Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. НЕПРЕРЫВНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА КАК ОСНОВА КОНКУРЕНТНОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 18
1.1. Фундаментальная математическая готовность к конкурентной профессиональной деятельности как интеллектуально-профессиональная компетенция 18
1.2. Модель фундаментальной математической готовности к конкурентной профессиональной деятельности инженеров морского транспорта 35
Выводы по первой главе 53
ГЛАВА 2. УПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ГОТОВНОСТИ К КОНКУРЕНТНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРОВ МОРСКОГО ТРАНСПОРТА ПРИ ОБУЧЕНИИ МАТЕМАТИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ 56
2.1. Принцип межсистемного моделирования содержания математических и специальных дисциплин при обучении математике инженеров транспорта 56
2.2. Проектирование технологий развития математической готовности инженеров транспорта к конкурентной профессиональной деятельности 81
Выводы по второй главе 96
Заключение 98
Список использованной литературы 107
- Фундаментальная математическая готовность к конкурентной профессиональной деятельности как интеллектуально-профессиональная компетенция
- Модель фундаментальной математической готовности к конкурентной профессиональной деятельности инженеров морского транспорта
- Принцип межсистемного моделирования содержания математических и специальных дисциплин при обучении математике инженеров транспорта
Введение к работе
Интеграция науки, высоких технологий и образования предполагает усиление фундаментальной составляющей инженерного образования. В Концепции Федеральной целевой программы одним, из стратегических направлений развития образования на 2006-2010 годы определена фундаментализа-ция как условие повышения его качества.
Фундаментальная математическая подготовка позволяет с позиций сегодняшнего дня трансформировать конкретные профессиональные задачи в адекватные математические модели, согласно логике и структуре соответствующих наук. Являясь мощной мотивацией для успешной учебной деятельности, она обеспечивает повышение мировоззренческого, методологического, интеллектуального, творческого потенциала; дает будущим специалистам глубокие общенаучные знания, способствует расширению сферы профессиональных компетенций, позволяя молодым специалистам быстро адаптироваться к современным производственным условиям; повышает их профессиональную мобильность; определяет, в конечном итоге, конкурентоспособность и открывает путь к карьерному росту. Это актуализирует развитие современной образовательной теории и практики инженерного образования в направлении фундаментализации математической подготовки, на базе которой осуществляется формирование навыков программирования, моделирования, освоения современных компьютерных технологий, их применения для разрешения экономических проблем, а также - формирование методологии научного познания и подготовку выпускника к будущей конкурентной профессиональной деятельности (Б.С.Гергяунский, В.М. Зуев, В. Каган, К.К. Ко-лин, В.В. Кондратьев, П.М.Новиков, ЮЛ. Похолков, А. Суханов, В.А. Шершнева и др.).
Массовая вузовская практика обеспечивает выпускникам теоретические знания и практические навыки, определяемые Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования (ГОС
4 ВПО), которые не всегда оказываются достаточными для включения в профессиональную конкурентную деятельность, что затрудняет адаптацию молодых специалистов на рынке труда. По данным, приведенным в вышеназванной Концепции, около 30% выпускников считают, что их знания используются неэффективно и осваивают другие специальности; более 25/« выпускников высшего профессионального образования и около 30% выпускников учреждений среднего специального образования не могут трудоустроиться по специальности, а в случае поступления на работу по специальности, они не владеют «современными и эффективными способами деятельности на производстве».
Инженеру морских транспортных средств не только для выполнения своих непосредственных функций, но и для организации перспективного планирования проблем транспортных перевозок, требуются умения концептуального анализа, предвидения, моделирования, профессионального аналитического мышления, профессиональной мобильности. Поэтому фуЕдамея-тальная математическая подготовка инженера транспорта, как интеллектуально-профессиональная компетенция, является гарантией функциональной востребованности специалиста, необходимым условием его конкурентоспособности в сфере профессиональной деятельности.
Специфика профессиональных компетенций морских инженеров транспорта определяет содержание их математической подготовки в отличие от математической подготовки инженеров других направлений, актуализируя адекватные педагогические цели формирования личностных свойств профессионалов, таких как профессиональная готовность к проектному моделированию транспортных задач, профессиональная культура математического моделирования оптимизационных процессов, профессиональная компетентность в использовании математических методов при решении проблемных задач в профессиональной среде деятельности и др.
В научном знании достаточно хорошо изучена готовность морских инженеров к профессиональной деятельности, развиваемая средствами общена-
5 учных дисциплин (ГЛ. Бокарева); готовность к инженерно-проектной деятельности (Н.Ю. Бугакова); готовность к выбору профессии (М.Ю. Бокарев); информационно-компьютерная готовность инженера (В.Л. Девбров, И.Б. Кошелева, А.П. Семенова); потребность в профессионально-ориентированных знаниях как компонент в структуре готовности будущего морского специалиста к профессиональной деятельности (Е.Н.Кикоть); военно-инженерная готовность (В.Г. Гурьев); социально-профессиональная готовность (К.В. Греля); профессиональные убеждения студентов технических вузов в составе готовности к профессиональной деятельности (Е.А. Мажаева); готовность к самообразованию и практическому применению математических знаний (С.Н. Мухина); готовность иностранных студентов к обучению в Российских вузах (Л.О. Курышева); готовность морских специалистов к деятельности в критических ситуациях профессионального риска (В.П. Ефенть-ев, Н.А. Репин); конкурентоспособность специалистов в системе экономического труда (A.M. Подрейко); профессиональная компетентность специалиста (И.В. Гришина, А.И. Жук, Ю.Н. Кулюткин и др.); профессиональная компетентность военного инженера (А.Ю. Орешков); фундаментальная; компетентность морского инженера (Н.А. Репин).
Отдельно выделяются направления в исследованиях математической культуры (С.А. Розанова); педагогической культуры (Е.В. Бондаревская, И.Ф. Исаев, Л.А. Терехина и др.); интеллектуальной культуры (М.Ю. Бокарев); информационной культуры (В.В. Алейников, Е.В. Бондаревская, Е.В. Данильчук, Е.А. Коваленко и др.); профессиональной культуры (А.Р. Анд-рющенко); эколого-экономической культуры менеджера (Н.П. Киргизова); физической культуры военного специалиста (В.Ю. Фадеев).
Эти целостные образования личности развиваются в образовательно-профессиональных средах. В этой связи изучены информационно-коммуникативная дидактическая среда (СВ. Шмелева, А.П. Семенова); интеллектуально-образовательная среда (М.Ю. Бокарев, Н.Ю. Бугакова, Е.Н. Кикоть); информационно-тренажерная среда (В.П. Ефентьев, В.Г. Гурьев, Ю. Добро-
Вольский). Все эти дидактические, тренажерные и интеллектуальные среды, являясь компонентами образовательного процесса,' учитывают главный фактор - содержание учебного предмета, которое, как известно, является главным источником развития личности (Г.А. Бокарева, В.В, Краевский, B.C. Леднев, И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин).
Известна теория профориентированного обучения дисциплинам математического цикла, которую мы развиваем в нашем исследовании в частности, систему дидактических принципов отбора содержания с целью развития интеллектуальной культуры инженера при усвоении математики и математических методов, принципов преемственности, структурности, предикативности, системной дифференциации, заданного обучения (М.Ю. Бокарев). Действительно, для отбора содержания при обучении инженеров транспорта не изучена роль в формировании, например, готовности к решению транспортных задач линейного программирования как основы логистики в профессиональной среде деятельности, такого дидактического принципа как математического межсистемного моделирования.
Успешность в приобретении студентами знаний и, в частности, математических, во многом зависит от сформированное у них познавательного интереса (Л.И. Божович, Н.Г. Морозова, Л.С. Славина, Г.И. Щукина и др.)-Рядом авторов отмечается влияние интереса на развитие личности, на мировоззрения, убеждения, свободу в выборе средств и целей деятельности (B.C. Ильин, ГА.Бокарева, Е.Н: Кикоть и др.). Однако взаимосвязь мотивации в овладении методами математического моделирования и развитием профессиональной компетентности инженеров транспорта не достаточно изучена.
Образовательные технологии также становятся все менее адекватными требованиям, предъявляемым к специалистам на основе «потенциала компетентности» (Европейская Федерация Национальных Ассоциаций Инженеров). Не изучены с достаточной полнотой вопросы о составе и структуре фундаментальной готовности инженеров транспорта к профессионаяьной деятельности; функции этого свойства личности в структуре профессионать-
7 ной готовности к конкурентной профессиональной деятельности; педагогические технологии развития фундаментальной готовности инженера к конкурентному труду, особенности профориентированного процесса обучения дисциплинам математического цикла инженеров транспорта, педагогические условия, придающие этому процессу профориентированную направленность.
В этой связи объективно существует противоречие между возрастающей значимостью в современном мире фундаментальной подготовки инженеров как фактора их конкурентоспособности, состоянием педагогической практики, не обеспечивающей в должной мере эту подготовку, и недостаточной разработанностью научного знания в области совершенствования математической подготовки современных инженеров к конкурентной профессиональной деятельности.
Это противоречие определило постановку проблемы исследования: развитие математической готовности инженеров морского транспортак конкурентной профессиональной деятельности.
Объект исследования: профессионально-ориентированный процесс обучения в морском техническом вузе.
Предмет исследования: процесс обучения в вузе, обеспечивающий формирование математической готовности инженеров транспорта к конкурентной профессиональной деятельности (на примере обучения дисциплинам математического цикла).
В исследовании рассматривается содержание таких дисциплин математического цикла как линейная алгебра, линейное программирование, дискретная математика, численный анализ и др. В эту систему включены и дисциплины, которые не являются обязательными в соответствии с Госстандартами ВПО-2 и учебными планами, но составляют важную основу инженерного образования в области организации перевозок и основу специальных дисциплин по проблемам логистики. Такой дисциплиной является, например, линейное программирование, которой в исследовании уделяется большое
8 значение в связи с ее значимостью в реализации связей между математическим и логистическим моделированием.
Цель исследования: педагогические условия профориентированного процесса обучения математике морских инженеров транспорта, развивающего фундаментальную математическую подготовку, как основу конкурентной инженерной деятельности.
Гипотеза исследования: процесс обучения будущих инженеров транспорта дисциплинам математического цикла будет профессионально ориентированным на конкретную инженерную деятельность, если:
в номенклатуру целей этого процесса введена «математическая готовность к конкурентной профессиональной деятельности» как интеллектуально-профессиональная компетентность и психический феномен;
предметное содержание математических дисциплин детерминируется профориентационной функцией и отбирается в соответствии с дидактическим принципом межсистемного математического моделирования;
- профессионально-ориентированная дидактическая среда включает
систему дидактических средств и методов, в том числе, контрольно-
обучающий дидактический комплекс когнитивного фронтального контроля,
профессионально-ориентированные задачи транспорта, требующие матема
тического моделирования ситуаций реальной профессиональной деятельно
сти.
Для проверки выдвинутой гипотезы были поставлены следующие задачи;
1. Выявить сущность вводимого понятия «математическая готовность инженера транспорта к конкурентной профессиональной деательюсти». Описать состав «готовности» как прогностической цели процесса обучения дисциплинам математического цикла и как психический феномен, дшамику ее развития.
Выявить функции фундаментальной математической готовности инженера транспорта к конкурентной профессиональной деятельности в структуре общей профессиональной готовности.
Расширить систему дидактических принципов профориентированно-го процесса обучения студентов математическим дисциплинам путем введения принципа межсистемного математического моделирования.
4. Разработать адекватный цели дидактический комплекс, наиболее
эффективно способствующий развитию математической готовности инжене
ра к конкурентной профессиональной деятельности.
Методологическую основу исследования составили: основные положения теории целостного, системного, дифференциально-интегрального подхода к анализу педагогических явлений; философское положение о системности, как всеобщем свойстве материи, включая практическую деятельность человека и его мышление; психологические теории целостных образований личности, ее развития и обучения. В качестве исходного методологического принципа выбран дифференциально-интегральный подход к изучению педагогических явлений и процессов (М.Ю. Бокарев).
Основу исследования составили фундаментальные теории системного анализа социальных и педагогических процессов (И.В. Блауберг, Ю.М. Иванов, Н.В. Кузьмина, Ф.И. Перегудов, В.А. Садовничий, В.П. Тарасенко, А. Торокин, ЭХ. Юдин и др.); общей и педагогической психологии развития личности (И.А Зимняя, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Д.И. Фельдштейн); основы психологии инженерной деятельности (Н.Н. Грачев, И.ІЇ. Калошина, И. Лингарт, Б.Ф. Ломов, Ж. Пиаже, К.К. Платонов, СП. Рубинштейн, Н.И. Чуприкова, Э.С. Чугунова, Н.С. Шевардин и др.); системного подхода в педагогических исследованиях (СИ. Архангельский, Ю.К. Бабанский, Ю.В. Ба-будевич, В.П. Беспалько, М.Ю. Бокарев, Г.А. Бокарева, Ю.М. Иванов, А.С. Лобанов, З.А. Решетова, 0.0. Чернова, В.Д. Шадриков и др.); основ развития готовности к профессиональной деятельности студентов различных специальностей (Г.А. Бокарева, М.Ю. Бокарев, Б.В. Гнеденко, В.П. Ефентьев, Е.Н.
10 Кикоть, И.Л. Куликова, С.Н. Мухина, С.А. Розанова, А.П. Семенова, СВ.
Шмелева и др.); принципов моделирования профессиональных компетенций (Г.А. Бокарева, М.Ю. Бокарев, Н.Ю. Бугакова, Е.С. Врублевская, Е.Н. Кикоть, В.Ф. Мануйлов, СВ. Плотникова, С.А. Татьяненко и др.); подготовки специалистов в высших учебных заведениях и послевузовском образовании (СИ. Архангельский, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, О.В. Долженко, В.П. Ефентьев., Л.Д. Кудрявцев, В.Я. Ляудис, ЇЇ.И. Пидкасистый, Н.А. Репин, М.Н. Скаткин, В.А. Сластёнин, Н.Ф. Талызина, Д.В. Чернилевский, В.Л. Ша-туновский и др.); показателей эффективности учебного процесса и обоснования критериев эффективности (СИ. Архангельский, В.П. Беспалько, Г.А. Бокарева, М.И. Грабарь, А.М. Подрейко, Е.Ю. Скоробогатых, Д.Ж. Стенли и др.); индивидуализации обучения (О.С Гребешок, Л.А. Кирсанов, Б.М. Теп-лов, и др.); непрерывного педагогического профессионального обучения на основе преемственности в профессиональной подготовке (С.-Я. Батышев, Ю.А. Кустов, Л.Н. Мазаева, В.Д. Путилин); непрерывной подготовки морских специалистов (Ю. Добровольский, В.П. Ефентьев, А.П. Пимошенко, В. Седых); педагогических и информационных образовательных технологий (В.П. Беспалько, М.Ю. Бокарев, А.В. Коржуев, Е.С. Полат, В,А. Попков, Л.Д. Столяренко, O.K. Филатов, А.В. Хуторской, Д.В. Чернилевский и др.); математических основ инженерного образования (Э.Ф. Беккенбах, И.И. Блехман, А.П. Ершов, М. Клайн, Л.Д. Кудрявцев, А.Д. Мышкис, Я.Г. Пановко и др.).
Для решения поставленных задач, с учетом их специфики, использовались следующие методы: теоретические - логический и исторический анализ; анализ; синтез, классификация, сравнение, выдвижение гипотез; моделирование; прогнозирование; статистическая обработка результатов эксперимента; экспериментальные - локальный и лонгитюдный эксперименты, анкетирование, наблюдение, тестирование, динамический мониторинг, сравнительный анализ педагогических систем.
Информационная база исследования. В качестве информационных источников диссертационного исследования использованы: а) научные пуб-
ликации, материалы конференций, симпозиумов; б) статистические материалы, информация ЮНЕСКО по образованию; в) официальные документы: Закон Российской Федерации «Об образовании»; Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования (ГОС ВПО-2) по направлению подготовки дипломированного специалиста 653400 «Организация перевозок и управление на транспорте»; Основная образовательная программа (специальность 240100 «Организация перевозок и управление на транспорте»); г) результаты расчетов, проведенных в ходе диссертационного исследования экспериментов; д) информационные ресурсы Internet.
Организация исследования. Исследование частично проводилось в рамках научно-исследовательской работы Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота по теме «Проблемы повышения системности подготовки специалистов с высшим техническим морским образованием в комплексе «лицей-вуз» (Per. № 0191.0000280, научный руководитель Бока-рева Г.А., 1997-2006 гг.); а также в плановых научных работах Камчатского государственного технического университета, Камчатского филиала Современного Гуманитарного института (Москва) по темам: «Влияние современных компьютерных технологий на формирование фундаментальной математической готовности», «Инвариантность принципов выбора будущей специальности» (1997-2001 гг.). В целом исследование проводилось в течение 6 лет и состояло из нескольких этапов.
На первом этапе (2000-2002) изучались и анализировались научные психолого-педагогические теории по профессиональной подготовке специалистов, в частности, специалистов с высшим техническим образованием в морских вузах; накапливался и анализировался эмпирический материал. Был выполнен аналитический анализ современного состояния естественнонаучной составляющей и междисциплинарных связей при осуществлений инженерной и гуманитарной подготовки студентов. На основе этого разрабатывался замысел и формировалась методологическая база исследования; были определены цели исследования, его задачи, формировалась гипотеза иссле-
12 дования, определялись возможные направления их совершенствования. На
основе дифференциально-интегрального методологического подхода разрабатывалась и уточнялась модель фундаментальной математической готовности как перспективной прогностической цели профориентярованного обучения математике в техническом вузе.
На втором этапе (2002-2004) выполнялся анализ и теоретическое обобщение научного знания по методологии высшего профессионального образования; инновационных методов обучения; результатов опытно-экспериментальных исследований. Изучались сущность, состав и динамика развития математической готовности к профессиональной конкурентной деятельности. Разрабатывалось дидактическое обеспечение профориентирован-ного процесса обучения математике, включающее контрольно-обучающий дидактический комплекс когнитивного фронтального контроля. Разрабатывалась система заданий для организации личностно-ориеиткрованной, профессионально-направленной самостоятельной работы. Адекватно поставленным целям исследования осуществлялась подготовка учебного пособия на основе дифференциально-интегрального подхода. Прогнозировались условия отбора содержания на основе конвергенции фундаментальности и профессиональной ориентированности обучения, в соответствии с дидактическим принципом межсистемного математического моделирования.
На третьем этапе (2004-2006) осуществлялось завершение опытно-экспериментальных работ и анализ результатов. Проводилась апробация учебных пособий «Математика. Интегративный практикоориентированный курс» и «Основы линейного программирования в задачах логистики», адаптированных к специальности 240100 «Организация перевозок и управление на транспорте»; апробация и анализ результатов внедрения контрольно-обучающего дидактического комплекса когнитивного фронтального контроля. Осуществлялись публикации итогов исследования и применение методов математической статистики для обработки результатов исследования. Оформлялись полученные результаты в виде кандидатской диссертации.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается: научной методологией дифференциально-интегрального подхода как его теоретической основы; теорией профориентированного' процесса обучения в высшей школе; опорой на современные тории развития личности в обучении; использованием комплексных методов, соответствующих целям и задачам исследования; применением качественного и количественного анализа данных педагогического эксперимента; положительным результатом многолетнего педагогического опыта работы автора в морских технических вузах,
Научная новизна исследования состоит в том, что в нем впервые введено понятие математической готовности инженера транспорта к деятельности в креативной профессиональной среде, раскрыта его сущность как педагогической цели и компонента профориентированного процесса обучения, в том числе:
на основе дифференциально-интегрального методологического подхода и метода педагогического проектирования разработана динамическая модель «готовности», детерминируемая ее функциями в конкурентной инженерной деятельности профессиональной среды;
на основе междисциплинарных связей и межсистемньтх ассоциаций введен дидактический принцип межсистемного математического моделирования, что расширяет систему дидактических принципов теории профориентированного обучения;
определен и обоснован качественно новый подход к организации и проведению практических занятий по дисциплинам математического цикла на основе контрольно-обучающего дидактического комплекса когнитивного фронтального контроля как средства развития «математической готовности»;
разработана система профессиональной обучающей среды как модели управления развитием проектируемой «готовности».
Теоретическая значимость исследования заключается в развитии теории профессионально ориентированного обучения студентов введением но-
14 вого дидактического принципа межсистемного математического моделирования процесса обучения математике, придающего этому процессу профессиональную направленность и позволяющему расширить цели профориенти-рованного обучения.
Практическая значимость исследования: состоит в том, что разработан новый дидактический комплекс когнитивного фронтального контроля, управляющий развитием математической готовности, включающий расширенную личностно-ориентированную цель, систему дидактических средсхв и методов, принцип межсистемного математического моделирования при отборе предметного содержания. Этот комплекс апробирован в экспериментальном обучении курсантов первого и второго курсов специальности «Организация перевозок и управление на транспорте» Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота и может быть применен в морских технических вузах при обучении другим инженерным специальностям,
Положения, выносимые на защиту:
1. «Математическая готовность к конкурентной профессиональной дея
тельности» будущих инженеров транспорта как прогностическая цель про
цесса обучения дисциплинам математического цикла, структурируется взаи
мосвязями четырех компонентов; содержательно-процессуального, мотива-
ционно -целевого, нравственно-коммуникативного и конкуреято-профессио-
нального, каждый из которых имеет три уровня развития: первый уровень -
общекультурный; второй уровень - общетехнический; третий уровень - про
фессионально-ориентированный. Все три уровня развития каждого из ком
понентов «готовности» находятся в динамике непрерывных связей и взаим
ной обусловленности.
2. Реализация задачи формирования математической готовности к
предстоящей деятельности осуществляется через ее функции в структуре
профессиональной готовности инженера транспорта в целом. Общенаучная
функция обеспечивает выполнение общих требований в математической под
готовке, инвариантных к инженерному образованию любого направления и
15 предъявляемых к выпускникам высший учебных заведений. Профориентаци-онная функция обеспечивает взаимосвязь дисциплин математического цикла с блоком специальных дисциплин профессиональной подготовки инженера транспорта и детерминирует отбор их содержания в соответствии с принципом межсистемного математического моделирования. Социокультурная функция позволяет создать базу для будущей профессиональной мобильности выпускника, возможности пополнения знаний, обеспечивающих конкурентоспособность в сфере профессиональной деятельности.
3. Формирование «готовности» в процессе обучения будущего профессионала в вузе носит поэтапный характер. На первом этапе формируется математический общекультурный уровень, ориентированный на выпускника общеобразовательной средней школы, владеющего базовым курсом математики. Первый этап формирования математической готовности требует от преподавателя личностно-ориентированного подхода, так как различия, существующие в общекультурном математическом уровне, затрудняют переход студентов-первокурсников на более высокий, общетехнический уровень. На втором этапе формируется общетехнический уровень «математической готовности», ориентированной на получение соответствующих профессиональных и личностных компетенций. На этом этапе формируются умения применять математические знания для планирования и проведения эксперимента, построения математических моделей реальных процессов, сбора, обработки и анализа результатов эксперимента; умения интерпретировать данные и на основе современных математических методов их обработки получить необходимую информацию. На третьем этапе, профессионально-ориентированном, происходит формирование «готовности» работать в условиях жесткой конкуренции на отечественном и мировом рынке. На этом этапе происходит развитие аналитических умений, способствующих развитию умений проектировать процессы или системы в соответствии с поставленными задачами; формируется готовность работать в коллективе по междисцип-
линарной тематике; формулировать и решать инженерные проблемы по направлению профессиональной деятельности инженера транспорта,
Главным фактором профориентированного обучения дисциплинам математического цикла является дидактический принцип межсистемного математического моделирования математических и специальных дисциплин.
Главным дидактическим средством формирования «готовности» является профессионально-ориентированная дидактическая среда, обеспечивающая непрерывную математическую подготовку, как интеллектуально-профессиональную компетентность, включающая в себя профессионально-ориентированное учебное пособие; контрольно-обучающий дидактический комплекс когнитивного фронтального контроля; моделирование ситуаций профессиональной деятельности; профессиональные задачи; научно-исследовательскую работу со студентами.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения получили одобрение на научных конференциях Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота «Научные и научно-технические разработки в решении проблем рыбопромыслового флота и подготовки кадров» на секции «Теория и методика профессионального образования» (2005, 2006), Камчатского государственного технического университета (1999, 2000, 2001), на Международном научном конгрессе: V Славянские педагогические чтения «Поликультурное славянское образовательное пространство: пути и формы интеграции» (Москва, 2006). Опубликованы учебные пособия: «Математика, Интегративный практикоориентированный курс» (2005), «Основы линейного программирования в задачах логистики» (2006).
Во введении обоснована актуальность, определены цель, объект, предмет, гипотеза и задачи исследования. Описаны организация проведения исследования, научная новизна, теоретическая и практическая значимость, положения, выносимые на защиту, сведения об апробации и внедрении результатов исследования.
17 В первой главе «Непрерывная математическая подготовка как основа
конкурентной инженерной деятельности» выполнен анализ тенденций развития математического образования в технических вузах, проанализирована Концепция развития высшего специального образования на период 2006-2010 годы в России, На основании выполненного анализа определены требования к математической подготовке современного инженера транспорта как фундаментальной. Рассмотрены состав, структура, этапы и уровни развития «готовности», а также ее функции в структуре профессиональной готовности в целом, которые интегрируют ее в целостное образование и детерминируют прогностическую цель обучения.
Во второй главе «Управление развитием математической готовности к конкурентной профессиональной деятельности инженеров морского транспорта при обучении математическим дисциплинам» описана динамическая модель профессионально-ориентированной педагогической системы, инте-гративной составляющей которой служит прогностическая педагогическая цель формирования фундаментальной математической готовности инженера транспорта к конкурентной профессиональной деятельности, структурированная взаимосвязью инвариантных компонентов, включающих; отбор содержания учебного материала на основе принципа межсистемного математического моделирования; дидактические закономерности организации лекционных и практических занятий; формы, средства и методы организации самостоятельной работы студентов, контрольно-обучающий дидактический комплекс когнитивного фронтального контроля, как интегрирующего средства в системе обратных связей «педагог-обучаемый». Проведено описание педагогического эксперимента при работе с альтернативным учебным пособием в организации практических занятий по математике.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, четырех параграфов, выводов по главам, заключения, списка литературы, четырех таблиц, одного рисунка, 129 страниц текста.
Фундаментальная математическая готовность к конкурентной профессиональной деятельности как интеллектуально-профессиональная компетенция
Фундаментальность образования становится приоритетным и актуальным направлением педагогических исследований в условиях происходящей модернизации системы образования (В.В. Краевский, А.И. Кузнецов, В.Н. Лозинский, В.А. Садовничий, А.И. Субетто, В.А. Суханов, О.А. Тестов, В.Е. Шекшунов, и др.). Анализ важнейших из этих направлений позволил синтезировать выводы ученых в понимании фундаментальности образования специалистов как направленности содержания обучения на инвариантные межсистемные и долговременные, методологически важные знания и методы их ус воения и применения с целью развития творческого потенциала, мотивации к саморазвитию и самообразованию, способствующих эффективной адаптации личности профессионалов к изменяющимся социально-экономическим и технологическим условиям профессиональной среды их будущей деятельности.
Это направление научного знания дифференцируется в важном для нашего исследования понятии фундаментальная подготовка современного инженера, которое исследуется многими учеными (Б.С. Мастрюков, И.Б. Моргун, А.М. Подрейко, О.Б. Полищук, В.А. Роменец. А.С. Сергиевский, С.А. Татья-ненко и др.).
Если фундаментализация содержания образования достигается междисциплинарной интеграцией, объединенной общей целевой функцией и методологией, ориентированной на формирование инновационного мышления, то фундаментальная подготовка современного инженера является иптегративным компонентом его квалификации, что нашло непосредственное отражение в Го сударственном образовательном стандарте (ГОС ВПО-2) через указание задач профессиональной деятельности выпускника и квалификационные требования, детерминированные конкретным содержанием сферы профессиональных компетенций. Это определяет профессиональную направленность обучения. Однако, «Компетентностный подход, представленный в ГОС ВПО-2 на практике обучения, особенно естественнонаучным дисциплинам, реализуется лишь частично» (М. Носков, В. Шершнева). Одной из причин является неразработанность важнейшей составляющей инженерной подготовки - математической подготовки, интегрирующей фундаментальность инженерного образования в целом. Этому направлению педагогической теории и практики обучения инженеров посвящено достаточно много исследований (Е.А. Василевская, О.М. Калукова, О.Е. Кириченко, О.Г. Ларионова, И.Г. Михайлова, В.А. Шершнева и др.), анализ которых приводит к выводу о том, что математическая подготовка инженера будет фундаментальной в инженерном образовании в целом, если интеграция содержания математических и профессионально-специальных знаний осуществляется как на основе «фундаментализации специального знания», так и «специализации фундаментального» (В.Евстигнеев, С. Торбунов) [79]. Такая интеграция обеспечивает математическим дисциплинам профессиональную направленность, что позволяет рассматривать вопрос о фундаментальной математической подготовке в аспектах содержания, мотивации, средств и методов, инновационных технологий.
Фундаментальная: математическая подготовка может рассматриваться, в частности, как совокупность математических методов, составляющих основу общеметодологических, системных методов в любой отрасли науки и практики, определяющих язык межнаучного общения, аналитическое мышление инженера, его конкурентоспособность и востребуемость на рынке труда. Действительно, дисциплины математического цикла, как известно, являются межсистемными, т.к. аккумулируют данные смежных наук, оценивают их реальную научную значимость и прогностические возможности. Являясь универсальным языком науки, математика обеспечивает синтез прогностических и преобразовательных функций в реализации конкретных профессиональных задач, возможность обучения различным приемам мыслительной деятельности, детерминируемых конкретным содержанием сферы профессиональных компетенций (Гнеденко Б.В., Кудрявцев Л.Д. и др.).
Отсюда, целесообразно выделить как основную цель математического образования будущих инженеров фундаментальную подготовку по математике, как основу междисциплинарного синтеза в формировании навыков математического моделирования, в развитии готовности выпускника к профессиональной инженерной деятельности.
Проведем гносеологический анализ тенденций, сложившихся в современном образовательном пространстве и их влияний на потребности рынка профессионального труда.
Отмечается, что современная система профессионального образования не в полной мере соответствует структуре потребностей рынка труда. Это объясняется, прежде всего, тем, что «высшее образование слабо интегрировано с наукой», что все ярче определяется «невостребованностью на практике академических знаний», «оторванностью» обучения от сферы профессиональной деятельности будущих выпускников, особенно, обучения общенаучным дисциплинам, в частности, математическим [116; 195].
Модель фундаментальной математической готовности к конкурентной профессиональной деятельности инженеров морского транспорта
Прежде, чем приступить к алгоритмическому проектированию модели готовности инженера морского транспорта к профессиональной деятельности (в аспекте фундаментальной математической подготовки), необходимо было провести педагогический анализ этого феномена.
В науке понятие «готовность» определяется неоднозначно. Так в психолого-педагогических исследованиях встречаются такие трактовки как; наличие способностей (С.Л. Рубинштейн и Б.Г. Ананьев); целостное свойство личности (Г.А. Бокарева); синтез свойств личности (В.А. Крутецкий); ситуативное состояние (П.А. Рудик); сложное интегральное качество личности (В .И. Ширин-ский); психологический и нравственный показатель личности (Л.В. Кондраше-ва). Рассматривая готовность к выбору профессии, некоторые авторы выделяют такие компоненты как мотивационно-ценностный, личностный, волевой, операционный (Е.М Борисова, СИ. Вершинин и др.). При этом, готовность к принятию решения о профессиональном выборе принимается как сформиро-ванность у субъекта структуры личностных механизмов, обеспечивающих адекватный выбор одной из альтернатив его дальнейшего профессионального самоопределения. Здесь авторы придают важное значение операционному компоненту, включающему знание субъекта о развитии собственных способностей, о навыках и умениях определения соответствования профессионаланых требований собственным функциональным, психологическим и индивидуально типологическим психофизиологическим особенностям. Личностный же компонент предполагает значительное усиление операционного за счет развитого у субъекта комплекса профессионально важных качеств, адекватной самооценке этих качеств. Мотивационно-ценностный и волевой компоненты в единстве с первыми двумя придают некоторую целостность рассматриваемой готовности. Важным для нашего исследования является вывод о значимости операционного компонента в структуре готовности к выбору профессии.
Известны исследования проблем готовности к деятельности, где в качестве главных свойств личности принимаются психические свойства (Э.Ф. Зеер, Ю.М. Забродин, В.Т. Зазыкин, Ю.К. Стрелков, В.В. Сериков, М.И. Дьяченко, Л.А. Кандыбович и др.), что имеет большое значение для определенных видов деятельности и условий профессиональной среды.
Многоаспектное изучение готовности к профессиональной инженерной деятельности проводится учеными Калининградской научной школы в Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота (Г.А. Бокарева, М.Ю. Бокарев, Н.Ю. Бугакова, Ю.В. Бабулевич, В.Г. Гурьев, Т.М. Дерендяева, И.Б. Кошелева, А.П. Семенова, П.В. Поволяева, СВ. Шмелева и др.). Здесь выявляются особенности структуры готовности в зависимости от видов и условий профессиональной деятельности, в зависимости от мировых тенденций совершенствования техники и технологий в профессиональных средах, от прогресса науки, научных технологий, от объективных изменений в интеллектуальном развитии человека, от глобальных мировых тенденций практики, опережающей научное знание, и от тенденций развития научного знания и научных методов исследования окружающего мира. Такое направление методологически обусловлено системным подходом в единстве с дифферециально-интегральным (Г.А. Бокарева, [36]) и с учетом личностно-ориентированного и компетентносшого подходов, развиваемых в научном педагогическом пространстве. Кроме этого, важные теоретические выводы диагностируются как качественными методами оценки результата, так и количественными математическими (ГЛ. Бокарева, М,Ю, Бокарев, A.M. Подрейко и др.) [37;38;189 и др.]. Дифференциально-интегральный подход позволяет исследователям различных видов профессиональной готовности, дифференцировать ее качественные состояния по уровням развития [13;36;37;122;212], что является прогрессивным научным направлением профессиональной педагогики. Кроме этого, исследования названной школы объединяет общая идея - разработка научных основ профориентированного обучения (в лицее, в комплексах «лицей-вуз», в вузах, университетах, академиях и других учебных заведениях и образовательных структурах довузовского, вузовского, послевузовского, продолженного профессионального образования). Наше исследование осуществляется в рамках этой научной идеи, где особое место мы отводим рассмотрению системы дидактических целевых принципов профориентированного ориентирующего обучения математике специалистов определенного технического профиля (инженеров транспорта). Введенная в профориентированный процесс обучения математике система дидактических принципов преемственности и структурности отбора предметного содержания, предикативности, системной дифференциации и задачного обучения [35;39], рефлексивной непрерывности [212], может быть значительно расширена на основе все новых «интегратив-ных возможностей содержания изучаемого знания (учебного предмета) в структуре более сложных целостных систем общенаучных, общетехнических, профориентационных и социально-профессиональных знаний» [39].
Другим важным вопросом в теории профессионального обучения является педагогическая цель образовательного процесса, которая изучается в аспектах целостных образований личности будущих профессионалов (готовность, компетентность, культура и др.), рассматриваемых как компонент процесса и как психический феномен. В этой связи важно отметить, что главным, структурирующим компонентом является содержательно-процессуальный. Его присутствие во всех изучаемых структурах готовности представлено в различных аспектах и в зависимости от видов будущей профессиональной деятельности, современных тенденций в профессиональных средах и потребностей общества, государства и самой личности формируемого профессионала. Мы в нашем исследовании развиваем концепцию названной научной школы на примере профориентированного обучения математике инженеров водного транспорта, однако в качестве интегративного компонента рассматриваем мотива-ционно-целевой.
Обратимся прежде к фундаментальной математической готовности инженера транспорта к конкурентной профессиональной деятельности в соответствующих профессиональных средах (эксплуатация морских судов, перевозок на водном транспорте, управление и организация оптималвного режима перевозок, хранения, разгрузки и загрузки судов и др.).
Наше многолетнее изучение профессионального опыта выпускников Академии (БГА РФ), специалистов в области морских перевозок (получено более ста монографических «зарисовок» специфики профессиональной деятельности), изучение содержания специальных дисциплин Учебного плана и производственной практики, а также - математических методов транспортной логистики, позволили ввести следующее понимание сущности изучаемого феномена.
Принцип межсистемного моделирования содержания математических и специальных дисциплин при обучении математике инженеров транспорта
Одним из основных методологических инструментов развития фундаментальной математической готовности в нашем исследовании является межсистемное моделирование. Чтобы описать принципы межсистемного моделирования, остановимся на самом процессе моделирования более подробно. Сегодня моделирование является, пожалуй, одним из основополагающих способов познания, в котором изучение некоторых характеристик рассматриваемого объекта - оригинала заменяется изучением соответствующих характеристик другого объекта - модели. Модель это условный, материальный или идеальный, то есть мысленно воображаемый, конструируемый субъектом исследования объект, которым может быть замещен исходный объект - оригинал для более полного изучений некоторых сущностных характеристик данного оригинала. При построении модели системы ставится цель адекватности отражения характеристик реальной системы, которую эта модель представляет. Обычно модели создаются для следующих основных целей: изучения объекта, его структуры, механизма функционирования, внешних и внутренних связей, законов развития; для прогнозирования реакции объекта на различные внешние воздействия; для оптимизации объекта, его структуры при проектировании или конструировании этого объекта или оптимизации управления этим объектом, если объект уже существует. Моделирование можно условно разделить на два вида: идеальное и материальное. Материальное моделирование бывает натурным, физическим и аналоговым. Идеальное моделирование условно делится на знаковое, интуитивное или наглядное, а также информационное и математическое. Все модели могут быть разделены на два непересекающихся класса: статические и динамические. Основное свойство всех статических моделей - независимость изучаемых сущностных параметров от времени. Главной особенностью динамических моделей является непрерывность процесса конструирования на всех этапах развития модели и, соответственно, непрерывность реализации в процессе функционирования.
Профессиональная деятельность современных инженеров и, в частности, инженеров транспорта многофункциональна и полипредметна. В качестве таковой она может и должна стать основанием для интеграции учебных дисциплин, входящих в содержание высшего инженерно-технического образования [98]. К сожалению, приходится констатировать, что сегодня в структуре инженерного знания присутствует фрагментарность и раздробленность, отсутствует необходимая информационная гармония и единство. При использовании традиционных образовательных технологий будущие инженеры последовательно, но дискретно и обособленно изучают отдельные естественнонаучные и специальные технические дисциплины, пользуясь узкоспециализированными учебниками, Фрагменты целостных, по существу, технических знаний и сложных технических объектов изучаются изолированно друг от друга, что не позволяет увидеть целостной картины и овладеть предметом познания целиком. Для разработки обобщенных подходов к решению современных комплексных задач необходимо в первую очередь преодолеть те трудности, которые связаны с непрерывно усиливающейся дифференциацией знаний - результатом существующей в науке и технике узкопредметной специализации. Выходом из создавшейся тупиковой ситуации является упор на фундаментализацию образования. Выбор в качестве основного направления развития системы высшего образования его фундаментализации связан с особенностями развития современной цивилизации: нарастание кризисных явлений в экологии, энергетике, обострение социальных и национальных конфликтов, лавинообразный процесс нарастания информации и быстрая смена технологий. Повышенное внимание к фундаментализации образования является следствием стремления преодолеть в образовании профессиональную замкнутость и культурную ограниченность, повсеместная ориентация на широкообразованную и гармоническую личность, востребованную сегодня. Общество сегодня остро нуждается в специалистах, способных постоянно обновлять свои знания. Сегодня на первый план выходят творческие способности отдельных личностей, которые могут обеспечивать им конкурентоспособность. Высокий уровень конкурентоспособности подразумевает не только хорошее образование, но и способность к постоянному саморазвитию и самореализации в одном или нескольких видах творческой деятельности, овладение умениями и навыками работы в команде, способность находить процедуру (знания и действия), подходящую для решения конкретной проблемы. Все эти качества включает в себя понятие компетентности специалиста, которое характеризует его реальную способность к достижению цели или результата, в отличие от квалификации, характеризующей потенциальную способность к выполнению того или иного вида деятельности [19]. Наше исследование показало, что современные работодатели выдвигают такие требования к любому профессионалу, как умение общаться, непрерывно учиться, критически и логично мыслить, обладание умениями и навыками самоуправления, позитивного поведения и быстрой адаптации, а также умение работать в группе совместно с другими, а в случае необходимости занимать позицию лидера. Высшая математика как учебный предмет обладает огромным потенциалом для выработки и всестороннего развития критического и логического мышления. Продуктивность мышления и восприятия, развитие предметной речи, логическая полноценность аргументации, развитие умственных способностей могут быть реальным результатом математического образования при условии соответствующей его организации и структуризации.
Известно, что образование может считаться фундаментальным, если оно представляет собой процесс нелинейного взаимодействия человека с интеллектуальной средой, при котором личность воспринимает ее для обогащения собственного внутреннего мира и благодаря этому созревает для умножения потенциала самой среды. Задача фундаментального образования обеспечить наиболее оптимальные условия для воспитания гибкого и многогранного научного и научно-технического мышления, различных способов восприятия действительности, создать внутреннюю потребность в саморазвитии и самообразовании на протяжении всей жизни человека [223]. Таким образом фундаментальное образование реализует необходимое единство онтологического и гносеологического аспектов учебной деятельности. Онтологический аспект связан с познанием личностью окружающего ее мира, гносеологический с освоением необходимой методологии и приобретением новых навыков познания. Фундаментальное образование, являясь инструментом достижения научной компетентности, приобщения к гуманистической культуре, ориентировано на постижение глубинных, сущностных оснований и связей между разнообразными процессами, протекающими в окружающем нас мире. Являясь инструментом достижения эрудиции высокого уровня, оно ориентировано на широкие направления научного знания, прежде всего естественнонаучные и технические, охватывающие значительную совокупность близких специализированных областей.
Похожие диссертации на Развитие математической готовности инженеров морского транспорта к конкурентной профессиональной деятельности
