Введение к работе
Актуальность исследования. Слово «инженер» происходит от латинского «ingenium», что означает способность, изобретательность. Действительно, настоящим инженером может быть лишь человек, склонный к изобретательской деятельности. Инженерная работа имеет творческий характер, она связана с созданием нового продукта, совершенствованием технологии и с организацией труда, принятием оперативных решений.
Инженерное образование, с одной стороны, является массовым, а не элитарным (когда готовят только исследователей и творцов), а, с другой стороны, - оно не должно иметь репродуктивный характер. Инженер обращается с техническим оборудованием, которое совершенствуется и модернизируется, знакомится с новыми техническими достижениями и т.п.
Проблеме построения модели современного инженера были посвящены исследования М. В. Булановой-Топорковой, А. А. Добрякова, В. И. Вагановой, И. А. Зимней, И. К. Корнилова, В.М Соколова, Ю.Г. Татура, Н.Ф.Талызиной, Ю. Г. Фокина и др. Оптимизировав массив требований, который называют «желательным образом специалиста» (В. М. Соколов), мы получили, что современный специалист инженерно-технического образования, должен: а) стремиться и уметь порождать новое, осуществлять процесс творения; б) обладать способностью к самооценке и саморазвитию, то есть умением самостоятельно и целенаправленно на основе критической самооценки своих возможностей приобретать необходимые новые знания, постоянно повышая свой духовный потенциал и профессиональную компетентность.
Таким образом, формирование умений продуктивной учебной деятельности -это одно из требований к подготовке инженера.
Под умениями продуктивной учебной деятельности мы будем понимать способность обучаемого (в данном случае студента технического вуза) самостоятельно применять полученные знания в новой ситуации, выполнять рефлексию своей деятельности и её результатов. Это умения, необходимые в будущем настоящему профессионалу, так как они являются базой для формирования квалификационных умений инженера, основой для дальнейшего непрерывного обучения (обучению «через всю жизнь»!) и профессионального самосовершенствования.
В ходе исследования проблемы формирования умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера на занятиях по физике, мы определяем продуктивную учебную деятельность, как вид учебно-познавательной деятельности в процессе обучения физике, характерной чертой которой является получение студентом объективно нового или субъективно нового результата (продукта). Проведенный в ходе исследования для инженерных специальностей анализ стандартов, учебных планов и программ, квалификационных характеристик, практики организации занятий по физике в ряде технических вузов страны, диссертационных исследований, позволили выявить следующее: число обязательных часов на изучение физики неуклонно сокращается; программа по физике для втузов не отражает профессиональную направленность обучения; содержание курса физики для технических вузов не отличается от содержания курса физики для нетехнических специальностей. В результате, многие
студенты не осознают цели и значения изучения физики, у них слабо формируются умения применять полученные в ходе обучения физике знания к решению профессионально направленных задач.
Проблеме совершенствования обучения физике студентов инженерных вузов посвящены диссертационные исследования Ю. В. Горина, Л. В. Масленниковой, Л. П. Скрипко, Т. А. Твердохлебовой и др. Методике преподавания физики в высшей школе посвящены работы Г. А. Атанова, Э. М. Дмитриева, Е. М. Новодворской, В. А. Пологрудова, И. В. Савельева, Т. И. Трофимовой и др. Проблемы профессиональной направленности обучения физике учащихся учреждений начального профессионального образования исследовались Д. В. Бренером, О. А. Годованной, О. С. Гребенюком, В. Н. Зубковым, А. Я. Кудрявцевым, И. А. Иродовой, Л. И. Резником, Г. В. Романовой и др. В своих исследованиях многие авторы основное внимание уделяют принципу профессиональной направленности, который является основным при построении методики обучения физике в системе профессионального образования. Существенно меньшее внимание уделено методике формирования умений продуктивной учебной деятельности в процессе обучения физике.
Таким образом, существуют противоречия между:
-стоящими на современном этапе задачами подготовки будущего инженера, как современного специалиста-профессионала, и недостаточным использованием потенциала курса физики в системе подготовки инженера;
-необходимостью формирования квалификационных умений будущего инженера (в основе которых лежат умения продуктивной учебной деятельности), и отсутствием методики формирования умений продуктивной учебной деятельности при обучении общеобразовательным естественно-научным дисциплинам, в частности, физике, высокий потенциал которой может способствовать их формированию.
Названные противоречия определяют актуальность темы исследования «Формирование умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера в процессе обучения физике», и его проблему: какой должна быть методика обучения физике, способствующая формированию умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера. В то же время, актуальность темы обусловлена социальным заказом общества на «свободное развитие человека», на творческую инициативу, самостоятельность обучаемых, конкурентоспособность, мобильность будущих специалистов.
Объект исследования - процесс обучения физике в техническом вузе.
Предмет исследования - методика обучения физике в техническом вузе, способствующая формированию умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера.
Цель исследования - теоретическое обоснование и разработка методики организации продуктивной учебной деятельности в процессе обучения физике, способствующей формированию умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера.
Для конструктивного решения обозначенной проблемы выдвинута гипотеза исследования: если методически последовательно организовывать в процессе
обучения физике продуктивную учебную деятельность студентов, состоящую из этапов, подобных этапам «научного познания»: а) наблюдение группы сходных физических явлений с установлением зависимости; б) установление закономерности в виде физико-математической модели; в) теоретическое объяснение с выдвижением выводов-следствий; г) и их экспериментальная проверка, - то это будет способствовать формированию умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера, характеризующихся: а) повышением внутренней мотивации (в т. ч. профессионального совершенствования), повышением уровня овладения знаниями и умениями по физике, уровня обученности и обучаемости; б) выработкой рефлексии своей деятельности и ее результата, наличием внутреннего плана действий.
Исходя из проблемы, цели и гипотезы исследования поставлены задачи:
Провести анализ психолого-педагогической, научно-методической и учебной литературы по проблеме исследования.
Разработать теоретическую концепцию продуктивной учебной деятельности в процессе обучения физике в техническом вузе.
Определить понятие «умения продуктивной учебной деятельности», выполнить их классификацию, определить их уровни и показатели, критерии сформированности, а также этапы формирования с указанием роли преподавателя.
Разработать теоретические основы формирования умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера в процессе обучения физике.
5. Построить модель процесса формирования и развития умений продуктивной
учебной деятельности у студентов при обучении физике в техническом вузе.
Разработать содержание обучения и методику организации продуктивной учебной деятельности в процессе обучения физике в техническом вузе, способствующие формированию умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера.
Разработать рабочую программу, содержание и методику организации лекционных, лабораторных и практических занятий по физике для студентов инженерных специальностей.
Разработать учебно-методические материалы (профессионально направленные задания для студентов, дидактические материалы к лекционному курсу, практическим и лабораторным занятиям по физике) и методические рекомендации для преподавателей.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют работы,
посвященные: теоретическим основам построения модели деятельности
современного инженера (В. И. Байденко, М. В. Буланова-Топоркова,
A. А. Добряков, И. А. Зимняя, И. В. Иловайский, Э. Крик, В. Ф. Мануйлов,
Б. С. Митин, В. М. Соколов, Н. Ф. Талызина, Ю. Г. Татур, Ю. Г. Фокин и др.);
концепции учебной деятельности (Г. А. Атанов, Ю.К. Бабанский, Н. В. Бордовская,
Л. С. Выготский, Т. В. Габай, О. С.Гребенюк, В. В. Давыдов, Е. Н. Кабанова-
Меллер, И. И. Ильясов, В. В. Краевский, П. И. Пидкасистый, А. А. Реан,
B. В. Репкин, В. А. Сластенин, Г. И. Щукина, Д. Б. Эльконин и др.); теоретическим
основам формирования и развития обобщенных учебных умений (М. А. Данилов,
Ю. И. Дик, И. А. Иродова, Е. Н. Кабанова-Меллер, П. Карпиньчик, Е. С. Кодикова,
В. А. Кулько, Н. Д. Левитов, Н. А. Лошкарева, М. А. Скаткин, Т. Д. Цехмистрова, и др.); концепции контекстного обучения (А. А. Вербицкий, А. Н. Леонтьев, Е. Н. Суркова, О. К. Тихомиров и др.); теории личностно-ориентированного обучения и компетентностного подхода (В. И. Ваганова, Э. Ф. Зеер, И. А. Зимняя,
A. В. Хуторской и др.); прикладной и профессиональной направленности
(В. "Ф. Башарин, Д. В. Бренер, А. А. Годованнная, Ю. В. Горин, О. С. Гребенюк,
B. Н. Зубков, Е. А. Зубова, И. А. Иродова, Д. Н. Кирюшкин, А. Я. Кудрявцев,
Р. И. Малафеев, Л. В. Масленникова, М. И. Махмутов, Л. И. Резников,
В. В. Сериков, Л. И. Скрипко, Т. А. Твердохлебова и др.); основам методологии
методики обучения физике (Н. Е. Важеевская, С. Е. Каменецкий, И. Я. Лернер,
В. В. Мултановский, А. В. Перышкин, Н. С. Пурышева, В. Г. Разумовский,
Ю. А. Сауров, А. В. Усова и др.); теории и методике обучения в вузе (А. А. Андреев,
С.И.Архангельский, С. М. Василейский, А.А.Вербицкий, Г. Г. Карамян,
А. В. Коржуев, В. Я. Ляудис, А. В. Морозов, В. А. Попков, С. Д. Смирнов,
Ю. Г. Фокин, Г. И. Штокман и др.); основам методологии обучения физике в вузе
(Г. А. Атанов, Э. М. Дмитриев, Е. М. Новодворская, В. А. Пологрудов,
Л. И. Резников, И. В. Савельев, Т. И. Трофимова и др.); особенностям мотивации и
целеобразования в учебной деятельности студентов младших курсов (Н. В. Беленов,
Р. Р. Бибрих, Т. Д. Дубовицкая, В. И. Ковалев и др.).
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
теоретические: изучение и анализ психолого-педагогической, научно-методической, учебной литературы по проблеме исследования; анализ содержания государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования, учебных планов, рабочих программ по курсу физики, общепрофессиональным и специальным дисциплинам; анализ организации процесса обучения физике в авиационной технологической академии; моделирование, конструирование, синтез представлений при построении концепции и частной методики; проектирование методических материалов;
экспериментальные: констатирующий, поисковый и формирующий педагогический эксперимент; психодиагностические методы (анкетирование; индивидуальные беседы с преподавателями, инженерами, студентами; наблюдение за учебным процессом; самодиагностические контрольные работы студентов, тестирование остаточных знаний); личное экспериментальное преподавание; внедрение разработанной методики в практику обучения физике; анализ результатов деятельности студентов и статистические методы обработки экспериментальных данных.
Базой экспериментального исследования явилось государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П. А. Соловьёва».
Основные этапы исследования. Исследование проходило в три этапа в период с 2004 по 2009 гг.
На первом этапе (2004 - 2005 гг.) были выбраны основные направления исследования; проанализирована научно-методическая литература, касающаяся проблемы исследования; проведен констатирующий эксперимент; определены цель,
объект, предмет, задачи, рабочая гипотеза исследования; разработаны основы методики организации продуктивной учебной деятельности студентов в процессе обучения физике, способствующей формированию умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера.
На втором этапе (2005 - 2007 гг.) проведен поисковый эксперимент, в ходе которого: а) определено понятие «умения продуктивной учебной деятельности», их классификация, уровни и показатели; выявлены критерии сформированное, определены этапы формирования с указанием роли преподавателя; б) разработаны: концепция продуктивной учебной деятельности в процессе обучения физике в техническом вузе, структурно-функциональная модель процесса формирования умений продуктивной учебной деятельности у студентов технических специальностей в процессе обучения физике и на их основе - методика организации различных форм учебного процесса по курсу физики; в) проверялась действенность отдельных приемов методики, а также выявлялись условия формирования умений продуктивной учебной деятельности.
На третьем этапе (2007 - 2009 гг.) проведен обучающий эксперимент, проанализированы его результаты, осуществлены корректировка и внедрение разработанной методики организации продуктивной учебной деятельности в процессе обучения физике, способствующей формированию умений продуктивной деятельности. Опубликованы учебно-методические материалы по методике формирования умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера в процессе обучения физике.
Научная новизна исследования заключается в том, что в нём:
Разработана теоретическая концепция продуктивной учебной деятельности в процессе обучения физике в техническом вузе.
Определено понятие «умения продуктивной учебной деятельности», их классификация, уровни и показатели, этапы формирования; выявлены критерии сформированное.
Разработана структурно-функциональная модель процесса формирования умений продуктивной учебной деятельности у студентов в процессе обучения физике в технических вузах и на её основе методика организации различных форм учебного процесса по курсу физики.
Теоретическая значимость результатов исследования состоит в построении структурно-функциональной модели процесса формирования умений продуктивной учебной деятельности у будущих инженеров при обучении физике и методики организации продуктивной учебной деятельности студентов на занятиях по физике, способствующей формированию у них умений продуктивной учебной деятельности (на основе созданной автором концепции продуктивной учебной деятельности в процессе обучения физике в техническом вузе).
Практическая значимость результатов исследования заключается в том, что в нем разработаны: а) учебно-методический комплекс для осуществления профессионально направленной подготовки по физике студентов инженерно-технических специальностей, включающий рабочую программу по физике, реализующую принцип профессиональной направленности обучения; содержание профессионально направленных лекционных, практических и лабораторных
занятий; профессионально направленные дидактические материалы для студентов; б) методические рекомендации для преподавателей технических вузов.
Достоверность и обоснованность выводов исследования обеспечиваются всесторонним подходом к исследованию на основе согласованности методических, дидактических и психологических позиций; анализом и учетом состоянием проблемы в современной практике обучения в техническом вузе; проведением педагогических исследований в единстве с практикой преподавания в ГОУ ВПО «Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П. А. Соловьева» (РГАТА).
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в ходе личного экспериментального исследования по предложенной методике организации лекций, практических и лабораторных занятий по дисциплине «Общая физика» на кафедре «Общая и техническая физика» в ГОУ ВПО РГАТА.
Основные идеи, положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на международных научно-методических конференциях «Чтения Ушинского» в ГОУ ВПО «Ярославский ГПУ имени К.Д. Ушинского» в 2005 -2009 гг.; II международной научно-методической конференции «Проблемы качества образования в современном обществе», Пенза, 2006 г.; VIII Международной научно-методической конференции преподавателей вузов, ученых и специалистов «Инновации в системе непрерывного профессионального образования», Н.Новгород, 2007 г.; 7-й Международной научно-практической конференции «Формирование профессиональной культуры специалистов XXI века в техническом университете», г. Санкт Петербург, 2007 г.; на заседаниях научно-методического семинара кафедры «Общая и техническая физика» (РГАТА), 2003 - 2009 гг.; на семинарах кафедры информационных технологий и теории и методики обучения физике (ЯГПУ), 2005 - 2009 гг. Разработанные материалы апробированы на занятиях по физике со студентами авиационного технологического факультета РГАТА (2004-2009 гг.).
Результаты исследования представлены в 13 публикациях.
На защиту выносятся:
Теоретическая концепция продуктивной учебной деятельности в процессе обучения физике в техническом вузе.
Модель процесса формирования умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера при обучении физике, включающая функционально взаимосвязанные компоненты: целевой, содержательный, процессуальный, оценочно-результативный.
Методика формирования умений продуктивной учебной деятельности у будущего инженера в процессе обучения физике, в основе содержания которой лежит авторская концепция продуктивной учебной деятельности в процессе обучения физике в техническом вузе.
