональных и специальных дисциплин с высшей математикой;
обоснован и реализован комплекс дидактических условий, максимально обеспечивающих профессиональную направленность обучения математике студентов технических вузов;
выявлены действенные формы, методы и средства, способствующие развитию умений обучаемых использовать математические знания для решения технологических и производственных задач.
Теоретическая значимость исследования состоит в следующем:
дано теоретическое обоснование возможности обеспечения профессиональной направленности обучения курсу математики студентов технических вузов при сохранении его структуры и логики теоретически значимого ядра;
определены функции, требования и правила реализации принципа преемственности в приложении к разработке содержания непрерывного математического образования в системе "школа-вуз";
выявлены теоретические подходы к "подстройке" структурных компонентов педагогической системы обучения математике (цели, содержания, методов обучения, деятельности преподавателей и студентов) в соответствии с требованиями системообразующего фактора - принципа профессиональной направленности обучения.
Практическая значимость исследования заключается в возможности использования полученных результатов в системе непрерывного многоуровневого образования: согласование содержания программ курса математики с общепрофессиональными и специальными дисциплинами учебного плана технического вуза; поэтапное обеспечение прикладной и профессиональной направленности фундаментальных курсов (математики); координация педагогических
действий преподавателей системы образования и дисциплин учебных планов профессиональных учебных заведений. Результаты выполненного исследования являются научно-практической основой для конструирования новых инте-гративных технологий подготовки будущих специалистов к предстоящей самостоятельной профессиональной деятельности, к постепенному переводу студентов вуза с фазы формирования необходимых качеств и умений практического использования математических знаний к решению производственных задач в фазу самоформирования, творческого саморазвития, закрепления у них сделанного ранее профессионального выбора.
Несомненную практическую значимость имеют разработанные автором и внедренные в практику работы учебных заведений городов Среднего Поволжья такие учебно-методические пособия, как: "Преемственность обучения математике в системе "школа-вуз", "Теоретические предпосылки преемственности в преподавании курса математики в средней и высшей школе", а также программа спецкурса по обеспечению непрерывности изучения математики в системе "школа-вуз".
Указанные методические пособия и рекомендации могут быть использованы при разработке учебно-программной документации, методических указаний и пособий, дидактических материалов, способствующих достижению преемственности и профессиональной направленности обучения фундаментальным дисциплинам (математике) в системе непрерывного образования.
Достоверность и обоснованность исследования обеспечивались:
глубоким анализом исследуемой проблемы, основывающимся на положениях и
выводах известных философов, педагогов и психологов, а также на трудах со
временных исследователей; адекватностью методов исследования его целям и
задачам; репрезентативностью выборки; ведением научного поиска в единстве
с практической деятельностью и ориентированием на нее; реализацией сис
темного подхода; сочетанием принципов преемственности и профессиональ
ной направленности в обучении; решением поставленных в исследовании за
дач; внесением корректив в гипотезу и организацией опытно-
экспериментальной работы; личным опытом работы автора по обучению курсу математики студентов технического вуза и непосредственным участием диссертанта в проведении экспериментальной работы.
Апробация и внедрение результатов исследования. Апробация основных выводов диссертационного исследования на разных этапах работы проводилась на научно-практических конференциях, методолого-методических семинарах городского, областного, всероссийского и международного уровней по проблемам совершенствования качества профессиональной подготовки специалистов в новых социально-экономических условиях и рынка труда.
Основные положения диссертации докладывались на:
межвузовской научно-практической конференции "Проблемы деятельности вузов и пути их решения в современных условиях", г. Сызрань, 22-23 декабря 2000 г., САМ;
на региональной научно-практической конференции "Роль и место системы образования в развитии малых и средних городов", г. Сызрань, филиал СамГТУ, 8-9 февраля 2001 г.;
на IV научно-методической конференции педагогических работников Тольяттинского технологического колледжа ВАЗа "Использование новых информационных технологий в учебном процессе", г. Тольятти, 20 апреля 2001 г.;
на Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 50-летию высшего образования в г. Тольятти: "Технический вуз - наука, образование и производство в регионе", г. Тольятти, 3-4 октября 2001 г.;
на IV Всероссийской конференции-семинаре "Проектирование, обеспечение и контроль качества продукции и образовательных услуг", Москва-Сызрань, 1-2 ноября 2001 г.;
на Всероссийской научно-методической конференции "Теория и методика непрерывного профессионального образования", г. Тольятти, 30-31 января 2002 г.;
на IV Международной научно-практической конференции "Экономика, экология и общество России в 21-м столетии", г. Санкт-Петербург, 21-23 мая 2002 г.;
на 9-й Российской научно-практической конференции "Инновации в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании", г. Москва, 21-22 мая 2002 г.;
на IX Международной научно-технической конференции "Машиностроение и техносфера XXI века", г. Севастополь, 9-14 сентября 2002 г.;
на Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы модернизации образования: региональный аспект", г. Пенза, октябрь 2002 г.;
на IV Международной научно-практической конференции ученых и практиков сфер образования и культуры "Педагогический процесс как культурная деятельность", г. Самара, 29 октября - 3 ноября 2002 г.;
на Всероссийской научно-практической конференции "Формирование, обучение и развитие управленческого персонала в высших учебных заведениях", г. Пенза, 14-15 ноября 2002 г.;
на Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные проблемы обучения математике (к 150-летию со дня рождения А.П.Киселева)", г. Орел, 27-30 ноября 2002 г.
на V Всероссийской научно-методической конференции "Теория и методика непрерывного профессионального образования", г. Тольятти, 28-29 января, 2003 г. и др.
Результаты исследования докладывались также на заседаниях кафедры "Педагогики, психологии и методики преподавания дисциплин" Тольяттинско-го государственного университета и кафедры "Профессиональной педагогики и методики трудового обучения" Тольяттинского филиала Самарского государственного педагогического университета, где получили одобрение и поддержку.
Материалы исследования, разработанные автором учебные пособия, методические указания и рекомендации внедрены в практику работы школ, профессиональных лицеев и технических вузов Самарской области.
На защиту выносятся:
Концепция и модель системы профессионально-направленного обучения курсу математики студентов технических вузов.
Проект взаимосвязи педагогических систем обучения математике с общепрофессиональными и специальными дисциплинами будущих специалистов технического профиля.
Технология реализации системы профессионально-направленного обучения математике студентов специальности "Технология машиностроения".
Комплекс форм, методов и средств развития умений студентов технических вузов применять математические знания к решению технологических и производственных задач.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения. Работа содержит 193 страницы машинописного текста, включает 19 рисунков, 25 таблиц, список литературы из 185 источников, 4 приложения. Содержание диссертационной работы отражено в 23 публикациях автора.
Теоретические предпосылки и практические основания разработки системы профессионально-направленного обучения математике студентов технических специальностей вузов
Новые социально-экономические условия ставят работников высшей школы перед необходимостью улучшения подготовки специалистов на основе органического сочетания профессионального образования и трудового воспитания с дальнейшим повышением уровня их фундаментальной подготовки.
Анализ литературы о содержании деятельности современного инженера показывает, что в настоящее время, когда массовое производство, усложнение конструкций и т.п. привели к тому, что доминирующий ранее классический подход к решению инженерных задач, широко известный как метод проб и ошибок, уже не в состоянии обеспечить возросшие требования. Сегодня процесс принятия инженерных решений превратился в процесс исследования, где наряду с самой конструкцией изучается и анализируется целый ряд социально-экономических аспектов ее применения и эксплуатации.
Современные инженерные задачи имеют, как правило, ситуационный характер, т.к. для современного производства характерны высокие темпы развития, глубокие изменения технической базы под влиянием технического прогресса, мобильность, скоротечность процессов и, как следствие этого, быстрая смена ситуаций и обстоятельств, в которых осуществляется производство. В этих условиях выпускник вуза все чаще сталкивается с нетипичными задачами, методы и свойства решения которых отличаются от стереотипных.
Новизна ситуации в ряде случаев требует от инженера как от специалиста с высшим образованием принципиально нового подхода к разрешению возникшей на производстве ситуации. Способность инженера принимать оптимальные решения в нестандартных ситуациях, часто связанных с анализом экспериментальных и компромиссных задач, когда определяется максимальное или минимальное значение критерия оптимизации, зависит не только от того, каков уровень его общетеоретической и профессиональной подготовки, полученной в вузе, но и от того, как быстро и со знанием дела он сумеет отобрать из огромного потока имеющейся информации только строго необходимую для достижения тех или иных целей.
Таким образом, предназначение и роль специалиста с высшим образованием в условиях научно-технического прогресса во всем мире предопределяют следующие особенности:
высокий интеллектуальный уровень исполнительного и творческо-со-зидательного характера в решении профессиональных задач;обязательное достижение или заимствование оптимальных (наиболее удачных и прогрессивных решений, достигнутых другими специалистами в другое время и в другом месте) результатов в технико-экономическом, социальном, эстетическом и других отношениях;? постоянное и всестороннее изучение последних достижений науки и техники, передового отечественного и зарубежного опыта, обработки больших потоков научно-технической и экономической информации.
Развитие современного автоматизированного и механизированного производства основывается на целевом применении к решению производственных задач достижений фундаментальных наук. Поэтому специалист широкого политехнического профиля должен иметь основательную подготовку по таким дисциплинам как математика, физика, химия и т.д. С другой стороны, основная цель познания в вузе - изучение и осмысливание специальности. Специальность является сферой приложения полученных знаний. Знания, умения и навыки по фундаментальным дисциплинам представляют собою ценность для будущего специалиста, когда они вписываются как элемент в систему знаний по выбранной специальности.
При разрешении этого противоречия прежде всего следует исходить из того, что учебный план подготовки инженера должен представлять собой не механическую сумму слагающих его дисциплин, а их органическое единство и тесную взаимосвязь на основе принципа профессиональной направленности.
Но как же добиться, сохранив научную значимость каждой дисциплины общетеоретического и общепрофессионального циклов, обеспечения их тесной взаимосвязи со специальностью, их профессиональной направленности? Какова наиболее оптимальная степень профилирования фундаментальных и общепрофессиональных дисциплин?
Как показала дискуссия середины восьмидесятых годов в журнале "Вестник высшей школы" по проблемам фундаментальных дисциплин, в решении этого вопроса имеются разные подходы [157, 180, 86, 173]. Один состоит в том, чтобы эти дисциплины полностью поставить на службу профессиональной подготовке, пойдя в ряде случаев даже на объединение естественно-научных дисциплин с технологическими. Такой подход может привести к утрате возможности приобретения будущими специалистами широкой теоретической и технической подготовки.
Сторонники другого подхода высказываются за совершенно изолированное и независимое от специальности изучение общетеоретических дисциплин. Такая точка зрения ведет к отрыву теории от практики, к необходимости усвоения студентами механической суммы ничем не связанных сведений.
Для правильного решения вопроса о наиболее оптимальной степени профилирования фундаментальных дисциплин следует исходить из того, что эффективность подготовки современного инженера в значительной степени зависит от того как фундаментальные, общепрофессиональные и специальные дис 24
циплины расположены во времени. Учебные планы вузов имеют линейную структуру. Как правило, сначала изучаются общетеоретические дисциплины, затем общепрофессиональные и на втором этапе обучения, в начале третьего курса, студенты приступают к изучению специальных предметов. Казалось бы, такая структура преследует благую цель дать будущим инженерам глубокие теоретические знания и общепрофессиональную подготовку, а затем, на этой глубокой научной и широкой политехнической основе, осуществить сравнительно узкую специализацию в конкретной отрасли народного хозяйства. Однако опыт показывает, что существующая структура учебных планов не соответствует психологическому настрою студентов, пришедших в вуз получить конкретную специальность. Значительный разрыв между моментом поступления молодежи в институт и началом изучения вопросов специализации приводит к целому ряду отрицательных последствий.
. class2 Проектирование цели и содержания обучения математике студентов технических вузов в соответствии с требованиями принципа профессиональной направленности class2
Преобразование цели обучения студентов математике в техническом вузе
В основу решения задачи обеспечения профессиональной направленности обучения математике должно быть положено соответствие целей инженерной подготовки социальному заказу, который находит свое конкретное воплощение в модели специалиста. Исследователями определены основные качества современного специалиста инженерно-технического профиля, которые должны быть сформированы на основе поступательно-восходящего развертывания учебно-воспитательного процесса в техническом вузе.
Слово инженер происходит от латинского ingenium, что означает способность, изобретательность. Инженерное дело развивалось из ремесел, во все времена инженер что-то изобретал и сооружал. В современных условиях деятельность инженера по существу сводится к тому же, но она становится все более разнообразной по форме и содержанию. В процессе развития и сближения технических (прикладных) и фундаментальных (математических) наук высшие формы инженерного дела приобретают характер научно-исследовательской работы.
Современный инженер должен: глубоко овладеть основами современного философского учения; ясно видеть политические и экономические цели страны; иметь основательную подготовку по фундаментальным наукам, иметь широкую практическую подготовку; творчески овладеть специальностью; непрерывно пополнять и обновлять свое образование; хорошо усвоить тенденции развития соответствующей отрасли промышленности, ясно представлять задачи, поставленные перед ней обществом, видеть средства и пути их решения; уметь эффективно организовать производство и руководить деятельностью трудовых коллективов; применять на практике принципы научной организации труда; эффективно использовать полученные математические знания в сфере выбранной специальности; обладать высоким творческим потенциалом, деловой самостоятельностью, активно осваивать и внедрять в практику все новое в науке, технике и культуре.
Таким образом, проектируя обучение курсу математики студентов технического вуза в соответствии с принципом профессиональной направленности необходимо наметить качество будущего инженера в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта [38], определяющего обязательный минимум содержания основных образовательных программ, максимальный объем учебной нагрузки студентов и требования к уровню подготовки выпускника технического вуза по специальности 120100 - Технология машиностроения Для разработки проекта обучения курсу математики в соответствии с требованиями принципа профессиональной направленности рассмотрим существо перестройки структурных и функциональных компонентов с целью интеграции обучения математике, общепрофессиональным и специальным дисциплинам в вузе в единую педагогическую систему, исходя из требований регулятивных функций принципов преемственности и профессиональной направленности.
В соответствии с новыми потребностями общества в совершенствовании профессиональной подготовки молодежи, в такой компонент педагогической системы, как "средства педагогической коммуникации", внесен новый элемент - дидактический принцип профессиональной направленности.
Системный подход в педагогике требует, чтобы всякое изменение в содержании, форме, действии любого ведущего компонента педагогической системы сопровождалось адекватной функциональной и содержательной перестройкой остальных ведущих компонентов системы. В применении к исследуемой проблеме это означает: чтобы принцип профессиональной направленности был взят на вооружение как теоретиками, так и практиками, необходимо соответствующим образом перестроить с его введением и такие компоненты интегративной педагогической системы обучения математике в вузе в тесной связи с общепрофессиональными и специальными дисциплинами как цели, содержание математической подготовки, методы, средства и дидактические приемы обучения, деятельность педагогов и студентов. В обобщенном виде проект взаимосвязи обучения студентов математике с общепрофессиональными и специальными дисциплинами
Конкретизация проекта по преемственной взаимосвязи структурных и функциональных компонентов интегрируемых педагогических систем обучения студентов математике, общепрофессиональным и специальным дисциплинам дана в последующих разделах работы.
class3 Организационно-методические условия реализации 136
системы профессионально-направленного обучения математике и опытно-экспериментальная проверка ее эффективности class3
Организация деятельности преподавателей по проектированию и 136 реализации профессионально-направленного обучения математике студентов технических вузов
Системный подход требует, для того, чтобы новая педагогическая идея была реализована необходимо в соответствии с ней преобразовать не только цели и содержание обучения, но и деятельность как преподавателей, так и студентов.
Изучение передового педагогического опыта и проведенные нами исследования показывают, что нужна целая система организационных мероприятий по вовлечению в проектирование и реализацию процесса профессионально-направленного обучения будущих инженеров технического профиля. Прежде всего, необходимо повысить квалификацию преподавателей как математики, так и общепрофессиональных и специальных дисциплин в области методики и знаний смежных курсов.
В частности, в процессе разработки программ взаимосвязей выявилась необходимость повышения уровня математических знаний у преподавателей общепрофессиональных и специальных дисциплин. Необходимо повышать свою квалификацию и преподавателям высшей математики. Они должны изучить программы общепрофессиональных и специальных дисциплин, посещать лекции по этим курсам, принимать участие в научных исследованиях по тематике специальных кафедр.
В связи с этим, целесообразно преподавателей кафедры математики закрепить за потоками студентов одной или родственных специальностей. О том, что такая работа необходима, говорит факт осознания многими руководителями вузов того, что одной из важнейших предпосылок осуществления профессионально направленного математического образования студентов является наличие такого профессорско-преподавательского состава общепрофессиональных и специальных кафедр, который способен вести преподавание своих дисциплин с максимально возможным использованием математических методов.
Для разработки программы взаимосвязи курса высшей математики с общетеоретическими, общепрофессиональными и специальными дисциплинами необходимо создать творческую группу из числа наиболее опытных преподавателей этих кафедр. Участникам указанного исследования следует провести анализ уровня использования математических знаний преподавателями всех дисциплин, рассмотреть применение математики в учебной и периодической литературе по этим предметам; разработать вопросы и задачи по общетеоретическим и специальным курсам; провести корректировку рабочих программ высшей математики в соответствии с предложениями общепрофессиональных и профилирующих кафедр.
Из беседы с лекторами по каждой профилирующей дисциплине необходимо определить оптимальный, в смысле математических приложений, вариант программы по данному курсу, позволяющий всесторонне закреплять и совершенствовать математические знания студентов, сообщать им новейшие данные в области теоретических основ их профессии и готовить будущих инженеров к чтению периодической литературы по специальности и, следовательно, к дальнейшему повышению квалификации. Целесообразно рассмотреть вопрос о повышении уровня использования математических знаний студентов при выполнении курсовых и дипломных работ. Установить также, какие разделы математики, не входящие в основную программу, но используемые в специальных дисциплинах, прочтут преподаватели математики, а какие - преподаватели специальных дисциплин.
В ходе разработки системы взаимосвязи необходимо наметить не только узловые вопросы общетеоретических, общепрофессиональных и специальных дисциплин, где должен использоваться математический аппарат, но и те дополнения к курсу математики, которые вызываются требованиями и современным состоянием той или иной специальной дисциплины.
С целью внедрения программ взаимосвязей и контроля за их реализацией необходимо провести специальную систему мероприятий. Прежде всего, вопрос о внедрении программы следует обсудить на советах вузов и методических советах факультетов, на заседаниях большинства кафедр. Преподавателям кафедр следует скорректировать свои рабочие программы с учетом требований осуществления взаимосвязей с высшей математикой и разработать конкретные меры по их реализации. В частности, в рабочих программах по каждой теме указать ее математическое обеспечение.
Для контроля за ходом внедрения программы в практику целесообразно сотрудников кафедры математики закрепить за основными кафедрами вуза. Им предоставить право посещения лекций, практических и лабораторных занятий, чтобы уровень математизации курсов, заложенный в программе взаимосвязей, полностью выполнялся. Необходимо обеспечить, чтобы преподаватели математики выступали консультантами в процессе дипломного проектирования по вопросам использования математических методов в инженерных расчетах.
Кафедре математики целесообразно выделить своих представителей для работы в Государственной аттестационной комиссии. Они должны участвовать в анализе научного уровня дипломных проектов и вносить предложения по совершенствованию системы математической подготовки будущих инженеров.
Основные направления преобразования деятельности преподавателей вуза в соответствии с требованиями обеспечения профессиональной направленности обучения курсу математики студентов технических специальностей
––
