Дифференциация обучения физике бакалавров технических направлений подготовки как условие формирования их общекультурных и общепрофессиональных компетенций Павлуцкая Нина Максимовна

Содержание к диссертации

Введение

ЧАСТЬ 1 Теоретический аспект исследования 20-148

ГЛАВА 1. Состояние проблемы подготовки по физике бакалавров в технических вузах в условиях реализации положений Болонского процесса 20-57

1.1 Обучение физике бакалавров технических направлений подготовки в рамках реализации Болонских соглашений 20-32

1.2 Современные проблемы обучения физике бакалавров технических направлений подготовки 32-47

1.3 Основные понятия теории дифференцированного обучения 47-54

Выводы по Главе 1 55-57

ГЛАВА 2. Теоретические основы построения нелинейных образовательных траекторий при обучении физике бакалавров технических направлений подготовки 58-106

2.1 Активные и интерактивные методы обучения и их применение при обучении физике в техническом вузе 58-81

2.2 Образовательные траектории, обеспечивающие индивидуализацию обучения в высшей школе 81-96

2.3 Синергетический подход к построению нелинейных образовательных траектории бакалавров технических направлений подготовки при обучении физике 96-103

Выводы по Главе 2 104-106

ГЛАВА 3. Концепция и модель методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий 107-147

3.1 Структура концепции методической системы

дифференцированного обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий 107-115

3.2 Конкретизация структурных элементов концепции методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий ... 115-143

3.2.1 Основные идеи и ведущие принципы концепции 116-119

3.2.2 Основные положения концепции методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий 119-122

3.2.3 Модель методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий 123-128

3.2.4 Прикладной блок концепции методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий 129-143

Выводы по Главе 3 144-147

ЧАСТЬ 2 Экспериметнальный и практический аспекты исследования 148-243

ГЛАВА 4. Экспериментальные основания методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий 148-209

4.1 Общая характеристика экспериментального аспекта исследования 148-160

4.2 Поиск путей реализации методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий 160-179

4.3 Исследование влияния нелинейности образовательных траекторий при обучении физике студентов бакалавриата технического вуза на качество инженерного образования 179-207 Выводы по Главе 4 208-209

ГЛАВА 5. Методическая система дифференцированного обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий

5.1 Методика построения нелинейных образовательных траекторий при организации самостоятельной работы студентов с теоретическим материалом

5.2 Методика построения нелинейных образовательных траекторий при проведении практических занятий по физике .

5.3 Методика построения нелинейных образовательных траекторий при проведении лабораторных занятий по физике

5.4 Методика построения нелинейных образовательных траекторий в проектной деятельности студентов

5.5 Общая характеристика деятельности преподавателя и обучающихся в рамках реализации методической системы дифференцированного обучения физике на основе нелинейных образовательных траекторий

Заключение

Список литературы

• Современные проблемы обучения физике бакалавров технических направлений подготовки
• Образовательные траектории, обеспечивающие индивидуализацию обучения в высшей школе
• Конкретизация структурных элементов концепции методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий
• Методика построения нелинейных образовательных траекторий при проведении практических занятий по физике

Введение к работе

Актуальность исследования. В последние годы создание единого европейского образовательного пространства привело к выработке общих критериев образовательной политики в рамках Болонского процесса и превратило образование в один из важнейших элементов социальной инфраструктуры развитых государств.

Все положения Болонской декларации нашли свое отражение в нормативных документах, принятых в последние годы в России, таких как: Государственная программа РФ "Развитие образования" на 2013 - 2020 г.г.; Прогноз долгосрочного социально-экономического развития РФ на период до 2030 г.; Концепция Федеральной целевой программы развития образования на 2016 - 2020 годы; ФГОС ВО нового поколения.

Как отмечается во всех нормативных документах, образование в современном общественном развитии - один из основных инструментов повышения конкурентоспособности страны в целом, что, приводит к необходимости поиска новых форм и методов обучения.

Новые ФГОС ВО основаны на компетентностном подходе и предполагают оценивание качества профессионального образования через компетенции выпускника. При этом критерием оценки качества образования выступает профессиональная компетентность, которая определяется не только знаниями, умениями, навыками и способами их реализации в деятельности, но и уровнем успешности взаимодействия с окружающей средой.

Реализация Болонских соглашений привела к переходу высшего образования в России на многоуровневую систему. Поэтому вузы, готовившие ранее специалистов, перешли на подготовку бакалавров определенных направлений подготовки и магистров. Подобный переход повлек за собой существенное сокращение академических часов на изучение отдельных дисциплин, в том числе, базовых, таких как физика и математика. Однако оценка качества подготовки выпускников вуза осуществляется не только в компетентностном формате, уровень усвоения знаний и умений также не исключается из процесса оценки качества подготовки выпускника. Большое внимание компетентност-ному подходу в обучении уделено в работах Э.Ф. Зеера, И.А. Зимней, А.М. Павловой, Е.Е. Пугачевой, Э.Э. Сыманюк, ЮГ. Татура, Ю.В. Толбатовой, А.В. Хуторского и др. Изучение работ данных авторов позволило выбрать адекватные способы формирования компетенций у студентов бакалавриата и способы оценки уровня их сформированности.

Констатирующий эксперимент, проведенный в 2008-2011 г.г., включал в себя интервьюирование коллег выпускающих кафедр, а также преподавателей различных вузов, анализ ведомостей успеваемости всего периода обучения более 1000 студентов, а также анализ результатов входного контроля студентов, изучающих курс общей физики, показал, что сокращение академических час

индивидуальных способностей обучающихся отрицательно сказывается на качестве инженерного образования.

Анализ нормативных документов, касающихся сферы высшего образования, показал, что из широкого перечня компетенций, формируемых при обучении в вузе, в рамках традиционного преподавания курса общей физики возможно формирование двух общепрофессиональных компетенций:

(ОПК-1) способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы компьютерного моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

(ОПК-2) способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать их для решения соответствующий физико-математический аппарат.

При традиционном обучении предлагаются единые последовательность и глубина изучения учебного материала, предъявляются единые требования ко всем обучающимся, для всех участников образовательного процесса предполагается единственно возможный путь достижения образовательных результатов, а, следовательно, отсутствует внутренняя дифференциация. В этом случае траектории можно условно назвать линейными. Они, в отличие от нелинейных, хоть и позволяют существенно экономить учебное время, но приоритет отдают процессу получения информации, а не развитию обучающегося, т.е. не позволяют учитывать его индивидуальные особенности. Следовательно, необходимы специальные меры для расширения спектра формируемых компетенций при обучении физике, а также переход к такой модели образовательного процесса, в которой создаются условия, где учащийся – объект педагогического воздействия, получающий знания практически в готовом виде, становится обучающимся, то есть субъектом образовательного процесса приобретения общекультурных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций.

Такие условия возникают при построении нелинейных образовательных траекторий студентов.

Под нелинейными образовательными траекториями предлагается понимать такой вид образовательных траекторий, который характеризуется многовариантностью путей достижения образовательных результатов и обеспечивает накопление, развитие и реализацию интеллектуального и творческого потенциала студента. Продвигаясь по нелинейной образовательной траектории, обучающийся может активно участвовать в образовательном процессе на основе вариативности содержания учебного материала, последовательности и глубины его изучения, а также методов и форм познавательной деятельности, исходя из индивидуальных особенностей, потребностей, будущих профессиональных интересов и намерений, при ведущей роли самостоятельности и саморазвития.

Они отличаются от традиционных форм обучения своей вариативностью и предполагают достаточно большую свободу выбора обучающимися дисциплин, перечисленных в учебном плане, свободу выбора уровня сложности изучения дисциплины, то есть обеспечивают высокий уровень индивидуализации высшего образования.

Вопросы реализации нелинейности образовательного процесса рассматриваются в работах Г.В. Гордияновой, А.К. Бурцева, А.Ю. Мельвиля. В них речь идет о курсах по выбору студентов, т.е. о вариативной части процесса обучения в вузе, при этом дисциплины, входящие в базовый блок не берутся во внимание.

Возможность выбора каждым субъектом при нелинейном образовательном процессе цели, содержания, способов получения знаний создает условия, при которых осваиваемые знания становятся личностно значимыми, неким продуктом познавательного процесса, собственностью определенного человека, они тесно связаны с индивидуальными особенностями и являются источником формирования общекультурных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций.

Физика в технических университетах относится к дисциплинам, входящим в базовую часть учебного плана, в которой курсы по выбору решающей роли не играют. Построение нелинейных образовательных траекторий студентов в этом случае можно осуществить при реализации уровневой дифференциации.

Идеи дифференциации и индивидуализации процесса обучения подробно рассмотрены в работах А. А. Бударного, В.А. Ганзена, В.И. Загвязинского, Г.И. Китайгородской, Т.И. Кутовой, М.А. Мельникова, В.М. Монахова, Л.Ю. Образцовой, И.М. Осмоловской, Ю.В. Парышева, Н.С. Пурышевой, Н.И. Ремизовой, И.Э. Унт, В.В. Фирсова и др. Более того, доказанная эффективность применения дифференциации обучения привела к ее широкому применению в процессе обучения различным дисциплинам, к сожалению, в

основном, в общеобразовательной школе. Цели дифференциации процесса обучения для среднего и высшего образования различны: если в первом случае важной целью выступает профориентация школьников, то студенты уже определились с выбором профессионального пути, и на первый план выходят цели создания условий для более глубокого усвоения учебного материала, более полного раскрытия и развития индивидуальных особенностей обучающихся для формирования компетенций студентов бакалавриата.

Применение внутренней дифференциации обучения физике позволяет не только осуществлять построение нелинейных образовательных траекторий бакалавров в рамках дисциплины, обязательной для изучения всеми студентами, но и учитывать их индивидуальные особенности, что способствует повышению качества образования бакалавров. Сказанное свидетельствует о существовании противоречий:

1. между необходимостью при обучении физике формировать у обучающихся готовность к решению профессиональных задач и невозможностью в полной мере решить эту задачу в рамках традиционного образовательного процесса;

2. между необходимостью учета в процессе обучения физике в техническом вузе индивидуальных особенностей обучающихся, что предполагает построение нелинейных образовательных траекторий, и существующими в педагогической теории моделями образовательных систем, реализующими «линейные» образовательные траектории;

3. между современным требованием усиления роли самостоятельной работы студентов вузов и ограниченной возможностью это требование учесть в рамках «линейных» образовательных траекторий в связи с неготовностью выпускников школ к данному виду деятельности.

Необходимость разрешения данных противоречий обусловливает актуальность исследования по теме «Дифференциация обучения физике бакалавров технических направлений подготовки как условие формирования их общекультурных и общепрофессиональных компетенций» и его научную проблему, состоящую в поиске ответа на вопрос: «Какой должна быть методическая система дифференцированного обучения физике бакалавров, позволяющая формировать их общекультурные и общепрофессиональные компетенции?»

Решением данной проблемы может стать построение нелинейных образовательных траекторий при обучении физике.

Объект исследования – процесс обучения физике бакалавров технических направлений подготовки.

Предмет исследования – методическая система дифференцированного обучения физике бакалавров технических направлений подготовки как условие формирования их общекультурных и общепрофессиональных компетенций.

Цель исследования – теоретическое обоснование и разработка методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров технических направлений подготовки как условия формирования их общекультурных и общепрофессиональных компетенций.

Гипотеза исследования формулируется следующим образом: дифференциация обучения физике бакалавров позволит расширить спектр и/или повысить качество формируемых общекультурных и общепрофессиональных компетенций студентов бакалавриата, повысить их познавательную и профессиональную мотивацию, если будет основана на построении нелинейных образовательных траекторий с учетом индивидуальных особенностей студентов на основе вариативности содержания учебного материала, последовательности и глубины его изложения при ведущей роли самостоятельности и саморазвития обучающихся.

В соответствие с целью и гипотезой в ходе исследования решались следующие задачи:

1. Выявить состояние проблемы дифференциации обучения физике в техническом вузе, современные методологические подходы к построению системы обучения физике в вузе.

2. Теоретически обосновать целесообразность и выявить специфику построения нелинейных образовательных траекторий при обучении физике бакалавров технических направлений подготовки.

3. Определить структуру концепции и разработать концепцию методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров технических направлений подготовки как условия формирования их общекультурных и общепрофессиональных компетенций.

4. Создать модель методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров технических направлений подготовки как условия формирования их общекультурных и общепрофессиональных компетенций.

5. Исходя из целей и задач обучения, разработать методики построения нелинейных образовательных траекторий при обучении физике бакалавров для различных видов учебно-познавательной деятельности, создать учебно-методическое обеспечение обучения физике в бакалавриате, позволяющее реализовать дифференциацию образовательного процесса, предложить систему диагностики образовательных результатов.

6. Экспериментально проверить гипотезу исследования.

Для решения поставленных задач использовались такие методы и виды деятельности, как:

1. анализ психолого-педагогической, философской и научно-методической литературы, диссертационных работ по проблеме исследования; изучение нормативных документов, посвященных стратегии развития образования в современном обществе, с целью постановки конкретных задач исследования и определения путей достижения цели исследования;

2. теоретические методы исследования методических проблем (анализ и синтез, обобщение, проведение аналогий), проектирование и моделирование учебного процесса, системный подход;

3. экспериментальные методы и формы работы (исследование констатирующего, поискового и формирующего характера с использованием анкетирования; наблюдения педагогических явлений; личного преподавания в вузе; проведение входного, текущего и итогового контроля и иных работ для обучающихся; беседы, анкетирование преподавателей, студентов; тестирование студентов бакалавриата; статистические методы обработки результатов педагогического эксперимента, а также опытная проверка и внедрение предлагаемых методических решений).

Методологической и теоретической основой исследования являются:

нормативно-правовые документы в области образовательной политики Российской Федерации: Государственная программа РФ "Развитие образования" на 2013 - 2020 гг.; Прогноз долгосрочного социально-экономического развития РФ на период до 2030 г.; Концепция Федеральной целевой программы развития образования на 2016 - 2020 годы; ФГОС ВО;

основы дидактики высшей и общеобразовательной школы (В.И. Андреев, Ю.К. Ба-банский, Е.В. Бондаревская, А.В. Коржуев, СВ. Кульневич, В.В. Краевский, Н.В. Михалкович, П.И. Пидкасистый, В.А. Попков, И.И. Прокопьев, В.Д. Симоненко, И.Ф. Харламов, А.В. Хуторской);

идеи системно-деятельностного подхода (А.Г. Асмолов, Б.Ц. Бадмаев, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, И.И. Ильясов, А.Н. Леонтьев, З.А. Решетова, Н.Ф. Талызина, Д.Б. Эльконин);

идеи и проблемы обучения студентов в вузе (А.Е. Айзенцон, Л.А. Бордонская, В.В. Зауткин, О.Н. Крохин, Ю.Н. Кульчин, А.Н. Лавренина, Л.В. Масленникова, И.А. Мамаева, А.Б. Ольнева, Л.А. Прояненкова, Н.В. Шаронова и др.);

идеи и проблемы компетентностного подхода в образовании (О.А. Гранчина, В.Ф. Дмитриева, Э.Ф. Зеер, ИАЗимняя, А.М. Павлова, Е.Е. Пугачева, В.Ф. Самойленко, Э.Э. Сыманюк, ЮГ. Татур, Ю.В. Толбатова и др.);

идеи нелинейности процесса обучения (А.К. Бурцев, Г.В. Гордиянова, А.Ю. Мель-виль);

идеи дифференциации и индивидуализации процесса обучения (А. А. Бударный, В. А. Ганзен, В.И. Загвязинский, Г.И. Китайгородская, Т.И. Кутовая, М.А. Мельников, В.М. Монахов, И.М. Осмоловская, Л.Ю. Образцова, Ю.В. Парышев, Н.С. Пурышева, Н.И. Ремизова, И.Э. Унт, В.В. Фирсов и др.);

идеи синергетического подхода к образованию (Л.А. Асланов, М.В. Богуславский, В.Г. Буданов, Ф.М. Дягилев, В.А. Игнатова, Е.Н. Князева, О.В. Копаев, Е.Ю. Матвеева, С.Н. Симонов, Н.М. Таланчук, Г. Хакен, С.С. Шевелева и др.);

идеи построения индивидуальных образовательных траекторий (Е.А. Александрова, С.А. Вдовина, М.А. Дубик, С.Л. Климинская, А.Н. Строганова, Н.Н. Суртаева, Э.П. Черняева и др.);

идеи активных и интерактивных методов обучения (Ю.В. Гущин, Ю.Э. Краснов, Л.Г. Павлова, Т.С. Панина, Е.Н. Погребная, И.А. Маланов, А.М. Смолкин);

идеи применения информационных технологий в образовательном процессе (Г.О. Аствацатуров, И.П. Буров, Ю.А. Гороховатский, СВ. Еремин, Е.О. Иванова, Е.Ю. Игнатьева).

Научная новизна исследования заключается в следующем.

1. Предложено в качестве теоретических основ методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров технических направлений подготовки как условия формирования их общекультурных и общепрофессиональных компетенций применить внутреннюю дифференциацию в форме не только уровневой дифференциации, но и индивидуального подхода (как вариативности по выбору студента содержания, форм и методов обучения), а также синергетический подход, позволяющий рассматривать академическую группу как открытую саморазвивающуюся систему.

2. Разработана концепция методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров технических направлений подготовки как условия формирования их общекультурных и общепрофессиональных компетенций, включающая нормативные основания, дидактические, общеметодологические и частнометодиче-ские принципы как основание концепции; основные положения, входящие в ее ядро; теоретический блок, раскрывающий модель методической системы; прикладной блок, содержащий единые по структуре модели реализации нелинейных образовательных траекторий в различных видах учебно-познавательной деятельности по физике, а именно:

при организации самостоятельной работы студентов с теоретическим материалом;

при проведении практических занятий по физике;

при проведении лабораторных работ по физике;

в учебной проектной деятельности.

3. Создана методическая система дифференцированного обучения физике бакалавров
технических направлений подготовки как совокупность четырех методик построения
нелинейных образовательных траекторий для различных видов познавательной деятель
ности в процессе обучения физике бакалавров технических направлений подготовки:

V при организации самостоятельной работы студентов с теоретическим материалом;

при проведении практических занятий по физике;

V при проведении лабораторных работ по физике;

в учебной проектной деятельности.

4. Разработано учебно-методическое обеспечение четырех методик построения нелинейных образовательных траекторий для различных видов познавательной деятельности, включающее систему дифференцированных обучающих и диагностических заданий.

5. Доказано, что для успешной реализации методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров технических направлений подготовки необходимо применение в единстве всех четырех методик построения нелинейных образовательных траекторий в основных видах учебно-познавательной деятельности студентов, поскольку применение отдельных методик не позволяет осуществить внутреннюю дифференциацию при обучении физике в полной мере.

6. Определен и расширен спектр формируемых в процессе обучения физике обще
культурных и общепрофессиональных компетенций бакалавров, а именно показано, что
в дополнение к общепрофессиональным компетенциям, формируемым при традицион
ном процессе обучения физике, реализация нелинейных образовательных траекторий
позволяет формировать общекультурные компетенции, которые выражаются в способ
ностях к коммуникации для межличностного взаимодействия, работы в коллективе, к
самоорганизации и самообразованию, а также в умениях осуществлять поиск, хранение,
обработку и анализ информации, представлять ее в требуемом формате с применением
компьютерных и сетевых технологий.

Теоретическое значение исследования заключается в том, что его результаты вносят вклад в развитие теории и методики обучения физике (уровень высшего образования) за счет:

1. расширения понятия об индивидуализации и дифференциации обучения при рассмотрении понятия уровневой дифференциации как средства построения нелинейных образовательных траекторий в рамках обязательной дисциплины (физики) при обучении бакалавров технических направлений подготовки;

2. конкретизации понятия индивидуального подхода применительно к обучению физике в вузе как вариативности по выбору студента содержания для дополнительного изучения, форм и методов познавательной деятельности;

3. введения в методологию науки понятия нелинейных образовательных траекторий как способа накопления, развития и реализации интеллектуального и творческого потенциала студента, при котором обучающийся может активно участвовать в образовательном процессе, исходя из индивидуальных особенностей, потребностей, будущих профессиональных интересов и намерений, при ведущей роли самостоятельности и саморазвития;

4. разработки концепции и модели методической системы дифференцированного обучения физике, реализуемой на основе нелинейных образовательных траекторий бакалавров технических направлений подготовки как условия формирования их общекультурных и общепрофессиональных компетенций;

5. расширения номенклатуры формируемых в процессе обучения физике бакалавров технических направлений подготовки компетенций;

6) развития идеи профессиональной направленности обучения физике с точки зрения влияния нелинейных образовательных траекторий, обеспечивающих взаимосвязь мотивации и рефлексии, на развитие профессиональной направленности студентов бакалавриата.

Практическое значение исследования заключается в том, что созданы учебно-методические материалы для реализации методической системы по курсу общей физики для бакалавров технических направлений подготовки (для 10, 8 и 6 зет):

учебно-методические комплексы по общей физике для разных направлений подготовки бакалавриата;

видео-лекции по ряду тем курса общей физики;

разноуровневые диагностические задания для организации текущего контроля на практических занятиях;

разноуровневые лабораторные работы;

тематика, рекомендации для преподавателей и требования к учебным проектам.

Применение разработанных методических и дидактических средств дает возможность реализации нелинейных образовательных траекторий обучающихся в различных видах учебно-познавательной деятельности и может быть использовано при написании учебных и методических пособий по физике для бакалавров технических направлений подготовки.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Для учета индивидуальных особенностей при обучении физике бакалавров технических направлений подготовки необходима внутренняя дифференциация (как реализация индивидуального подхода и уровневой дифференциации) на основе построения нелинейных образовательных траекторий рамках дисциплины, входящей в базовую часть учебного плана.

2. Внутренняя дифференциация обучения физике бакалавров технических направлений подготовки расширяет спектр формируемых компетенций, а именно позволяет формировать компетенции, связанные с коммуникативными и информационными умениями, а также со способностями к саморазвитию, за счет построения нелинейных образовательных траекторий в различных видах познавательной деятельности.

3. Нелинейность образовательных траекторий при обучении физике бакалавров технических направлений подготовки может быть обеспечена применением синергетиче-ского подхода, позволяющего рассматривать академическую группу как открытую саморазвивающуюся систему, отдельные элементы которой стремятся по различным траекториям к определенному аттрактору - цели обучения.

4. Для физики как дисциплины, входящей в базовую часть учебного плана, существуют инвариантные темы для обязательного изучения всеми обучающимися, поэтому нелинейность образовательных траекторий реализуется через различие в последовательности изучения материала, вариативность содержания курса физики по глубине и уровням сложности изучаемого материала, организацию учебной проектной деятельности.

5. Ведущим условием реализации методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров технических направлений подготовки является применение в единстве методик построения нелинейных образовательных траекторий в таких видах учебно-познавательной деятельности обучающихся, как

1. самостоятельная работа студентов при изучении теоретического материала,

2. решение задач на практических занятиях,

3. экспериментальная деятельность на лабораторных занятиях,

4) выполнение учебных проектов.

6. Повышение познавательной и профессиональной мотивации обучающихся может обеспечиваться при взаимодействии через социальные сети при обучении физике, организации самостоятельной работы студентов в активной и интерактивной формах и при выполнении учебных проектов, которые отражают уровень сформированности компетенций и индивидуальные особенности обучающихся и являются наиболее ярким выражением нелинейности образовательных траекторий не только при обучении физике, но и дальнейшем образовательном процессе.

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования докладывались на конференциях: международных - XLVIII заочная конференция International Research Journal, 2016; Москва, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016 (МПГУ); Москва, 2006 (ФССО-06), 2008 (ФССО-08); Пенза, 2008; Кемерово, 2009; всероссийских - Томск, 2005, 2006; Глазов, 2007; Махачкала, 2008; Благовещенск, 2009; Улан-Удэ, 2008, 2011, 2013; Коломна, 2015; региональных – Улан-Удэ, 2008, 2011; внутривузовских – Улан-Удэ, 2005, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016. Кроме этого, докладывались на кафедре теории и методики обучения физике МПГУ и кафедре физики ВСГУТУ и кафедре общей физики БГУ.

Основные этапы научного исследования:

1. этап (2008-2011) – анализ состояния обучения физике в техническом вузе; изучение современных методологических подходов к построению системы обучения физике в вузе; определение путей проведения дальнейшего исследования; поиск идеи, которая могла бы стать основанием для реализации нелинейности образовательного процесса.

2. этап (2009-2014) – поиск оснований концепции и разработка концептуальных положений методической системы обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий; поиск дидактических и методических решений задач реализации концептуальных положений методической системы; теоретическое обобщение и систематизация накопленного исследовательского и методического материала; первичная формулировка гипотезы исследования.

3 этап (2014-2016) – дополнение методического материала методиками реализации не
линейных образовательных траекторий в различных видах познавательной деятельно
сти, их апробация; теоретическое обоснование и разработка концепции и модели мето
дической системы обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелиней
ных образовательных траекторий; анализ и оценка достоверности результатов экспери
ментальных исследований, оценка гипотезы научного исследования.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения и двух частей, отражающих теоретический, практический и экспериментальный аспекты проведенного исследования (первая часть состоит из 3 глав, вторая часть – из 2 глав), заключения и библиографического списка из 208 наименований. В работе содержится 7 схем, 19 рисунков, 34 таблицы, 11 приложений на 39 страницах, объем основного текста – 271 страница, общий объем рукописи – 311 страниц.

Современные проблемы обучения физике бакалавров технических направлений подготовки

Внутренние и внешние экономические и социальные процессы, происходящие в последние десятилетия в мире, повлекли за собой изменения, в том числе, и в сфере высшего образования, поскольку растет потребность в универсальных специалистах, способных быстро адаптироваться к новым условиям.

На протяжении последних десятилетий в странах Европейского Союза вырабатывается и внедряется целостная политика в области высшего образования, в результате чего возникли идеи Болонской декларации, а в последствие был инициирован Болонский процесс.

Болонская декларация представляет собой не только результат предшествующих ей инициатив, она стала стимулом реформ, происходящих в системе европейского высшего образования, придала им общеевропейский уровень, определила цели и задачи, а также придала системный характер всему процессу реформирования.

Основные положения Болонской декларации заключаются в следующем: использование системы кредитов (ECTS), признаваемой во всех странах-участниках Болонского процесса; переход на многоуровневую систему (бакалавриат и магистратура), при которой студенты становятся активными участниками образовательного процесса; социальная поддержка малообеспеченных студентов; введение системы непрерывного образования в течение всей жизни; унификация содержания образования по одинаковым направлениям подготовки в разных странах; внедрение нелинейных траекторий обучения студентов на основе курсов по выбору и модульной системы обучения; широкое внедрение в образовательный процесс дистанционного обучения; введение постоянных академических рейтингов студентов и преподавателей; использование компетентностного подхода для описания требований к выпускнику на разных уровнях образования; разработка и внедрение инноваций в образовательный процесс [25, с.36-38]. Раскроем некоторые из этих положений более подробно.

Для обеспечения гармонизации национальных образовательных систем стран, подписавших Болонские соглашения, они должны стать максимально сравнимыми за счет широкого распространения однотипных образовательных программ, дающих примерно одинаковый образовательный уровень по схожим направлениям подготовки.

Немаловажно также и введение единых (или легко поддающихся пересчету) систем образовательных кредитов, так называемых зачетных единиц, которые позволят в одинаковой форме фиксировать получаемые студентами квалификации, взаимно признавать академические квалификации, присваиваемые выпускникам образовательными учреждениями стран-участниц Болонского процесса.

В динамичном современном мире требования рынка труда постоянно меняются, поэтому процесс подготовки специалистов по той или иной специальности зачастую не может в полной мере отвечать требованиям работодателей. Чтобы соответствовать времени и быть постоянно востребованными, и выпускники вузов, и преподаватели, и научные работники должны обладать профессиональной мобильностью, а для этого, в свою очередь, необходимо создание единого образовательного пространства. Введение системы непрерывного образования в течение всей жизни охватывает все виды учебной деятельности и должно быть направлено на совершенствование личных, профессиональных и социальных умений и навыков, исходя из потребностей трудоустройства. Оно происходит как внутри, так и вне официальной системы образования и обучения. Причем, осуществление переподготовки специалистов для успешного функционирования, чаще всего, берут на себя сами компании.

Для стран Европейского Союза обучение в течение всей жизни необходимо для поддержания высокого уровня экономического развития, а также для обеспечения конкурентоспособности и устойчивого экономического роста, приводит к созданию большего числа рабочих мест.

В основе многоуровневой системы высшего образования лежат два уровня подготовки – бакалавриат и магистратура (а в нашей стране выделен и третий уровень – аспирантура). При этом в бакалавриате осуществляется относительно широкая подготовка выпускника, происходит формирование у студентов общекультурных и профессиональных компетенций, развивается умение адаптироваться к постоянно меняющимся внешним условиям по мере необходимости. В разных национальных системах на обучение бакалавров отводится от 3 до 4 лет. Иными словами, бакалавриат представляет собой один из уровней образования по определенному направлению подготовки. Поэтому совершенно очевидно, что бакалавр никогда не будет «равным» традиционному «пятилетнему» специалисту хотя бы уже потому, что время его обучения в вузе существенно сокращено.

Магистратура предполагает более узкую и глубокую подготовку по выбранной специальности, а также ориентирует магистранта на научно-исследовательскую и/или преподавательскую работу.

Поэтому текущие и предстоящие инновации в образовательном процессе стран-участниц Болонского процесса будут заключаться: в общей модернизации системы образования на основе обеспечения широкого доступа к качественному образованию на всех его уровнях и ступенях; в повышении качества преподавания и обучения; в создании эффективной системы его мониторинга и оценки; в информатизации всех уровней образования; во введении модульного и дистанционного обучения; в развитии общекультурных и профессиональных компетенций; в качественном обновлении системы переподготовки и повышения квалификации преподавательских и управленческих кадров.

Конечно, особое значение будут иметь не отдельно взятые инновации, а целостные инновационные программы, которые должны быть обеспечены как в правовом, так и в экономическом отношении. Учебные системы должны будут стать более гибкими, способными последовательно адаптироваться к изменяющейся жизни людей, их новым потребностям и профессиональным ожиданиям [65].

Все это в целом позволит осуществить формирование единого европейского образовательного пространства, способного конкурировать с американской системой подготовки кадров и даст возможность национальным системам образования взять самое лучшее, что есть у партнеров - за счет повышения мобильности студентов, преподавателей, управленческого персонала, укрепления связей и сотрудничества между вузами Европы и т.п.

Все положения Болонской декларации нашли свое отражение и в нормативных документах, принятых в последние годы в России.

Как отмечается в Государственной программе Российской Федерации "Развитие образования" на 2013 - 2020 годы: «Стратегической целью государственной молодежной политики является создание условий для успешной социализации и эффективной самореализации молодежи, развитие потенциала молодежи и его использование в интересах инновационного социально ориентированного развития страны» [4,с.31].

Там же в подпрограмме №1 "Развитие профессионального образования" одной из целей ставится «существенное увеличение вклада профессионального образования в социально-экономическую и культурную модернизацию России, в повышение ее глобальной конкурентоспособности, обеспечение востребованности экономикой и обществом каждого обучающегося» [4, с. 65].

Образовательные траектории, обеспечивающие индивидуализацию обучения в высшей школе

Смена мировоззренческой и дидактической парадигм высшего профессионального образования предъявляет новые требования к содержательной процессуальной сторонам учебного процесса и предполагает переориентацию образовательных целей на развитие познавательной деятельности по овладению научными знаниями и умениями, формирование мышления и творческих способностей, научного мировоззрения, развитие умений научно-исследовательского характера, подготовку студентов к самостоятельной работе в условиях непрерывного образования и самообразования. Таким образом, основой профессиональной подготовки студентов могут и должны стать компетенции, которые определяются как знания, умения, опыт, необходимые для решения теоретических и практических задач в будущей профессиональной деятельности.

Такая переориентация целей высшего профессионального образования приводит к необходимости внести качественные изменения в структурную организацию процесса обучения, его содержание, систему контроля и оценки получаемых результатов. Все инновации в высшей школе, так или иначе, связаны с внедрением информационных технологий в процесс обучения как средства радикального повышения эффективности подготовки специалиста. Но, как показывает опыт, этого явно недостаточно, необходим принципиально новый подход к организации учебного процесса и самостоятельной работы студентов.

Согласно результатам опроса, проведенного нами среди преподавателей,

работающих в технических вузах, 62% опрошенных, указывают на недостаточную эффективность традиционной организации учебных занятий, но в то же время более 70% из них проводят лекционные, лабораторные и практические занятия традиционными методами, без использования инновационных технологий; 56% не уделяют должного внимания самостоятельной работе студентов, сводя ее только к выполнению домашних контрольных работ и типовых расчетов; и только 28% респондентов полагают целесообразным обеспечение на занятиях «обратной связи» с обучающимися.

Таким образом, большинство преподавателей, считают своей обязанностью ввести молодого человека в мир современной техники, культуры и профессии, дать ему готовые знания. Отсюда и превалирование в высшей школе традиционных репродуктивных форм и методов обучения, таких как ретрансляция учебных знаний в готовом виде, недостаточное внимание, уделяемое самостоятельной работе студентов, недооценка роли СРС и «обратной связи», которые должны смениться широким использованием активных и интерактивных методов обучения.

Современная организация высшего образования, как показывает его анализ, включает активные и интерактивные методы эпизодически, что в значительной степени ведет к распространению «знаниевого», а не «компетентностного» подхода, который так необходим для обеспечения единства прагматического и теоретического подходов к процессу овладения профессией.

Все это позволяет говорить о том, что на первое место в понимании сущности высшего образования должна ставиться организация самостоятельной профессионально-культурной деятельности студента, в процессе которой он сможет стать полноценным субъектом собственного образовательного процесса, более того, задачей высшей школы должно стать формирование общекультурных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций.

Происходящие преобразования в системе отечественного высшего образования привели к усилению тенденций глобализации, гуманизации и информатизации образования, а также необходимости использования интеллектуально-творческого потенциала человека для созидательной деятельности во всех сферах жизни и устойчивого экономического развития.

Это, в свою очередь, повлекло за собой принятие Федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования (ФГОС ВО) третьего поколения, которые коренным образом меняют парадигму высшего профессионального образования: на смену традиционным знаниям, умениям и навыкам на первый план выдвигаются компетенции. Следовательно, и сам процесс, и оценка его результатов становятся практико-ориентированными.

В традиционной форме обучения преподаватель выступает в большинстве случаев в роли ретранслятора знаний, преподносимых студенту как объекту педагогического воздействия в готовом виде чаще всего в форме монолога. Студенты при этом выполняют роль пассивных наблюдателей, а общение носит субъект-объектный характер. Схематически это можно представить следующим образом (рис.1), где стрелками показано направление передачи информации:

Внедрение компетентностного подхода в отечественную систему образования требует кардинальных изменений всех ее компонентов, включая формирование содержания образования, методов обучения, а также контрольно-оценочных средств и технологий. Рассмотрим активные и интерактивные методы обучения, а также то, как они влияют на формирование общекультурных и профессиональных компетенций бакалавров.

Под активными формами и методами обучения понимаются субъект-субъектные отношения между студентами и преподавателем, происходящие в форме диалога. Активные формы и методы позволяют вовлекать обучающихся в познавательную деятельность. Схематически активные методы обучения можно представить так (рис.2), то есть преподаватель не только «передает знания» и организует познавательную деятельность студентов, но и сам получает определенную информацию от студентов:

Конкретизация структурных элементов концепции методической системы дифференцированного обучения физике бакалавров в техническом вузе на основе нелинейных образовательных траекторий

Основу Болонских соглашений составляют ряд параметров: обязательных, рекомендательных и факультативных.

Рекомендательные параметры, естественно, «носят рекомендательный характер и являются полезными в продвижении принципов Болонского процесса» [199].

Одним из пунктов является активная вовлечённость студентов в собственный образовательный процесс, что приводит к необходимости учета индивидуальных особенностей студентов.

С этой точки зрения, образование личности должно представлять собой определенное саморазвитие, основанное на сотрудничестве и обучающихся, и преподавателей в процессе обоюдного обмена знаниями и личностным опытом для успешного достижения целей познавательной деятельности, выбираются эффективные методы и формы работы, разрабатываются и конкретизируются критерии оценки.

Прежде чем приступить к анализу публикаций по данной теме, остановимся на одном аспекте.

В методической литературе встречаются два понятия: «траектории обучения» и «образовательные траектории», для которых большинство авторов не делают никаких различий, считая их синонимами.

Если обратиться к словарям, то станет понятно, что эти понятия хоть и связаны между собой, все-таки различны: «обучение – педагогический процесс, в результате которого учащиеся под руководством учителя овладевают знаниями, умениями и навыками, общими и специальными» [27, c. 406].

«Процесс обучения представляет собой сложное единство деятельности учителя и деятельности учащихся, направленных к общей цели – вооружению обучающихся знаниями, умениями и навыками, к их развитию и воспитанию. Обучение — двусторонний процесс»[118, c. 252].

В «Энциклопедическом словаре» встречаем расширение первого определения: «Обучение — педагогический процесс, в результате которого учащиеся под руководством учителя овладевают знаниями, умениями и навыками, общими или специальными. В процессе обучения учащиеся получают определенное образование» [170, c. 118].

Достаточно подробное определение термина «образование» находим в «Толковом словаре русского языка» Д.Н. Ушакова, «Образование — то, что создалось, образовалось в результате какого-нибудь процесса; процесс усвоения знаний, обучение, просвещение; совокупность знаний, полученных в результате систематического обучения» [150, с. 379-380].

В статье 2 Главы I Закона 273-ФЗ «Об образовании в РФ», вступившем в силу с 1 января 2014 года, дается четкое определение основных понятий, используемых в законе. Образование рассматривается как «единый целенаправленный процесс воспитания и обучения, являющийся общественно значимым благом и осуществляемый в интересах человека, семьи, общества и государства, а также совокупность приобретаемых знаний, умений, навыков, ценностных установок, опыта деятельности и компетенции определенных объема и сложности в целях интеллектуального, духовно-нравственного, творческого, физического и (или) профессионального развития человека, удовлетворения его образовательных потребностей и интересов» [3].

Обучение там же определяется как «целенаправленный процесс организации деятельности обучающихся по овладению знаниями, умениями, навыками и компетенцией, приобретению опыта деятельности, развитию способностей, приобретению опыта применения знаний в повседневной жизни и формированию у обучающихся мотивации получения образования в течение всей жизни» [3].

Таким образом, можно считать, что образование представляет собой более широкое понятие, чем обучение, а также из анализа вышеизложенных формулировок можно сделать вывод о том, что оно является результатом обучения, воспитания и развития, и процессом достижения образовательных результатов.

Траектория в образовании (образовательная траектория) понимается нами как определенная последовательность элементов учебной деятельности обучающегося для реализации образовательных целей.

Однако в приведенных ниже формулировках, понятия «индивидуальных траекторий обучения» и «индивидуальных образовательных траекторий» авторами синонимизируются. Построение индивидуальных траекторий обучения бакалавров означает «создание более гибкой обучающей среды, делающей возможным личный выбор участников образовательного процесса, который стимулирует развитие индивидуальности, ведет к становлению субъективного опыта, связывает с выработкой целостной волевой самореализации, рефлективностью, креативностью, способностью к разнообразным видам деятельности, социальной направленностью» [87, с.92].

Методика построения нелинейных образовательных траекторий при проведении практических занятий по физике

В основу предлагаемой концепции положены нормативные основания концепции, дидактические, общеметодологические и частнометодические принципы, а также результаты проведенного поискового эксперимента.

Нормативные основания концепции: Роль физики, как основы технического образования, возрастает в условиях сложного динамического характера процессов в социуме в целом при возросшей потребности в инженерных кадрах. Подписание Россией Болонских соглашений является основой принятия определенных организационных решений в области высшего образования. Принятие новых ФГОС ВО диктует необходимость учета индивидуальных способностей и построения нелинейных образовательных траекторий в процессе обучения в вузе, не только с помощью курсов по выбору, но и внутри обязательных фундаментальных дисциплин, таких как физика.

ФГОС ВО нового поколения и измененные учебные планы предписывают необходимость применения активных и интерактивных методов обучения, при изучении любой учебной дисциплины, в том числе, и курса общей физики в бакалавриате технических направлений подготовки.

Содержание изложенных дидактических принципов, по сути являющихся классическими, отдельно раскрываться не будет, поскольку никакого нового смысла в них не вкладывается. Остальные принципы мы кратко охарактеризуем, чтобы прояснить основные подходы к построению концепции предлагаемой методической системы.

Принцип системности позволяет прослеживать взаимосвязь всех элементов системы. Причем такой системы, которая не является простой совокупностью своих элементов, а представляет собой упорядоченное структурированное целое, состоящее из необходимого и достаточного числа элементов и подсистем со всесторонними связями между ними.

Принцип синергетичности позволяет считать, что познавательная деятельность обучающихся имеет нелинейный характер, а академические группы студентов обязательно являются открытыми, обменивающимися энергией и информацией с окружающей средой и «подвергающимися влиянию множества экзогенных факторов», что придает процессу обучения открытый творческий характер. «Система образования становится открытой в том случае, если исходит из открытости мира, процессов познания и образования, что соответствует синергетической концепции, рассматривающей окружающую действительность в совокупности таких ее качеств как открытость, динамичность, неопределенность, необратимость и др.» [175].

Принцип, характеризующий связь научных теорий в их историческом развитии, а именно: старые классические научные теории не отбрасываются как ложные, а становятся частным случаем более общих теорий. Общеметодические принципы: Фундаментальности Принцип фундаментальности подразумевает научность, полноту и глубину знаний, приобретаемых студентами в процессе обучения, а также основательную теоретическую и практическую подготовку обучающихся. Вариативности Данный принцип позволяет обеспечить студентам возможность выбора достижения цели (получение образования) различными путями. Частнометодические принципы:

Единства фундаментальности и профессиональной направленности Принцип, обоснованный Масленниковой Л.В., определяет связь между научными, фундаментальными знаниями, приобретаемыми обучающимися в результате изучения базовых дисциплин, являющимися основой для получения качественной профессиональной подготовки бакалавра (магистра), и знаниями, имеющими непосредственное отношение к будущей профессии. Фактически этот принцип «означает ориентацию, прежде всего, на глубокую связь содержания профильных вузовских курсов старшей ступени обучения с фундаментальным «блоком» младшей ступени» [94, с.40].

Принцип вариативности, нелинейности образовательных траекторий отражает возможность предоставления студентам достаточно большого многообразия полноценных, качественно специфичных и привлекательных вариантов образовательных траекторий, при условии адекватного и осмысленного выбора такой траектории обучающимися. Этот принцип позволяет обеспечить максимально возможную степень индивидуализации образования. Реализация данного принципа может осуществляться различными способами не только путем создания широкого многообразия образовательных программ, за счет курсов по выбору в вариативной части учебного плана, но и за счет обеспечения вариативности и нелинейности внутри отдельного модуля или учебной дисциплины с помощью инновационных образовательных технологий.

Принцип уровневой дифференциации предполагает учет в обучении способностей, интересов и профессиональных намерений учащихся [129, с. 70]. Он позволяет, оставаясь в рамках классно-урочной системы, осуществлять индивидуализацию образовательного процесса, на основе добровольности выбора уровня усвоения материала, что формирует у обучающихся навыки планирования, регулирования и рефлексии своей деятельности. Следовательно, позволяет студенту из пассивного наблюдателя превратиться в активного субъекта образовательного процесса.