Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Проблемы содержания курса «Концепции современного естествознания» для студентов неинженерных специальностей высшего профессионального образования 15
1.1 Анализ изменений предметной структуры содержания естественнонаучной подготовки
1.2 Дидактическая система курса «Концепции современного естествознания» в педагогической теории и практике
1.3 Профессиональная направленность содержания курса «Концепции современного естествознания» 47
Выводы по первой главе 59
Глава 2 Проектирование системы лабораторно-практических занятий по курсу «Концепции современного естествознания»
2.1 Обоснование лабораторно-практических занятий как одной из составляющих дидактической системы курса «Концепции современного естествознания» 61
2.2 Теоретические основы проектирования профессионально направленного содержания лабораторно-практических занятий 68
2.2.1 Критерии отбора содержания лабораторно-практических занятий 69
2.2.2 Реализация требований профессиональной направленности содержания лабораторно-практических занятий 92
2.2.3 Дидактические средства обучения JQ2
2.3 Построение системы лабораторно-практических занятий
Выводы по второй главе 9
Глава 3 Разработка и экспериментальная проверка профессионально направленного содержания и учебно-методического обеспечения лабораторно-практических занятий по курсу «Концепции современного естествознания» для специальности «Экономика дорожного строительства» 122
3.1 Разработка профессионально направленного содержания лабораторно-практических занятий 122
3.2 Рабочие тетради как основа учебно-методического обеспечения лабораторно-практических занятий 144
3.3 Методика организации экспериментального обучения и анализ его результатов 152
Выводы по третьей главе , <-Q
Выводы 162
Библиография 166
Приложения 182
- Анализ изменений предметной структуры содержания естественнонаучной подготовки
- Обоснование лабораторно-практических занятий как одной из составляющих дидактической системы курса «Концепции современного естествознания»
- Разработка профессионально направленного содержания лабораторно-практических занятий
Введение к работе
Актуальность исследования. Вопросы содержания
естественнонаучного образования постоянно находятся в поле зрения учёных. С течением времени появляются новые знания в области естественных наук, изменяются цели образования и технологии обучения, что приводит к изменениям системы естественнонаучной подготовки в учреждениях общего и профессионального образования. Так поиски новых системообразующих оснований естественнонаучного образования в условиях бурного развития этой области знания привели к тому, что в предметной структуре естественнонаучной подготовки в середине 1990- годов появился новый учебный курс «Концепции современного естествознания» (КСЕ), в котором, по мнению авторов курса, реализован новый подход к формированию содержания обучения и естественнонаучного мышления на основе трансдисциплинарных идей и важнейших естественнонаучных концепций. Столь существенные инновации по сути являются революционными, поскольку новый курс введен вместо таких традиционных учебных предметов, в течение длительного времени сохранявшихся в системе профессионального образования, как «Физика», «Химия» и некоторые другие.
Анализ теории и практики обучения показывает, что сегодня не решены ещё многие дидактические вопросы преподавания курса КСЕ: нет единого мнения в отношении структуры курса и его содержания в целом; в отношении технологии обучения по курсу, включая особенности реализации его профессиональной направленности и др. Поэтому совершенствование дидактической системы курса КСЕ является актуальным на современном этапе социально-экономического развития и будет способствовать достижению высокого уровня профессионализма выпускников вузов.
Проблема исследования. К началу настоящего исследования достигнут значительный прогресс в построении дидактической системы
5 курса КСЕ: определено его место в системе естественнонаучной подготовки, что нашло отражение в ГОС ВПО, составлена примерная программа курса (О.Н. Голубева, Н.А. Добротина, А.Д. Суханов), разработано содержание обучения (О.Н. Голубева, А.А. Горелов, Т.Я. Дубнищева, В.Н. Лавриненко, В.М. Найдыш, СИ. Самыгин, А.Д. Суханов, СХ. Карпенков и др.).
Вместе с тем, по ряду вопросов преподавания курса ещё нет теоретически обоснованных ответов, что на практике приводит к попыткам самостоятельных решений. В частности, несмотря на то, что примерной программой курса рекомендованы только лекции и семинарские занятия, в ряде вузов страны разрабатываются и включаются в учебный процесс лабораторные и практические занятия (Владимирский государственный педагогический институт - В.У. Pay, Т.Ф. Pay, Донской государственный аграрный университет - СВ. Шаталов, МИИТ — А.В. Пауткина, Пензенский государственный университет - Ю.В. Горин, Л.И. Мокиевский и др., Поволжский технологический институт сервиса - А.И. Бочкарев, Сургутский государственный университет - В.М. Еськов, О.Е. Филатова), предлагаемое авторами учебников и учебных пособий содержание обучения, как правило, не в полной мере соответствует примерной программе курса и т.д.
В последнее время появляются исследования отдельных аспектов преподавания курса. В работах СЕ. Старостиной показывается эффективность использования теоретических основ методики обучения физике для практических занятий по курсу КСЕ со студентами гуманитарных специальностей, А.И. Бочкаревым предложено содержание курса КСЕ, средства и технологии обучения, направленные на формирование синергетического стиля мышления.
В педагогической теории разработаны основы профессиональной направленности обучения (В.И. Загвязинский, В.В. Краевский, А.Я. Кудрявцев, Н.В. Кузьмина, М.И. Махмутов, Р.А. Низамов, В.А. Сластенин, Н.К. Шабанов); рассмотрены методические аспекты профессиональной направленности курсов (Т.Н. Грань, НЛ. Лукошкина, СЮ. Черноглазкин и
др.); исследованы возможные уровни профилизации содержания обучения, отражающие степень проникновения специальных знаний в процесс изучения общенаучных дисциплин (Р.У. Ахмерова); разработаны методики и технологии реализации профессиональной направленности обучения (К.А. Балашов, 3. Бахадирова, М.Ю. Бокарев, Е.А. Василевская, Л.В. Масленникова, Т.В. Распопова, Н.М. Саянина, В.Г. Соловьянюк), в том числе для лабораторно-практических занятий (Б.Н. Мухаметова); определена роль межпредметной интеграции в профессионально направленном учебном процессе (Г.Н. Беспалов, СЮ. Бурмилова, Д.И. Пеннер, А.А. Серяков, Г.Н. Шишкин); выявлены способы и средства осуществления профессиональной направленности общеобразовательной подготовки студентов технических вузов на примере таких учебных предметов как физика, математика, химия, информатика (3. Бахадирова, Е.А. Василевская, Р.П. Исаева, И. Исакова, М.Б. Лебедева, СВ. Плотникова и др.).
Однако, до сих пор нет исследований и разработок по реализации профессиональной направленности курса КСЕ.
Таким образом, на основании проведенного нами анализа теоретических исследований и практики преподавания курса КСЕ можно констатировать, что дидактическая система курса нуждается в совершенствовании. В частности необходимо разрешение противоречий, которые заключаются в следующем:
1. Примерной программой курса КСЕ, предусмотренного ГОС, вместо традиционных естественнонаучных курсов «Физика», «Химия» и др. и созданного на основе их интеграции, рекомендованы только лекции и семинарские занятия. Поскольку названные курсы в отдельности наряду с лекциями и семинарами включают также лабораторные и практические занятия, то возникает вопрос: является ли такая, рекомендованная примерной программой, дидактическая система обучения по курсу КСЕ функционально полной? Возможно ли, необходимо ли дополнить эту дидактическую систему лабораторно-практическими занятиями (ЛПЗ)?
Если необходимость в ЛПЗ существует, то остается неясным, какими должны быть их содержание и учебно-методическое обеспечение.
До сих пор не выявлены возможности и не разработаны элементы содержания обучения, обеспечивающие профессиональную направленность курса КСЕ для студентов специальности «Экономика дорожного строительства».
Названные противоречия определили проблему и тему диссертационной работы «Совершенствование дидактической системы курса «Концепции современного естествознания» для студентов неинженерных специальностей»
Объект исследования - дидактическая система курса «Концепции современного естествознания» для студентов неинженерных специальностей.
Предмет исследования - совершенствование дидактической системы курса «Концепции современного естествознания» посредством включения в учебный процесс профессионально направленных ЛПЗ (на примере специальности "Экономика дорожного строительства").
Цель исследования состоит в обосновании необходимости и возможности включения в учебный процесс по курсу КСЕ для студентов неинженерных специальностей системы профессионально направленных ЛПЗ, в разработке их содержания и учебно-методического обеспечения применительно к специальности "Экономика дорожного строительства".
Гипотезу исследования составляет следующая совокупность предположений.
Реализуемая на практике дидактическая система курса КСЕ не является функционально полной, поскольку не содержит практической составляющей обучения и не обеспечивает необходимой профессиональной направленности содержания курса в том числе и прежде всего в виде ЛПЗ.
Система ЛПЗ должна отражать ключевые для данного курса вопросы трансдисциплинарных идей (модельности описания и иерархичности моделей Природы, единства объекта и его окружения, целостности Природы,
8 пространственно-временных отношений в Природе, экспериментальной достоверности) и важнейших естественнонаучных концепций (моделирования объектов и состояний, контролируемого воздействия, неконтролируемого воздействия и флуктуации, целостности объектов и состояний, единства пространственно-временных отношений в Природе, точного измерения и измерения в неклассическом естествознании).
3. Профессиональная направленность ЛПЗ (а следовательно и курса в
целом) может быть реализована путём теоретической и практической
профилизации содержания лабораторно-практических работ:
для иллюстраций и конкретизации теоретических положений естествознания используются примеры, связанные с содержанием специальной подготовки и профессиональной деятельности;
лабораторно-практические исследования (измерения, расчёты, сравнения и т.п.) проводятся на основе специализированных систем и объектов;
включаются задания с профессиональным содержанием, с использованием элементов оснащения, применительно к будущей специальности и др.
4. Повышению эффективности ЛПЗ будет способствовать
использование специально разработанных для этого курса профессионально
ориентированных рабочих тетрадей, включающих сведения по теории
изучаемого вопроса, описание используемых приборов и методов измерения,
содержание и алгоритм выполнения лабораторно-практической работы.
В соответствии с целью и гипотезой были определены следующие задачи исследования:
Провести анализ проблем содержания естественнонаучной подготовки студентов неинженерных специальностей высшего профессионального образования.
Обосновать ЛПЗ как один из обязательных компонентов дидактической системы курса КСЕ, обеспечивающих реализацию
9 практической составляющей обучения и профессиональной направленности курса.
Определить теоретические основы формирования содержания ЛПЗ по курсу КСЕ, выявить возможности реализации его профессиональной направленности для студентов специальности «Экономика дорожного строительства».
Разработать и экспериментально проверить профессионально направленное содержание и учебно-методическое обеспечение ЛПЗ по курсу КСЕ для студентов специальности «Экономика дорожного строительства».
Методологическую основу исследования составляют: системный подход к анализу педагогических явлений (С.А. Архангельский, И.В. Блауберг, Ю.А. Кустов, В.Н. Садовский, Э.Г. Юдин и др.); теоретические положения и выводы, представленные в научных трудах по терии общего и профессионального образования (Ю.К. Бабанский, С.Я. Батышев, B.C. Леднев, A.M. Новиков и др.), по проблемам структуры содержания образования (И.К. Журавлев, В.И. Загвязинский, В.В Краевский, B.C. Леднев, И.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый, Н.С. Пурышева, М.Н. Скаткин и др.), по психологии общего и профессионального образования (П.Я. Гальперин, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, З.А. Решетова, Н.Ф. Талызина и др.), по основам профессиональной направленности обучения (О.В. Долженко, В.И. Загвязинский, А.А. Кирсанов, В.Г. Соловьянюк, С.Ю. Черноглазкин, В.Л. Шатуновский и др.), по вопросам фундаментализации и целостности общего естественнонаучного образования (О.Н. Голубева, Ю.Г. Рудой, А. Д. Суханов).
Для решения поставленных задач применялся следующий комплекс методов исследования: изучение и анализ учебно-программной и нормативной документации; изучение и анализ психолого-педагогической и методической литературы; научно-методический анализ состояния проблемы исследования; дидактический анализ различных учебников, учебных пособий и др.; моделирование педагогического эксперимента; наблюдение,
10 анкетирование, педагогический эксперимент, тестирование и др.
Исследования проводились на базе Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета) в 4 этапа.
На первом этапе изучалась степень разработанности в теории и состояние практики преподавания курса КСЕ, его учебно-методическое обеспечение, возможности профилизации содержания обучения по общенаучным дисциплинам. Это позволило определить проблему исследования.
Второй этап включал определение цели, гипотезы, задач исследования, а также поиск возможностей осуществления профессиональной направленности ЛПЗ по курсу КСЕ для студентов специальности «Экономика дорожного строительства».
На третьем этапе были разработаны и апробированы содержательная и методическая компоненты ЛПЗ, а также рабочие тетради, служащие основой их учебно-методического обеспечения.
На четвертом этапе проводилась систематизация и обработка результатов педагогического эксперимента, обобщение полученных данных, написание текста диссертации.
Научная новизна результатов исследования.
Получена более совершенная дидактическая система обучения по курсу КСЕ, включающая помимо лекционных и семинарских занятий также профессионально направленные ЛПЗ.
Уточнены критерии отбора содержания ЛПЗ по курсу КСЕ: целостного отражение системообразующих компонентов курса, изоморфности содержания лабораторно-практических занятий содержанию курса, внутрипредметной целостности, минимума необходимого содержания, многократной применимости, междисциплинарного обеспечения и профессиональной целесообразности, соответствия возрастным особенностям обучаемых, соответствия трудоемкости лабораторно-
практических работ продолжительности ЛПЗ, соответствия содержания учебно-материальному и методическому оснащению занятий.
Выстроена система и разработано содержание профессионально направленных ЛПЗ по курсу КСЕ для студентов специальности «Экономика дорожного строительства».
Разработаны профессионально направленные рабочие тетради как основа учебно-методического обеспечения ЛПЗ по курсу КСЕ для студентов специальности «Экономика дорожного строительства».
Теоретическая значимость исследования состоит в обосновании:
ЛПЗ как одной из обязательных форм организации обучения в дидактической системе курса КСЕ, обусловленной требованиями функциональной полноты системы, экспериментальным характером естественнонаучных знаний, требованиями дидактики к обеспечению единства содержательной и процессуальной сторон обучения, структурного единства содержания образования на различных уровнях его формирования, научности обучения;
системы критериев отбора профессионально направленного содержания ЛПЗ по курсу КСЕ для студентов специальности «Экономика дорожного строительства»;
способов теоретической и практической профилизации содержания лабораторно-практических работ (использование примеров, связанных с профессиональной подготовкой и деятельностью по специальности «Экономика дорожного строительства», исследований на основе специальных систем и объектов, заданий с профессиональным содержанием и оснащением и др.).
Практическая значимость состоит в следующем: 1. Внедрение профессионально направленных ЛПЗ и их методического обеспечения в учебный процесс экономического факультета МАДИ (ГТУ) способствует повышению качества естественнонаучной подготовки
12 студентов, что подтверждает также целесообразность их использования в других учебных заведениях;
Разработанная в ходе исследования дидактическая система курса КСЕ для специальности «Экономика дорожного строительства» может использоваться как пример для создания аналогичных разработок по другим неинженерным специальностям («Управление персоналом», «Экономика автомобильного транспорта» и др.);
Результаты исследования (модель функционально полной дидактической системы курса) могут быть использованы при совершенствовании примерной программы курса КСЕ для неинженерных специальностей.
Основные положения выносимые на защиту:
Экспериментальный характер естественнонаучных знаний, требования дидактики к обеспечению единства содержательной и процессуальной сторон обучения, структурного единства содержания образования на различных уровнях его формирования, требование функциональной полноты дидактической системы и научности обучения позволяют утверждать, что наряду с лекциями и семинарами в курсе КСЕ необходимо предусматривать также ЛПЗ.
Построенная согласно выделенным критериям (целостного отражения системообразующих компонентов курса, изоморфности содержания ЛПЗ содержанию курса, внутрипредметной целостности, минимума необходимого содержания, многократной применимости, междисциплинарного обеспечения и профессиональной целесообразности, соответствия возрастным особенностям студентов, соответствия трудоемкости лабораторно-практических работ продолжительности ЛПЗ, соответствия содержания учебно-материальному и методическому оснащению занятий) система ЛПЗ по курсу КСЕ отражает ключевые трансдисциплинарные идеи (модельности описания и иерархичности моделей Природы, единства объекта и его окружения, целостности Природы,
13 пространственно-временных отношений в Природе, экспериментальной достоверности) и важнейшие естественнонаучные концепции (моделирования объектов и состояний, контролируемого воздействия, неконтролируемого воздействия и флуктуации, целостности объектов и состояний, единства пространственно-временных отношений в природе, точного измерения и измерения в неклассическом естествознании), определяющие облик современного естествознания, и соответствует дидактическим целям курса.
Результаты анализа характерологических особенностей объектов изучения на ЛПЗ по курсу КСЕ, объектов изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин, а также содержания профессиональной деятельности по специальности «Экономика дорожного строительства» позволяют утверждать, что профессиональная направленность ЛПЗ по курсу КСЕ может быть реализована на основе теоретической и практической профилизации содержания ЛПЗ, осуществляемой посредством иллюстрации рассматриваемых в курсе КСЕ понятий примерами из содержания специальной подготовки, использования для исследования специализированных систем и объектов, включения заданий с использованием оснащения, применяемого в рамках специальной подготовки и др.
Разработанные в качестве основы учебно-методического обеспечения профессионально направленных ЛПЗ по курсу КСЕ для студентов специальности «Экономика дорожного строительства» рабочие тетради, включающие сведения по теории изучаемого вопроса, описание приборов и методов измерения, содержание и алгоритм выполнения лабораторно-практической работы, способствуют повышению эффективности обучения по курсу.
Апробация исследования. Основные положения и результаты исследования докладывались на международных конференциях по инженерной педагогике (Бразилия - 2002,2003; Санкт-Петербург - 2002;
14 Германия - 2003, Швейцария - 2004), на заседаниях всероссийского семинара «Развитие инновационных педагогических технологий в инженерном образовании», на научно-методических семинарах кафедр физики и инженерной педагогики МАДИ (ГТУ), на научно-практических конференциях МГАУ (2003, 2004), на заседаниях кафедры педагогики и психологии МГАУ и др.
Внедрение результатов исследования осуществлялось на экономическом факультете МАДИ (ГТУ). Полученные результаты использовались для создания учебно-методического комплекса обеспечения профессионально направленного обучения студентов специальности «Экономика дорожного строительства» по курсу КСЕ.
Достоверность результатов исследования обеспечивается соответствующей целям и задачам методологией исследования; сочетанием количественного и качественного анализа материалов исследования; достоверность теоретических выводов подтверждается практическими результатами работы в течение трех лет.
Анализ изменений предметной структуры содержания естественнонаучной подготовки
Блок естественнонаучных дисциплин - один из наиболее устоявшихся в системе общего образования. В большинстве своем это те учебные предметы, с которых начиналось систематическое образование. Они эмпирически в течение столетий настолько отработаны, что внесение каких-либо изменений в содержание этой части образования требует очень серьезных научных обоснований и достижений. Естественно, что с течением времени изменялось научное знание, возникали новые идеи и концепции, появлялась новая информация по предметам изучения естественнонаучных дисциплин и новые подходы к определению структуры содержания этой составляющей образования. Однако в течение длительного времени, вплоть до второй половины XX века, не удавалось теоретически объяснить, почему эволюция общего образования привела именно к такой предметной структуре содержания общего образования, совершенна ли она, или необходимо иначе подходить к формированию предметной структуры содержания образования, а может быть, достаточно дополнить сложившуюся, как можно выстроить прогноз развития структуры. Эти и другие вопросы содержания образования были предметом исследований многих ученых. С позиций нашего исследования заслуживает внимания представленный в работах В.В. Краевского, И.Я. Лернера, М.Н. Скаткина и др. [39, 88, 151, 165] анализ исторических тенденций в развитии представлений о содержании общего среднего образования, опыт разработки его отдельных составляющих. Объективно разработка теории структуры содержания общего образования сдерживалась тем, что до определенного; времени не было достаточно совершенных теорий структуры личности и деятельности, также оставались неясными некоторые вопросы классификации наук. Только достигнутый к концу 60 - началу 70- годов уровень развития названных теорий обусловил возможность появления теории структуры содержания образования. B.C. Ледневу удалось разработать такую теорию структуры содержания общего образования, которая позволила не только понять и обосновать эмпирически сложившуюся структуру, но также выявить её недостающие компоненты.. В частности, B.C. Ледневым было обосновано включение в предметную структуру общего образования нового курса «Основы кибернетики», были разработаны его программа и содержание, первое учебное пособие, проведена их экспериментальная проверка. Таким образом, теория структуры содержания образования B.C. Леднева смогла предсказать появление нового учебного предмета. Фактически за последние 100 лет это единственный случай, когда был введен новый учебный предмет, который занял свое «законное» место в системе естественнонаучной подготовки. Проведенный анализ публикаций по вопросам содержания общего образования убедительно свидетельствует о том, что совершенствование содержания образования в целом, и в том числе естественнонаучной подготовки, всегда было и будет предметом исследования ученых (О.Ю. Афанасьева [3], А.И. Бочкарев [15], В.К. Викторов [23], Н.В. Виноградова [24], Р.П. Исаева [61], О.И. Полещук [117], Л.Ф. Филатова [169] и др.). Актуальность таких исследований существенно возрастает на современном этапе общественного развития. Особенности инноваций в системе российского образования обусловлены также известными социально-экономическими изменениями переходного периода, стратегией интеграции России в мировое образовательное пространство. Одним из важных направлений работы в области содержания образования сегодня является его стандартизация. В результате этой деятельности в образовательных стандартах выделен (в системе общеобразовательной подготовки) блок естественнонаучных дисциплин, определено их примерное содержание [32]. В ходе исследований, и особенно в связи с разработкой стандартов, предложена концепция формирования нового учебного предмета КСЕ на трансдисциплинарной основе (для специальностей неинженерного профиля). Этот курс предложен вместо ряда традиционных учебных предметов. Решение о создании нового курса — курса КСЕ - носит, по сути, революционный характер, поскольку этим курсом заменяются сформировавшиеся в структуре содержания образования и в течение длительного времени неизменно сохранявшиеся такие учебные предметы как, «Физика», «Химия», «Биология» и некоторые другие. В предложенном вместо них курсе КСЕ, по мнению авторов (О.Н. Голубева, Н.А. Добротина, А.Д. Суханов), реализуется новый подход к формированию его содержания, иной подход к формированию естественнонаучного мышления на основе трансдисциплинарных идей и важнейших естественнонаучных концепций. Основным назначением курса КСЕ, по мнению его разработчиков, является повышение общекультурного статуса студентов через ознакомление с естественнонаучной культурой, уровня их эрудиции в области современного естествознания, достижение высокого и устойчивого уровня профессионализма через фундаментализацию естественнонаучного образования [120, с.2].
Обоснование лабораторно-практических занятий как одной из составляющих дидактической системы курса «Концепции современного естествознания»
В лекционно-семинарской системе обучения (вузовской) основными аудиторными формами организации учебного процесса являются лекции, семинары, лабораторные и практические занятия. Как правило (особенно по инженерным специальностям) общепрофессиональные и специальные дисциплины предусматривают все названные виды аудиторных занятий. Понятно, что дополнение лекций семинарскими, лабораторными и практическими занятиями позволяет лучше усвоить материал, обеспечивает закрепление знаний, формирование умений, придает учебному процессу в целом практическую направленность и т.п.
Возможность организации лабораторных и практических занятий определяется многими факторами (мы не рассматриваем субъективные: наличие необходимых лабораторий, оборудования, расходных средств, учебного персонала и др.). Одним из определяющих является характер содержания изучаемого материала. В некоторых случаях, чаще применительно к общеобразовательным дисциплинам (например, философия, история и т.п.), лабораторный эксперимент (исследования) или практические упражнения лежат в иной сфере, за пределами общепринятых в учебном процессе в вузе лабораторных и практических занятий.
Учитывая специфику естественнонаучной подготовки студентов в курсе КСЕ, необходимо провести анализ содержания обучения на предмет возможности и необходимости использования лабораторных и практических занятий для повышения эффективности изучения курса.
Поскольку в педагогической теории и практике встречаются некоторые недоговоренности в отношении использования понятий "лабораторное", "практическое" и "лабораторно-практическое" занятия, остановимся кратко на терминологической стороне вопроса и определении места лабораторно-практических занятий в структуре образования. «Практическое и теоретическое обучение, являясь относительно обособленными самостоятельными сквозными линиями образования, находятся в определенной взаимозависимости. Развертывание каждой из них имеет свою внутреннюю логику и вместе с тем они взаимообусловлены, взаимопроникая, образуют зону пересечения, которая включает лабораторно-практические занятия (ЛПЗ) (рис.1)» [74, с.66].
Назначение и суть лабораторных занятий, практических занятий и ЛПЗ состоит в следующем: «Лабораторные занятия заключаются в постановке лабораторных экспериментов для наблюдения и анализа изучаемых явлений и закономерностей, свойств веществ и предметов и т.д.; практические - для формирования у обучаемых первоначальных умений выполнения отдельных приемов обращения с техникой, расчетных операций и т.п. На ЛПЗ закрепляются знания, усвоенные на теоретических занятиях. Характеризуя ЛПЗ как один из элементов системы обучения, можно сказать, что они являются первым шагом в направлении от теоретического к практическому обучению, выполняют роль связующего звена между ними, обеспечивающего необходимую преемственность в обучении» [там же, с.69].
Разработка профессионально направленного содержания лабораторно-практических занятий
В эту часть объединены все занятия, на которых студенты приобретают знания и умения, используемые затем почти на всех последующих занятиях и при изучении общепрофессиональных и специальных дисциплин, т.е. являющиеся «сквозными». Целями выполнения работ этой части являются:
1. Закрепление знаний о существовании трансдисциплинарных идей в естествознании, в частности: модельности описания и иерархичности моделей Природы, экспериментальной достоверности.
2.3акрепление знаний о следующих концепциях естествознания:-концепции точного измерения (в классическом естествознании). Суть её заключается в том, что, подбирая все более чувствительный прибор, можно сделать измерение абсолютно точным и свести все погрешности измерения к нулю;
- концепции пространственно-временных отношений в природе, суть которой состоит в том, что не существует пространственных и временных отношений по отдельности. Любой процесс в природе происходит в некоторой области пространства, а любой материальный объект как-то меняется со временем [161].
3.Формирование умений выполнения прямых и косвенных измерений (умений работы с простыми приборами, вычисления средних значений измеряемых величин и их погрешностей).
Формирование умения сравнивать расчетные величины друг с другом и с известными из практики величинами такой же размерности.
5.Формирование навыков приведения единиц измерения всех величин в СИ.
6. Формирование умения устанавливать причинно-следственные связи (представлений о том, что результат не должен быть больше абсолютной погрешности, относительная погрешность измерений не должна быть больше или равна единице и др.).
Рассмотрим способы достижения этих целей. Трансдисциплинарная идея экспериментальной достоверности состоит в том, что, по-прежнему, эксперимент остается критерием истинности теории, но эта критериальность приобретает более широкий смысл: сущность объектов многопланова и для ее познания необходим широкий спектр достоверных фактов. Поэтому во время вводной беседы акцентируется внимание на том, что трансдисциплинарная идея—экспериментальной достоверности существует, раскрывается ее суть, приводятся примеры из различных областей естественнонаучного знания. В процессе выполнения студентами работы они знакомятся с методами измерения, измерительными приборами, единицами измерения различных величин, различными системами единиц, то есть имеют возможность понять сущность трансдисциплинарной идеи экспериментальной достоверности на практике.
Трансдисциплинарная идея модельности описания и иерархичности моделей природы заключается в том, что познание природы состоит не в установлении присущих ей абсолютных законов, а в построении адекватных научных моделей. Поэтому во время вводной беседы мы так же обсуждаем вопрос о том, с какой моделью явления, действия, процесса мы будем иметь дело при выполнении этой работы.
Формирование умения сравнивать расчетные величины друг с другом и с известными из практики величинами такой же размерности и умения устанавливать причинно-следственные связи происходит в процессе выполнения расчетов результатов измерений и во время беседы с преподавателем на занятии, посвященном защите работы.
Проверка достижения этих целей осуществляется следующим образом. Сформированность умений выполнения прямых и косвенных измерений, умения сравнивать расчетные величины друг с другом и с известными из практики величинами такой же размерности, умений и навыков приведения единиц измерения всех величин в СИ, умения устанавливать причинно-следственные связи проверяется при защите работ. Если все измерения и вычисления выполнены верно, то это означает, что эти умения сформированы. Если же не верно, то в процессе обсуждения с преподавателем вопроса о том, где, какие и почему допущены ошибки (а после этого повторения измерений и вычислений), так же происходит формирование этих умений.
На итоговом занятии проводится тестирование студентов с использованием тестовых заданий на уровне узнавания и понимания (по В.П. Беспалько).
