Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретико-методологические основы формирования творческой активности будущих инженеров
1 Анализ сущности понятия «способности» в психолого-педагогических науках
2 Психолого-педагогический анализ подходов к формированию творческой активности
3 Основные цели и содержание курса «Высшая математика» при подготовке горного инженера
Выводы первой главы 55
Глава 2. Методические особенности преподавания курса «Высшая математика» в техническом вузе
1 Профессиональная направленность математической подготовки будущего инженера
2 Профессионально ориентированные задачи при обучении математике
3 Методика проектирования творческой активности студентов на ресурсных занятиях
Выводы второй главы 124
Глава 3. Организация опытно-экспериментальной работы 127
1 Методика проведения опытно-экспериментальной работы 127
2 Статистический анализ результатов педагогического 131
эксперимента
Выводы третьей главы 150
Заключение 151
Литература 152
Приложения 174
- Анализ сущности понятия «способности» в психолого-педагогических науках
- Профессиональная направленность математической подготовки будущего инженера
- Методика проведения опытно-экспериментальной работы
Введение к работе
Возрастающая потребность общества в инженерах, способных творчески подходить к изменениям в технологиях современного производства, эффективно и качественно решать профессиональные проблемы обусловлена необходимостью быстро и адекватно реагировать на быстроменяющиеся условия развития современного общества. Вместе с тем, в технических вузах наблюдается недостаточно эффективное использование преподавателями методов, приемов и средств, активизирующих творческую деятельность студентов.
Творческая активность инженера является одним из важнейших критериев его профессиональной подготовки. Для инженера творческая активность как интегративное качество личности является профессионально значимым, т. е. таким, которое становится системообразующей характеристикой его профессионального облика, например, качество и результаты инженерного труда наиболее развиты в Великобритании, США, Германии, Японии: патенты, новые технологии, наукоемкая продукция и т.п.
Необходимость продолжать исследование проблем формирования и развития творческой активности студентов объективно вытекает из постановки новых образовательных задач, выдвигаемых рынком интеллектуального труда перед выпускником технического вуза. Вступление России в Болон-ский процесс, переход на двухуровневую систему высшего профессионального образования, разработка образовательных стандартов третьего поколения на основе компетентностного подхода, рост наукоемкости производства и ответственности инженера за последствия принимаемых им решений диктуют новые, повышенные требования к качеству профессиональной подготовки. На первое место встает формирование таких личностных качеств специалиста как широкая эрудиция и развитые интеллектуальные качества, адаптивность к изменениям в технологиях и производстве, активно действующий творческий потенциал.
Значительный вклад в изучение закономерностей формирования и развития творческой личности внесли: В.И. Андреев, СИ. Архангельский, В.В. Афанасьев, Ю.К. Бабанский, А.В. Брушлинский, А.А. Вербицкий, Л.С. Выготский, В.И. Загвязинский, СИ. Зиновьев, Л.Н. Ландау, А.Н. Леонтьев, И.Я. Лернер, Я.А. Пономарев, СЛ. Рубинштейн, А.В. Ястребов и др. В работах этих и других ученых разработана общая теория развития творческого потенциала личности. Исследования Л.С. Выготского, Д.Б. Эльконина, П.Я. Гальперина, М.И. Рожкова, Н.Х. Розова, А.Е. Малых, В.Н. Дружинина и др. показали, что для развития творческого потенциала личности необходимы не только природные предпосылки, но и благоприятная образовательная среда.
Анализ диссертационных исследований показал, что формированием творческой активности занимались в своих работах: В.В. Королев — для студентов-хореографов, СМ. Галышева и М.В. Жителева — для студентов.ту-ристического вуза, Р.А. Гильман — в области художественно-педагогического образования, А.В. Дурнов — для студентов военно-медицинского вуза, СН. Дорофеев — для будущих учителей математики в педагогическом вузе, И.Л. Железняк — для студентов военных вузов.
Подобные вопросы в технических вузах исследовали: Л.Р. Муллина — развитие способностей к творческой самореализации студентов, В.А. Артемьева — исследование компонентов творческой деятельности студентов, О.В. Маркевич — системное развитие творческого потенциала студентов, Г.С Кочеткова — подготовка к исследовательской деятельности, Н.И. Куприянычева — формирование эвристических умений, Н.А. Онанко — педагогические условия формирования творческих профессионально-личностных качеств студентов и другие.
Анализ диссертационных исследований показал, что профессионально ориентированными задачами занимались: Е.М. Мусина — по экономике для студентов технических специальностей среднего профессионального образования, Н.В. Скоробогатова — в контексте наглядного моделирования для і
і '
5 инженерных направлений технического вуза, Л.В. Васяк — в свете формирования профессиональной компетентности будущих инженеров в условиях интеграции математики, В.А. Шершнева — для повышения качества математической подготовки студентов транспортного направления технического вуза, Л.П. Скрипко — для формирования обобщенных методов решения инженера-технолога при изучении курса физики и другие.
Внедрение новых наукоемких технологий в разработку и функционирование нефтегазового комплекса значительно повышает требования в области фундаментальных наук, предъявляемые к выпускникам высших учебных заведений инженерного профиля. Они должны обладать глубокими профессиональными знаниями и умениями, владеть математическими методами и применять их в практической деятельности (и не только в стандартных ситуациях). Как учебная дисциплина, математика обладает огромным гуманитарным и прикладным потенциалом, позволяющим не только своими* методами и средствами выявлять существенные связи реальных явлений и процессов в производственной деятельности, но и развивать навыки будущих инженеров в математическом исследовании прикладных вопросов, умения строить и анализировать математические модели инженерных задач, развивать интуицию и рефлексию в процессах прогнозирования и принятия решения в условиях неопределенности. Поэтому рассмотрение комплекса профессионально ориентированных задач в курсе математики должно не только устанавливать связи со специальными дисциплинами и иллюстрировать эффективность математических методов, но и аккумулировать математические знания в единую целостность, соответствовать процессу формирования базовых характеристик личности будущего инженера. В этом, в частности, заключается основа для понимания единства математики, повышение качества освоения ее содержания будущими инженерами, развития мотивации и интереса к овладению будущей профессией, потребности в инженерно ориентированных математических знаниях и методах.
Различные вопросы обучения математике в технических вузах рассмотрены в диссертационных исследованиях Г.А. Бокаревой, А.Н. Буровой, А.Г. Головенко, А.П. Исаевой, И.Г. Михайловой, А.Б. Ольневой, С.А. Розановой, Е.А. Солодовой, Е.Н. Трофимец, В.А. Шершневой, Г.И. Худяковой и др.
Проблема профессиональной направленности обучения математике в технических вузах рассматривалась в диссертационных работах Е.А. Василевской, О.М. Калуковой, СВ. Плотниковой, А.Ф. Салимовой, Н.В. Скоробогатовой, СИ. Федоровой, В.А. Шершневой и др. В их работах показано, что содержание математической подготовки специалистов должно формироваться в соответствии со специализацией выпускника вуза. Для некоторых специальностей разработаны частные методики реализации принципа профессиональной направленности при изучении отдельных тем курса математики. Тем не менее, реализация профессиональной направленности по всему курсу высшей математики для важных направлений высшего технического образования (например, инженерная геология) разработана слабо.
Анализ состояния проблемы в практике обучения в техническом вузе показывает, что более 80% студентов воспринимают математику как чисто абстрактную дисциплину, не испытывают потребности в расширении и углублении математических знаний, не умеют использовать их при изучении специальных дисциплин, ориентированных на будущую профессию.
Наблюдения во время эксперимента и результаты анкетирования в начале первого года обучения будущих инженеров подтвердили тот факт, что студенты на этом этапе еще не убеждены в необходимости математических знаний в их будущей профессиональной деятельности. В то же время, обучение математике будущих инженеров несет в себе профессиональный контекст: с одной стороны, через решение прикладных проблем средствами математики происходит интеграция математических знаний, предметная визуализация математических методов, с другой стороны, естественнонаучные и
7 специальные дисциплины реально взаимодействуют с математикой в процессе творческого поиска адекватного решения проблем.
Однако курс математики для инженерных специальностей технических вузов в действующих учебниках изложен традиционно, связь с будущей профессиональной деятельностью выпускников выражена неявно. Основополагающая цель интегративной направленности обучения математике — это формирование математического аспекта готовности выпускника инженерной специальности технического вуза к профессиональной деятельности на основе единства математических знаний. Специфика профессиональной подготовки специалистов инженерного профиля состоит не только в получении новых математических знаний, но и в воспитании потребности и готовности к применению математических методов, повышению креативности в профессиональной деятельности. Следует научить студентов грамотно формулировать и варьировать инженерную1 задачу, моделировать, интерпретировать результат ее решения на языке реальной ситуации, проверять соответствие полученных и опытных данных. В контексте повышения творческой активности будущих инженеров это возможно при условии актуализации связей между техническими проблемами и математическими методами путем решения и исследования профессионально ориентированных задач (ПОЗ).
Как показывают различные психолого-педагогические и методические исследования, в том числе наше исследование, будущие инженеры теряются, столкнувшись с профессионально ориентированными задачами, что нередко приводит к отказу от попыток решать задачу. Студенты недостаточно владеют различными приемами активизации творческой активности, видами математического моделирования, определяющими тактику и стратегию действий при решении различных задач, в частности, умением самостоятельно разрабатывать некоторую программу действий, соотносить её с полученными результатами, осуществлять контроль и оценку выполнения исходной программы действий, обобщать полученные результаты. В психологических и методических работах рассмотрены приёмы поиска решения.ПОЗ, при этом
8 остается мало изученной проблема взаимосвязи таких приёмов и формирования творческой активности будущих инженеров.
Анализ ситуации, сложившейся в настоящий момент в системе высшего профессионального образования, и опыт преподавания в вузе позволили выявить следующие противоречия между:
традиционной системой подготовки будущих инженеров в области математики и потребностями современного общества в развитии личностей, способных к творчеству, рефлексии, самообразованию и постоянной динамичной переподготовке;
современными тенденциями развития высшего профессионального образования (личностно-ориентированное и развивающее обучение, деятель-ностный и компетентностный подходы) и недостаточной их практической разработанностью при обучении математике в техническом вузе;
необходимостью учета раскрытия и развития педагогами личностных качеств-обучаемых (мотивация, творческое мышление, коммуникации и рефлексия) средствами математики и практикой профессиональной направленности обучения математике в техническом вузе.
Таким образом, по состоянию на сегодняшний день представляется недостаточным уровень разработки средств и механизмов формирования творческой активности будущих инженеров в процессе обучения математике.
На основании вышеизложенного актуальность исследования опреде-ляется необходимостью разрешения названных противоречий и обусловила выбор темы «Формирование творческой активности будущих инженеров в процессе обучения математике на основе исследования и решения профессионально ориентированных задач».
Выявление состояния на сегодняшний день недостаточного уровня разработки методики формирования творческой активности студентов в процессе обучения математики определили проблему исследования: каковы теоретико-методические основы формирования творческой активности будущих
9 инженеров на основе исследования и решения профессионально ориентированных задач в процессе обучения математике в техническом вузе.
Постановка проблемы предполагает необходимость создания комплекса механизмов формирования творческой активности студентов в процессе обучения математике при исследовании и решении профессионально ориентированных задач.
Цель исследования: выявить теоретико-методические основы формирования творческой активности студентов в обучении математике при исследовании и решении профессионально ориентированных задач.
Объект исследования: творческая активность будущего инженера в процессе математической подготовки в техническом вузе.
Предмет исследования: педагогические условия, формы и средства формирования творческой активности будущих инженеров при исследовании и решении профессионально ориентированных задач в обучении математике.
Гипотеза исследования: формирование творческой активности студентов в процессе обучения математике при исследовании и решении профессионально ориентированных задач будет эффективным, если:
в основу познавательной деятельности будут положены процессы обоснования и реализации механизмов интеграции математических знаний и исследования профессионально ориентированных задач;
реализуется комплекс принципов построения и реализации методической системы обучения математике: доступности, наглядности моделирования, вариативности, профессиональной направленности, предметно-информационной обогащенности;
осуществляется поэтапность и ресурсное взаимодействие математики и специальных дисциплин в становлении и развитии творческой активности будущего инженера.
В соответствии с целью, объектом, предметом и гипотезой исследования были поставлены следующие задачи:
Выявить и структурировать в педагогической науке и практике современное состояние взглядов и опыта формирования творческой активности студентов в процессе обучения математике в высшей школе.
Обобщить сведения о развитии представлений о роли задач в математическом образовании; выявить степень разработки в дидактике и методике вопросов использования прикладных задач при формировании творческой активности будущих инженеров.
Разработать комплекс ПОЗ в обучении математике на основе выявления их критериев и функций в контексте интеграции математических знаний при исследовании технических процессов и реальных явлений.
Разработать и обосновать дидактическую модель и методику исследования и решения ПОЗ на ресурсных занятиях по математике с целью формирования творческой активности студентов технического вуза.
Экспериментально проверить эффективность и результативность методики формирования творческой активности студентов в процессе обучения математике на основе исследования и решения ПОЗ.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют работы, посвященные
теории учебно-познавательной деятельности — В.И.Андреев, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, В.В. Давыдов, В.И. Загвязинский, И.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый, А.П.Тряпицына, Т.И.Шамова и др.;
психологии творчества и творческих способностей личности — Ж. Адамар, Г. Айзенк, Д. Векслер, Д.Б. Богоявленская, Дж. Гилфорд, В.Н. Дружинин, А. Маслоу, A.M. Матюшкин, А. Пуанкаре, К.К. Платонов, Р. Стернберг, Б.М. Теплов, Е. Торренс, и др.;
закономерностям формирования и развития творческой личности — А.В. Абдуллаев, В.В. Афанасьев, Ю.К. Бабанский, В.Б. Бондаревский, Н.В. Бордовская, Дж. Брунер, А.В. Брушлинский, А.А. Вербицкий, В.И. Загвязинский, М.М. Зиновкина, СИ. Зиновьев, М.М. Кашапов, А.И. Ко-
маров, Ю.П. Поваренков, Я.А. Пономарев, Н.Х. Розов, С.Л. Рубинштейн, А.В. Савенков, В.Д. Шадриков и др.;
методологии и методики обучения математике — В.В. Афанасьев, В.А. Гусев, А.Л. Жохов, Н.Д. Кучугурова, В.Л. Матросов, Ю.Б. Мельников, А.Г. Мордкович, С.А. Розанова, Г.И. Саранцев, З.А. Скопец, Е.И. Смирнов, Н.Ф. Талызина, А.В. Хуторской, А.В. Ястребов и др.;
теории деятелъностного подхода — Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, О.Б. Епишева, А.Н. Леонтьев, А.А. Реан, М.И. Рожков, С.Л. Рубинштейн, Н.Ф. Талызина и др.;
теории личностно-ориентированного обучения и компетентностно-го подхода — Е.В. Бондаревская, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, В.В. Сериков, А.В. Хуторской, О.Н. Шахматова, В.М. Шепель, И.С. Якиманская и др.;
реализации внутри- и межпредметных связей — Н.Я. Виленкин, В.А. Гусев, В.А. Далингер, А.Л.Жохов, А.Н. Колмогоров, В.Л. Матросов, В.М. Монахов, А.Г.Мордкович, П.М. Эрдниев, и др.;
прикладной и профессиональной направленности— П.Т. Апанасов, С.С. Варданян, И.В. Егорченко, В.А.Кузнецова, В.М. Монахов, Ю.П. Поваренков, С.А.Розанова, Е.И. Смирнов, НА. Тереїшш, В.А.Тестов, В.Д. Шадриков, И.М. Шапиро и др.;
концепции и технологии наглядно-модельного обучения — Г.Ю. Буракова, В.В. Давыдов, Т.Н. Карпова, И.Н. Мурина, В.Н. Осташков, Е.И. Смирнов, Е.Н. Тро-фимец, Л.М. Фридман и др.;
теории и методики обучения в вузе — СИ. Архангельский, А.А. Вербицкий, В.А. Далингер, В.А. Кузнецов, B.C. Леднев, Г.Л. Луканкин, М.И. Махмутов, В.И. Михеев, А.Г. Мордкович, Е.И. Смирнов, В.А. Тестов, Г.Г. Хамов, Д.В. Чернилевский, Л.В. Шкерина и др.;
теории учебных задач и творческих задач — В.В. Афанасьев, Г.С. Альтшуллер, Г.А. Балл, Б.П. Беспалько, В.А. Гусев, Ю.М. Колягин, И.Я. Лернер, СВ. Новиков, В.Н. Осташков, Дж. Пойа, А.Ф. Эсаулов, Д.Б. Эльконин, СИ. Шохор-Троцкий, А.В. Ястребов и др.
12 Для решения поставленных задач были использованы, следующие методы педагогического исследования:
Теоретические (анализ философской, психолого-педагогической, научно-методической, научно-технической литературы по проблеме исследования);
Эмпирические (наблюдение за деятельностью студентов в учебном процессе; анализ самостоятельных, контрольных и творческих работ студентов; анкетирование; опрос преподавателей математики и дисциплин инженерного цикла);
Общелогические (логико-дидактический анализ учебных пособий по математике и физике, сравнение, обобщение учебного материала по данному вопросу);
Статистические (обработка результатов педагогического эксперимента, их количественный и качественный анализ).
База исследования. Исследование проводилось поэтапно на базе Тюменского государственного нефтегазового университета с 2001 по 2008 год.
В соответствии с выдвинутой целью, гипотезой и задачами, исследование проводилось в три этапа.
Этапы исследования:
На первом этапе (2001-2003 г.г.) накапливался эмпирический материал на основе обобщения практического опыта. Осуществлялись изучение и анализ психолого-педагогической, научно-методической литературы по проблеме исследования, определялись цель, объект, предмет, задачи, рабочая гипотеза исследования.
На втором этапе (2003-2004 г.г.) осуществлялась теоретическая разработка диссертационной проблемы; выявлялись и обосновывались основные факторы, компоненты и уровни творческой активности будущих инженеров; разрабатывались критерии отбора ПОЗ и методика ресурсного взаимодействия математики и дисциплин инженерного цикла; проводился поисковый и констатирующий эксперимент, в ходе которого устанавливались уровни ин-
13 теграции математических знаний; разрабатывалась и теоретически обосновывалась методика проектирования и исследования элементов интеграционной системы в процессе обучения математике, корректировалась методическая последовательность изучения выявленных дидактических элементов интеграционной линии курса математики и инженерных дисциплин в процессе формирования творческой активности студентов.
На третьем этапе (2004-2008 г.г.): проводился формирующий эксперимент, основной задачей которого была экспериментальная проверка педагогических условий и модели формирования творческой активности студентов; анализировались результаты опытно-экспериментального внедрения разработанного комплекса ПОЗ в обучение математике; сопоставлялись полученные эмпирические данные по экспериментальным и контрольным группам, делались соответствующие выводы и анализ применения статистических методов по результатам эксперимента; оформлялся- текст диссертации.
Научная новизна исследования заключается в том, что
Разработаны и обоснованы критерии отбора и функции ПОЗ в обучении математике будущих инженеров как средства, способствующего формированию творческой активности студентов.
Выявлены основные этапы, условия и средства исследования и решения ПОЗ с целью формирования творческой активности студентов технических вузов.
Разработана дидактическая модель и методика формирования творческой активности студентов в процессе обучения математике при решении и исследовании ПОЗ.
Выявлены этапы и характеристики математического аспекта готовности к ресурсному взаимодействию математики и специальных дисциплин в процессе исследования ПОЗ.
Теоретическая значимость исследования заключается в следующем:
1. Выявлены и обоснованы педагогические условия формирования
творческой активности на основе исследования и реализации ПОЗ в обуче
нии математике студентов инженерных специальностей технических вузов.
Обоснована возможность реализации комплекса ПОЗ в математической подготовке студентов технического вуза инженерных специальностей.
Определены и обоснованы содержание, механизмы, этапы и структурные характеристики процесса формирования творческой активности будущих инженеров на основе интеграции математических знаний.
Практическая значимость результатов исследования состоит в том, что:
Разработана методика отбора и исследования ПОЗ, выполняющая роль средства и механизма формировании творческой активности студентов на основе интеграции математических знаний .
Разработаны и реализованы учебные материалы, содержащие профессионально ориентированные задачи в обучении математике, особенностью которых является интеграция математических и специальных знаний.
Определены и апробированы организационные формы и методы проектирования творческой активности студентов, позволяющие реализовать профессиональный контекст в процессе изучения курса «Высшая математика» в техническом вузе.
Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечиваются многосторонним анализом проблемы, опорой на данные современных исследований по теории и методике обучения математике; опорой на фундаментальные исследования психологов, педагогов, методистов-математиков; адекватностью методов исследования целям, предмету и задачам, поставленным в работе; проведенным педагогическим экспериментом и использованием адекватных математико-статистических методов обработки полученных в ходе эксперимента результатов.
Личный вклад заключается в разработке и обосновании модели и педагогических условий формирования творческой активности будущих инжене-
15 ров, методики отбора и исследования ПОЗ в обучении математике студентов инженерных специальностей технических вузов; определении особенностей формирования творческой активности будущих инженеров при решении ПОЗ в ходе исследования технических процессов и реальных явлений как средства интеграции математических знаний.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись путем проведения лекционных, практических и индивидуальных занятий со студентами по высшей математике в Тюменском государственном нефтегазовом университете (ТюмГНГУ) в период с 2001 по 2008 годы.
Основные теоретические положения и результаты диссертационного исследования докладывались автором и обсуждались: на заседаниях кафедр высшей математики ТюмГНГУ и математического анализа ЯЛТУ им..К.Д. Ушинского, Региональной научно-методической конференции «Управление качеством образования» (г. Тюмень, 2003 г.), Региональной научно-методической конференции «Фундаментализация профессионального образования в университетском комплексе» (г. Тюмень, 2004г.), Международных Колмогоровских чтениях (г. Ярославль, 2004, 2007, 2008 гг.).
На защиту выносятся следующие положения:
1. Комплекс ПОЗ является эффективным средством и механизмом формирования творческой активности будущих инженеров, если он:
построен на принципах вариативности, наглядности моделирования, доступности, профессиональной направленности, предметно-информационной обогащенности;
способствует интеграции математических и специальных знаний, расширению коммуникаций и проектной деятельности студентов, развитию профессиональной мотивации;
обеспечивается педагогическими условиями для реализации деятель-ностного, личностно-ориентированного, компетентностного и проблемно-исследовательского подходов.
Реализация методики формирования творческой активности будущих инженеров в обучении математике позволяет эффективно интегрировать математические и специальные знания при решении и исследовании ПОЗ.
Организационно-методической основой формирования творческой активности с комплексным использованием ПОЗ является разработанный и обоснованный блок ресурсных занятий в процессе обучения математике.
Исследование комплекса ПОЗ, критерии его отбора и дидактические функции, позволяют учесть особенности формирования творческой активности студентов в обучении математике на основе развития мотивации и профессиональных качеств у студентов инженерных специальностей технических вузов.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка из 231 наименования и 4 приложений. Общий объем работы 189 страниц, из них 151 страница основного текста.
і.
Анализ сущности понятия «способности» в психолого-педагогических науках
В настоящее время в психологии и педагогике значительно повысился интерес к изучению проблемы способностей. Основные положения теории способностей выдвинуты в работах из вестных психологов: Б.Г. Ананьева, Ж. Адамара, Г. Айзенка, Д.Б. Богоявленской, ЛА. Венгера, З.И. Голубевой, Н.Ф. Гоноболина, Дж. Гилфорда, В.Н. Дружинина, Е.П. Ильина, В.И. Киреенко, А.Г. Ковалева, В.А. Крутецкого, Н.С. Лейтеса, А.Н. Леонтьева, А. Маслоу, В.Н. Мясищева, A.M. Матюшкина, А. Пуанкаре, К.К. Платонова, С.Л. Рубинштейна, Р. Стенберга, Б.М. Теплова, Е. Торренса, Л.И. Уманского, М.А. Холодной, В.Д. Шадрикова и др.
Существует личностно-деятельностный подход к сущности ПОНЯТИЯ «способности».
С.Л. Рубинштейн рассматривал способности как «свойства или качества человека», ведущие к успешному итогу какой-либо деятельности [175].
Б.М. Теплов рассматривает способности как:
индивидуально-психологические особенности, отличающие одного человека от другого;
способности, которые помогают достичь успеха в какой-либо деятельности или многих деятельностях;
не сведение к знаниям и умениям, которые уже выработаны у данного человека [195].
Б.М. Теплов делает вывод о том, что способности создаются в деятельности, а не проявляются в ней [195].
Н.С. Лейтес считает под способностями свойство личности для возможности и степени успешности какой-либо деятельности [109].
К.К. Платонов рассматривает способности и личность вместе, т.е. способность это структура личности, проявляющаяся в какой-либо деятельности [155]. Как и Н.С. Лейтес, он считает, что часть структуры личности проявляющейся в деятельности и влияющей на качество деятельности [155].
А.Г. Ковалев и В.Н. Мясищев добавляют, к мнениям Н.С. Лейтеса и К.К. Платонова, еще и систему личностных отношений [202]. Основным положением А.Г. Ковалева и В.Н. Мясищева является соответствие между деятельностью личности и комплексом личностных качеств. [92].
Существует еще и функционально-генетический подход, определяющий способность как свойство функциональной психологической системы.
В.Д. Шадриков определяет способности как «свойства функциональных систем, реализующих отдельные психические функции, которые имеют индивидуальную меру выраженности, проявляющуюся в успешности и качественном своеобразии освоения и реализации отдельных психических функций» [215].
Эти два подхода дополняют, а не противоречат друг другу. Способности бывают общими и специальными. Общие способности (интеллект, обучаемость и т.п.) обеспечивают успешность результата в различных видах деятельности, а специальные способности (классификация их по видам: математические, музыкальные, художественные и т.д.) проявляют себя в конкретном виде деятельности.
В.А. Тестов констатирует следующее: «Под специальными способностями понимается такая система свойств личности, которая помогает ей достигнуть высоких результатов в познании и творчестве, в специальной области деятельности ... Специальные способности неотделимы от деятельности человека. Поэтому говорить о специальных способностях вообще невозможно. Можно говорить о способностях к какому-то виду деятельности» [196].
Специальными способностями занимались: В.А. Крутецкий (математическими); Б.М. Теплов (музыкальными); Л.И. Умайский (организаторскими); Н.Ф. Кузьмина (педагогическими); Е.Л. Игнатьева (художественных) и др.
Психологи рассматривают вопрос о соотношении общих и специальных способностей. С.Л. Рубинштейн отмечает: «Специальные способности определяются в отношении к отдельным специальным областям деятельности. Внутри тех или иных специальных способностей проявляется общая одаренность индивида, соотнесенная с более общими условиями ведущих форм человеческой деятельности» [175].
Б.М. Теплов считает, что, во-первых, «общую одаренность надо искать «внутри» специальной одаренности», а во-вторых, «общая одаренность должна рассматриваться в соотношении с человеческой деятельностью» [195].
С.Л. Рубинштейн считает, что специальная способность линейно связана с общей одаренностью [175].
Б.Г. Ананьев, подчеркивая важность изучения общих способностей и одаренности, отмечает что: «... специальные способности связаны как генетически, так и структурно с одаренностью, а одаренность конкретно проявляется в специальных способностях и развивается в них. Это очевидное положение приходится подчеркивать, так как за последнее время в психологической литературе проявляется тенденция свести всю проблему к изучению специальных способностей, фактически игнорируя явление общей одаренности» [9].
При изучении математики В.А. Крутецкий [102] творческие способности обосновывает основные положения:
1) самостоятельное и широкое обобщение математических объектов: как методов решения, так и принципов подхода к решению задач;
2) гибкость, многообразие подходов к решению задач;
3) рациональность решения и поиск изящного пути к цели.
В настоящее время выделяют следующие виды способностей:
— репродуктивные, характеризующиеся быстрым усвоением знаний и овладением определенной деятельностью по образцу,
— продуктивные (творческие), характеризующиеся тем, что при помощи самостоятельной деятельности создается новое оригинальное. Развитием продуктивного мышления при обучении математике занимались: В.А. Крутецкий [102], Д. Пойа [159], Л.М.Фридман [205], Е.Н. Турецкий и др.
В репродуктивных теориях способностей новое выступает как результат усложнения или перекомбинации на основе сходства имеющихся элементов прошлого опыта, актуализации непосредственной связи между требованием и результатом задачи и субъективно тождественными элементами имеющихся знаний. Решение задачи протекает на основе механических проб и ошибок с последующим закреплением случайно найденного верного решения или на основе актуализации определенной системы имеющихся раннее знаний.
В продуктивных теориях способностей новое возникает в результате мыслительной деятельности, характеризующейся своей оригинальностью. Оно возникает в проблемных ситуациях и обычно предполагает преодоление «барьера прошлого опыта». Решение осуществляется как преобразование первоначальных проблем, сам же принцип решения возникает вдруг, внезапно, в порядке инсайта.
Профессиональная направленность математической подготовки будущего инженера
Деятельность инженера за последние десятилетия претерпела существенные изменения, которые касаются не только увеличения количества инженерных объектов, их усложнения, но и изменения её структуры и содержания.
Инженер в наше время не может действовать как узкий специалист, он должен принять на себя всю полноту ответственности за последствия своей профессиональной деятельности.
Главными чертами инженера как личности и профессионала должны стать:
рефлексия инженерной деятельности как интегративного процесса;
аналитическое мышление и способность критически оценивать объекты и проблемы путём моделирования на основе глубоких знаний в области фундаментальных наук;
способности проектировать и внедрять нововведения, давать прогностическую и последующую оценку последовательности и полноте их реализации;
контекстуальное понимание (учет экономических, социальных, внешнеполитических и других условиях социума и коллектива, в которых осуществляется инженерная деятельность);
потребность обновлять свои знания в процессе всей трудовой деятельности, умения адаптироваться к меняющимся условиям технической и технологической среды, требованиям мирового рынка [84].
Творческая активность инженера является одним из важнейших критериев его профессиональной подготовки. Для инженера творческая активность как интегративное качество личности является профессионально значимым, т. е. таким, которое становится системообразующей характеристикой его профессионального облика [66]. А. Хомяков, считает, что «дефицит творче 59 ских идей в технике был связан с доминированием обучения конструированию по конкретным стандартам, пусть даже и хорошим, но образцам», и справедливо отмечает ограниченность «мышления в технике по аналогии» [210].
Качества, которые необходимы для творческой деятельности, не только даются от природы, но и приобретаются в результате образования и самообразования. Творческая деятельность студента возникает только в процессе самостоятельного поиска новых путей, новых задач и новых способов решения задач.
Подготовка профессионально компетентных и созидательно активных кадров в настоящее время актуальна. Подготовкой творчески активного специалиста является: творческая инженерная активность, которая является компонентом общей образованности, а также компонентом профессиональной готовности выпускника высшего учебного заведения к дальнейшей своей трудовой деятельности [12].
Бывает, что студент имеет в дипломе по «Высшей математике» оценку «отлично», но он не может применить полученные знания из курса «Высшей математике» в интеграции со специальными знаниями в своей будущей профессиональной деятельности. Доказательство этому, проведенное анкетирование и наблюдения за ходом учебного процесса, результаты проведенного констатирующего эксперимента. Отмеченные недостатки обусловлены изучаемым в курсе «Высшей математики» математическим аппаратом в недостаточной степени ориентированным на его дальнейшее применение.
Насколько полно используется математический аппарат в дальнейшем процессе обучения в вузе, стал ли он необходимым, надо, чтобы выпускающие кафедры определили место и роль прочитанного курса «Высшая математика» в общем плане подготовки будущего инженера. С кафедры «Высшей математики» ответственность за прочитанные ими общие разделы математики не снимается, преподаватели в процессе обучения математики должны строить свой курс так, чтобы его можно было применять в дальнейшем обу 60 чении студентов в вузе. Тогда студенты на протяжении всего периода обучения в вузе будут в поле зрения кафедры «Высшей математики».
При подготовке будущих инженеров в техническом вузе надо принимать во внимание составляющие:
при обучении будущего инженера необходимо обратить внимание на получение общеобразовательных знаний и на методы, с помощью которых студент может самостоятельно получать новые;
деятельность будущего инженера характеризуется сильной степенью интеграции специальных и математических знаний при высоких темпах изменения в производственных процессах;
В настоящее время в процессе обучения в вузе наиболее эффективными являются следующие приемы:
при решении профессионально ориентированных задач находить пути активизации творческой деятельности студентов;
формулировку задачи приближать к реальным жизненным процессам и явлениям,
это способствует формированию1 профессиональных качеств выпускников вуза;
использование социально-личностного взаимодействия между студентами и преподавателями для формирования коммуникативных качеств студентов.
Для этого необходимо использовать новые формы, средства и методы обучения: проблемные, активные, развивающие и т.п., которые обеспечивают формирование творческой активности студента, т.к. только выход студента за пределы стереотипной ситуации, обнаружение нового в стандартной ситуации показывает на творческий процесс обучения.
В процессе обучения необходимо провести линию межпредметных связей математических и специальных знаний для того, чтобы у студентов стимулировать стремление к профессиональному творческому самосовершенствованию. Проведенный эксперимент показал, что выступление студентов с заранее подготовленными исследовательскими проектами (см. приложение В), исследование и решение профессионально ориентированных задач показывают студентам роль математических знаний в реальных процессах, развивают творческое мышление, студентами глубже и шире понимаются интегра-тивные процессы в научном знании, повышается уровень творческой активности студентов.
Рассмотрим анализ подходов к межпредметным связям. В период античности наука была недифференцированой, но, с началом эпохи Возрождения, активизируется процесс дифференциации наук. Уже с конца XVI в. такие педагоги как Я.М. Коменский, Д. Локк, И.Г. Пестолоцци , П.Ф. Лесгафт и др. проявляют повышенное внимание к проблеме интеграции разных элементов содержания образования. Эти и другие исследователи высказывают положения о необходимости сближения различных областей знаний в процессе обучения.
Впервые попытка теоретически обосновать идеи межпредметных связей была отражена К.Д. Ушинским [162, 199]. Он, прослеживая взаимосвязь необходимых знаний в различных областях, выявил психологические основы межпредметных связей, возникающие по принципу ассоциаций: «Припоминание по противоположности, по сходству, по порядку времени, места, рассудочная связь, связь по сердечному чувству и связь развития, или разумная» [199, с. 348].
В сознании студентов реальный мир должен представляться как единая система.
Интеграция различных компонентов содержания образования на уровне получаемых общеобразовательных знаний, основанных на психофизических процессах в процессе обучения, рассматривается в работах А. Бэна, Д. Гартли, Дж. Милля, И.П. Павлова, Дж. Пристли, И.М. Сеченова, и др.
И.М. Сеченов занимался исследованием психофизических основ ассо 62 циаций в рефлекторной теории обучения. Здесь принципы ассоциативной психологии получают обоснование в учении об условных рефлексах [181].
И.П. Павловым было показано естественнонаучное объяснение ассоциаций. В основе всех видов ассоциаций лежат временные нервные связи: физиологическое различие ассоциаций по смежности и по сходству. «Условная связь ... есть, очевидно, то, что мы называем ассоциацией по одновременности. Синтез и анализ условных рефлексов, в сущности, те же основные процессы нашей умственной работы» [54, с.335].
Методика проведения опытно-экспериментальной работы
Гипотеза исследования заключалась в том, что если в процессе обучения математике в техническом вузе будут положены процессы обновления и реализации механизмов интеграции математических знаний и исследования профессионально ориентированных задач, актуализируется комплекс принципов построения и реализации методической системы обучения математике: доступности, наглядности моделирования, вариативности, профессиональной направленности, предметно-информационной обогащенности, будут актуализированы и обоснованы этапы формирования и уровни становления и развития творческой активности будущего инженера, то в процессе обучения математике при исследовании и решении профессионально ориентированных задач будет успешно осуществляться процесс формирования творческой активности студентов.
Экспериментальная проверка гипотезы данного исследования осуществлялась в три этапа.
На первом этапе (2001-2003 г.г.) накапливался эмпирический материал на основе обобщения практического опыта. Осуществлялись изучение и анализ психолого-педагогической, научно-методической литературы по проблеме исследования, определялись цель, объект, предмет, задачи, рабочая гипотеза исследования.
На втором этапе (2003-2004 г.г.) осуществлялась теоретическая разработка диссертационной проблемы; выявлялись и обосновывались основные факторы, компоненты и уровни творческой активности будущих инженеров; разрабатывались критерии отбора ПОЗ и методика ресурсного взаимодействия математики и дисциплин инженерного цикла; проводился поисковый и констатирующий эксперимент, в ходе которого устанавливались уровни интеграции математических знаний; разрабатывалась и теоретически обосновывалась методика проектирования и исследования элементов интеграционной системы в процессе обучения математике, корректировалась методическая последовательность изучения выявленных дидактических элементов интеграционной линии курса математики и инженерных дисциплин в процессе формирования творческой активности студентов.
На третьем этапе (2004-2008 г.г.) проводился формирующий эксперимент, основной задачей которого была экспериментальная проверка педагогических условий и модели формирования творческой активности студентов; анализировались результаты опытно-экспериментального внедрения разработанного комплекса ПОЗ в обучении математике, сопоставлялись полученные эмпирические данные по экспериментальным и контрольным группам, делались соответствующие выводы и анализ статистических методов по результатам эксперимента, оформлялся текст диссертации.
Поисково-формирующий эксперимент проводился на первом и втором курсах у двух групп специальности «Геология нефти и газа» Тюменского государственного нефтегазового университета. Эксперимент осуществлялся в течение первого и второго года обучения (II — IV семестры), и состоял из внедрения цикла восьми ресурсных занятий, основанных на расширении дидактического поля освоения основных понятий и процедур математики. Основу применения профессионально ориентированных задач составила разработанная и описанная автором во второй главе методика проектирования и исследования ПОЗ в процессе обучения математике с целью формирования творческой активности будущих инженеров.
Входное тестирование студентов экспериментальной и контрольной групп специальности «Геология нефти и газа» проводилось в конце 1-го курса (I семестра) по трем направлениям:
1. определение уровня мотивации;
2. срезы академической успешности;
3. определение уровня творческой активности студентов.
Экспериментальная проверка исследования осуществлялась на основании психологического теста для экспериментальной (ЭГ) и контрольной (КГ) групп численностью 30 и 29 человек соответственно. В состав тестирующего материала использовалась следующая известная методика [162]: Тест «Изучение мотивации обучения в вузе» (методика разработана Т.И. Ильиной) — используется для отслеживания мотивации обучения в вузе: «Приобретение знаний» (стремление к приобретению знаний), оценочная шкала — от 0 до 12,6 баллов, «Овладение профессией» (стремление к овладению профессиональными знаниями и формированию профессионально важных качеств), оценочная шкала — от 0 до 10 баллов, диагностика творческой активности студентов, разработанной М.И. Рожковым [172] по оценочной шкале — от 0 до 3 баллов, динамики уровня математической подготовки студентов на основе экзаменационных ведомостей.
Замеры диагностики уровня творческой активности студентов осуществлялись по 4 критериям: чувство новизны, критичность мышления, способность преобразовать структуру объекта, направленность на творчество.
Под чувством новизны понимается психо-эмоциональное состояние студента, пришедшего после выполнения некоторого набора стандартных действий к новому, неизвестному ему ранее отношению между объектами его умственной деятельности. Это качество лежит в основе стимуляции поисковой, творческой и эвристической учебной деятельности.
Критичность мышления означает комплексное качество, имеющее своими основными компонентами способность к анализу, синтезу, рефлексии.
Способность преобразовать структуру объекта — это способность к дедуктивному рассуждению, к проведению параллелей, аналогий, построению моделей.
Направленность на творчество означает стремление к решению ПОЗ.
План реализации методики проектирования ПОЗ в обучении математи 130 ке предполагал проведение восьми ресурсных занятий в течение I — IV семестра.
При проведении ресурсных занятий осуществлялась постепенная коррекция содержания и методики их проведения с учетом возникающих проблем и пожеланий студентов в процессе их выполнения, поэтому проведение последних ресурсных занятий не создавали конфликтности и не вызвали никаких нареканий как со стороны преподавателя, так и со стороны студентов.
В ходе поискового эксперимента на основании наблюдений за студентами, опросов и анкетирования были сформулированы, разобраны и проанализированы основные проблемы и сложности, возникающие у студентов при работе с ПОЗ, варьировались элементы методики реализации.
