Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ СТУДЕНТОВ АГРОНОМИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ВУЗОВ СРЕДСТВАМИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ 11
1.1. Психолого-педагогические основы формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей при обучении математике 11
1.2. Роль и место профессионально ориентированных математических задач в формировании профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей 33
1.3. Особенности организации процесса формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей в условиях контекстного подхода к обучению математике 46
Выводы по главе 1 63
ГЛАВА II. СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ СТУДЕНТОВ АГРОНОМИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ РЕШЕНИЮ ПРОФЕССИОНАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ 65
2.1. Комплекс профессионально ориентированных математических задач, направленный на формирование профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей 65
2.2. Формы организации и методы обучения математике студентов агрономических специальностей в условиях контекстного подхода 88
2.3. Организация и результаты педагогического эксперимента 108
Выводы по главе II 123
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ 126
ПРИЛОЖЕНИЕ 148
- Психолого-педагогические основы формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей при обучении математике
- Особенности организации процесса формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей в условиях контекстного подхода к обучению математике
- Комплекс профессионально ориентированных математических задач, направленный на формирование профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей
Введение к работе
Актуальность исследования. Современные социально-экономические условия в России, создание рынка труда, интеграция российской экономики в мировую систему требуют кардинального роста производительных сил на основе создания эффективных систем обучения и воспитания, обеспечивающих высокую качественную профессиональную подготовку специалистов. Важнейшим направлением совершенствования системы высшего образования является реализация компетентностного подхода. Результат профессиональной подготовки в контексте современной модели образования может быть достаточно полно описан с помощью понятия «профессиональная компетентность».
В настоящее время учеными разных научных областей изучается комплекс проблем, связанных с понятием компетентности: компетентность как профессиональные суждения о содержании, причинах, следствиях, явлениях, процессах, событиях интеллектуальной деятельности специалиста (В.В. Бойко); отождествление профессиональной компетентности и инструментальной основы активности (А.В. Перовский и М.Г. Ярошевский); профессиональная компетентность как готовность к профессиональной деятельности (Г.А. Бокарева, В.А. Шершнева и др.); роль компетентности в разрешении конфликтов (И.М. Кондаков) и др. Исследуются различные виды компетентности: профессионально-педагогическая (Л.А. Краснова, Н.А. Морева и др.); социально-коммуникативная (И.И. Барахович, В.В. Охотникова, Н.Н. Суртаева и др.); структурные компоненты профессиональной компетентности (Г.А. Бокарева, Е.Е. Волкова, В.А. Далингер, А.К. Маркова, С.Е. Моторная и др.).
Компетентностный подход не только меняет результативно-целевую основу образования, сообразуясь с которой можно задавать его цели, критерии и процедуры диагностики уровня их реального достижения, но меняет и сам тип обучения с иными, адекватными этим целям, критериям и процедурам, содержанием, формами, методами, средствами, организацией соответствующей образовательной среды и деятельности в ней обучающих и обучающихся.
Значительную роль в подготовке будущих агрономов играет математическое образование. Математика в аграрном вузе является методологической основой всего естественнонаучного знания и поэтому может играть существенную роль в этом процессе.
Анализ практики обучения математике студентов агрономических специальностей показывает, что качество математической подготовки не отвечает требованиям современного производства. Результаты констатирующего эксперимента показывают, что более половины студентов агрономических специальностей имеют удовлетворительные знания по математике.
Проблема математической подготовки студентов аграрных вузов рассматривалась многими исследователями. Основными направлениями ее совершенствования являются: повышение эффективности математической подготовки студентов аграрного университета средствами межпредметных связей (Ю.В. Пудовкина); проектирование и реализация системы самостоятельной работы студентов по математике в аграрном вузе (И.В. Сечкина); реализация модульно-рейтинговой системы обучения математике студентов аграрного вуза (Т.Н. Романова) и др.
В то же время в этих исследованиях недостаточно представлено такое направление совершенствования математической подготовки студентов агрономических специальностей, как выявление возможностей формирования профессиональной компетентности.
В настоящее время имеют место противоречия между:
необходимостью теоретического осмысления профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей как методического феномена, описания аспектов его формирования в виде модели, отображающей их взаимосвязи, и недостаточностью исследования этих вопросов в педагогической науке;
необходимостью обеспечения формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей практическими средствами в виде профессионально ориентированных математических задач и их недостаточной разработанностью.
Проблема исследования: как организовать процесс обучения математике студентов агрономических специальностей, чтобы он обеспечил формирование их профессиональной компетентности?
Объект исследования: процесс обучения математике студентов агрономических специальностей высших учебных заведений.
Предмет исследования: математические задачи, ориентированные на формирование профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей вузов.
Цель исследования состоит в разработке методики обучения студентов агрономических специальностей вузов решению математических задач, ориентированных на формирование их профессиональной компетентности.
Гипотеза исследования: если процесс обучения математике студентов агрономических специальностей вузов реализовать, используя профессионально ориентированные математические задачи в качестве основного средства, то это будет способствовать положительной динамике уровня сформированности их профессиональной компетентности.
В рамках проведенного исследования мы прослеживаем сформированность профессиональной компетентности по следующим критериям: уровни овладения математическими знаниями, умениями и навыками; уровни обучаемости студентов; мотивация к изучению математики.
Исходя из цели исследования и выдвинутой гипотезы, были поставлены следующие задачи исследования:
-
Определить психолого-педагогические основы формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей.
-
Выявить роль и место профессионально ориентированных математических задач в формировании профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей.
-
Разработать структурно-функциональную модель формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей в процессе обучения решению профессионально ориентированных математических задач.
-
Разработать комплекс профессионально ориентированных математических задач, обеспечивающий формирование профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей.
-
Разработать методику обучения студентов агрономических специальностей решению профессионально ориентированных математических задач, направленную на формирование профессиональной компетентности и экспериментально проверить ее эффективность.
К научно-теоретическим предпосылкам, составляющим методологическую основу исследования, относятся: работы по проблемам профессионального образования; концепция профессиональной компетентности специалиста; концепция деятельностного подхода к обучению математике; концепция контекстного подхода к обучению; труды по теории организации учебно-познавательной деятельности обучающегося; труды по теории обучения решению задач, в частности профессионально ориентированных; труды по теории моделирования педагогических процессов.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
анализ философской, психолого-педагогической, математической, методической, учебной литературы, диссертационных работ по теме исследования, вузовских учебных планов, учебной документации, программ по математике и специальным дисциплинам для агрономических специальностей;
анкетирование студентов, преподавателей и беседы с ними;
наблюдение за ходом учебного процесса;
педагогический эксперимент (констатирующий, поисковый и формирующий) и статистическая обработка его результатов.
Научная новизна исследования заключается в том, что проблема формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей решается средствами профессионально ориентированных математических задач. Такой подход позволил создать структурно-функциональную модель ее формирования, построить комплекс профессионально ориентированных математических задач, разработать проблемные лекции, деловые игры и лабораторные занятия, содержательным компонентом которых являются прикладные математические задачи, формулировка которых связана с объектами будущей профессиональной деятельности студентов агрономических специальностей.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:
выявлены особенности разработки математических задач, ориентированных на формирование профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей;
определены роль и место прикладных математических задач в формировании профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей;
разработанная структурно-функциональная модель формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей в процессе обучения решению профессионально ориентированных математических задач трансформируема и в другие частные методики.
Практическая значимость исследования:
составленный комплекс профессионально ориентированных математических задач для студентов агрономических специальностей и описанные формы обучения студентов позволили организовать процесс формирования профессиональной компетентности;
основные положения разработанной и апробированной методики обучения студентов агрономических специальностей решению профессионально ориентированных математических задач могут быть использованы и в процессе обучения естественнонаучным дисциплинам.
Результаты исследования могут быть использованы при подготовке лекционных и практических занятий, для разработки сборников задач, учебных и методических пособий для студентов агрономических специальностей.
Достоверность и обоснованность проводимого исследования, его результатов, выводов и рекомендаций обусловлены методологическими основами исследования, опорой на основные теоретические положения в области теории и методики обучения математике, с учетом современных достижений в области педагогики и психологии, комплексом методов педагогического исследования, адекватных его задачам, положительными итогами проведенного эксперимента.
Положения, выносимые на защиту:
-
Обучение математике студентов агрономических специальностей следует осуществлять с учетом профессиональных задач, возникающих в производственно-технологической, организационно-управленческой, научно-исследовательской деятельностях агронома, что способствует восприятию математике как средства развития профессиональных качеств личности.
-
Комплекс профессионально ориентированных математических задач способствует эффективному формированию профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей в том случае, когда в основу его разработки взяты производственно-технологические, организационно-управленческие, исследовательские виды математических задач различного уровня сложности.
-
Предложенная в диссертации методика математической подготовки студентов агрономических специальностей позволяет достичь планируемых результатов при такой организации учебно-познавательной деятельности, при которой обучающиеся выступают субъектами познания. Этому способствуют лабораторный практикум, проблемные лекции и деловые игры, содержание которых строится с учетом требований контекстного обучения.
Апробация результатов исследования осуществлялась в форме выступлений на: заседаниях и методических семинарах кафедры высшей математики Омского государственного аграрного университета, на межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Молодежь, наука, творчество – 2007» (г. Омск, 2007 г.), на второй Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы методики преподавания математики и информатики» (г. Биробиджан, 2007 г.), на восьмой всероссийской научно-практической конференции студентов, соискателей, молодых ученых и специалистов «Наука и молодежь» (г. Н. Новгород, 2007 г.), на второй международной научно-методической конференции «Методы и средства подготовки конкурентоспособных специалистов: теория и практика» (г. Омск, 2008 г.).
По теме исследования имеется 15 публикаций (статьи, учебное пособие), среди них четыре в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Организация экспериментальной работы.
Экспериментальная база исследования: федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный аграрный университет (ФГОУ ВПО ОмГАУ).
На первом этапе (2004–2005 гг.) проведен констатирующий эксперимент, он характеризовался изучением и анализом теоретической и научно-методической литературы по теме исследования и изучением вузовской практики обучения студентов. Разрабатывались учебно-методические материалы. На втором этапе (2005–2007 гг.) проведен поисковый эксперимент, он характеризовался продолжением исследования особенностей и условий формирования профессиональной компетентности специалистов. Сформулирована рабочая гипотеза. Велась разработка учебного пособия «Теория вероятностей. Часть I. Основные понятия и теоремы теории вероятностей в профессионально ориентированных задачах для студентов агрономического направления подготовки». На третьем этапе (2007–2009 гг.) проведен формирующий эксперимент, обобщены результаты экспериментальной работы, оформлен текст диссертации.
Структура диссертационной работы определена логикой научного исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка использованной литературы и приложений.
Психолого-педагогические основы формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей при обучении математике
В педагогике высшей школы в последнее время достаточно четко проявились два подхода к построению учебного процесса: личностно-ориентированный, который призван обеспечить адаптацию процесса обучения к особенностям и индивидуальным потребностям обучаемого, и компе-тентностный, в соответствии с которым учебный процесс должен строиться таким образом, чтобы обеспечить формирование профессиональной компетентности будущего специалиста.
Общим проблемам компетентностного подхода к образованию уделя ется внимание в работах отечественных педагогов (И.Г. Агапова [2], Г.С. Альтшуллера [4], М.В. Рыжакова [150], А.В. Хуторского [197], СЕ. Шишова [205] и др.). Отдельные аспекты данной проблемы рассматри ваются в ряде работ зарубежных психологов и педагогов (Г. Айзенка [3], Дж. Баррета [12, 13], Дж. Равена [141, 142, 143] и др.). Вопросам формирова ния профессиональной компетентности в различных сферах профессиональ ной деятельности посвящены исследования В.Н. Абросимова [1], Н.Е. Высотской [38], В.П. Захарова [75], Ф.А. Зуевой [79], В.Г. Кунтыш [104], М.М. Олесовой [127] и др. Анализ психолого-педагогической литературы по проблеме внедрения в учебный процесс компетентностного подхода в настоящее время свидетельствует о том, что существуют различные трактовки понятий «компетенция», «компетентность» и «профессиональная компетентность», что требует необходимости их уточнения.
Прежде всего отметим, что есть два варианта толкования соотношения «компетенция» и «компетентность»: они либо отожествляются, либо дифференцируются. Согласно первому варианту, представленному в Глоссарии терминов ЕФО (1997), компетенция определяется как: «1. Способность делать что-либо хорошо или эффективно. 2. Соответствие требованиям, предъявляемых при устройстве на работу. 3. Способность выполнять особые трудовые функции» [44, с. 12].
Там же отмечается, что «... термин компетентность используется в тех же значениях. Компетентность обычно употребляется в описательном плане» [44, с. 12].
В рамках такого отождествления этих понятий (В.А. Болотов [21], B.C. Леднев, Н.Д. Никандров, М.В. Рыжаков [107]) авторы подчеркивают именно практическую направленность компетенций - «Компетенция является, таким образом, сферой отношений существующих между знанием и действием в человеческой практике» [107, с. 59], а «Компетентностный подход предполагает значительное усиление практической направленности образования» [21, с. 24]. Эта же позиция неразграничения понятий компетенция/компетентность характерна и для большинства зарубежных исследователей этой проблемы [77, 208, 209, 210].
Особенности организации процесса формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей в условиях контекстного подхода к обучению математике
Контекстное обучение предполагает применение в процессе обучения студентов активных методов и форм обучения, в основе которых лежит моделирование на языке знаковых средств предметного и социального содержания будущей профессиональной деятельности. При этом осуществляется постепенный переход от наиболее абстрактных моделей, реализуемых главным образом в рамках одной учебной дисциплины и обеспечивающей фундаментальные знания, к все более конкретным, межпредметным моделям, воссоздающим реальные профессиональные ситуации и фрагменты производства, отношения занятых в нем людей.
Психолого-педагогическая концепция контекстного обучения была предложена А.А. Вербицким [33, 34], частные вопросы контекстного подхода рассматривали также Н.А. Бакшаева [35], М.П.Боброва [18], Т.Д. Дубовицкая [60], А.Н. Картежникова [86], В.Н. Кругликов [99], М.В. Мащенко [115], О.В. Тумашева [173], М.П. Тырина [174], А.А. Федорова [175], Ж.К. Холодов, М.Г. Шубик [195] и др.
Воссоздание предметного и социального контекстов будущей профессиональной деятельности в учебном процессе обеспечивает необходимые условия для порождения мотивации учения, активности личности в учебно-познавательной деятельности, межличностного диалогического взаимодействия. Кроме того, обеспечивается и решение воспитательных задач, поскольку в контекстном обучении студент должен подчинить свои действия и поступки не только нормам предметных действий, но и требованиям нравственных норм учебного коллектива.
Опыт контекстного обучения математике в вузе показывает, что с помощью его форм, методов и средств можно разрешить целый ряд задач:
— составить целостное представление о профессиональной деятельности; - формировать не только познавательные, но и профессиональные мотивы;
- развивать системное профессиональное мышление специалиста, формировать научное мировоззрение;
- формировать социальные навыки взаимодействия и общения, индивидуального и коллективного принятия решений, воспитывать ответственное отношение к делу, социальным ценностям и установкам профессионального коллектива, общества в целом.
Основываясь на исследовании А.Н. Картежниковой [86], в котором разработана структурная схема технологии контекстного обучения математике и обоснован выбор наиболее эффективных и рациональных путей обучения математике студентов экономического профиля с учетом ограниченности времени, отводимого на изучение предмета, рассмотрим организационные формы и методы контекстного обучения математике студентов агрономических специальностей, направленные на формирование профессиональной компетентности.
К учебной деятельности академического типа с ведущей ролью лекции и практического занятия в рамках контекстного подхода предъявляются следующие требования:
- создание предметного и социального содержания будущей профессиональной деятельности;
- высокий уровень проблемности содержания занятий, обусловливающий исследовательскую позицию студента, поставленного перед необходимостью решения профессионально ориентированных задач без опоры на специальные знания и шаблоны стандартных действий, которые еще только предстоит усвоить в последующем обучении.
Основная задача преподавателя состоит не столько в передаче информации, сколько в приобщении студентов к объективным противоречиям развития научного знания и способам их разрешения. В содержании лекции реализуется принцип контекстности, задаваемый контекстом как самой науки, так и контекстом будущей профессиональной деятельности. «Сообщение на лекции каких-либо профессиональных сведений должно являться не самоцелью, а средством развития специалиста, формирования у него профессионального стиля мышления, интереса как к дисциплине, так и к профессиональной деятельности. Лекции по курсу математики призваны формировать необходимый математический аппарат будущего специалиста и определять стратегию применения общих математических методов к специальным вопросам» [119, с. 86]. Математические методы не должны существовать в сознании студентов независимо от предстоящей деятельности, ведь нередко эти методы возникали в связи с решением различных профессиональных задач.
В совместной деятельности с преподавателем студенты открывают для себя новые факты, постигают теоретические особенности своей профессии [6].
Б.В. Гнеденко отмечает: «В значительной степени сейчас лекции используют для того, чтобы систематически сообщать основной материал программы... Я придерживаюсь иной точки зрения и считаю, что лекция... предназначена, в первую очередь, для того, чтобы облегчить студенту понимание основных идей дисциплины, развернуть перед ним связи одной науки с актуальными проблемами наших дней, вселить в его сознание уверенность в собственных силах, а также привить интерес к дальнейшему познанию как уже открытого, так и неизвестно го... Встреча с лектором для студента должна состоять...в создании широкой и глубокой научной концепции, в выяснении места данной науки в системе научных знаний и ее возможностей в прогрессе человеческого знания, в ее связях с практикой» [47, с. 129]. Как мы видим, Б.В. Гнеденко пишет не только о том, чтобы дополнить лекции, а значит, и весь курс новым содержанием, но также о необходимости формировать такие качества (состояния) личности студента, как уверенность в собственных силах и интерес к дальнейшему познанию, которые, говоря современным языком, являются компетенциями.
Комплекс профессионально ориентированных математических задач, направленный на формирование профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей
В соответствии с выделенными в первой главе компонентами профессиональной компетентности мы составили комплекс профессионально ориентированных математических задач различных видов (см. Приложение), используемых для формирования указанных компетенций, который удовлетворяет следующим требованиям:
1. Задачи комплекса направлены на формирование профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей.
2. Профессионально ориентированные математические задачи комплекса:
а) имеют реальное, практическое содержание, раскрывающее практическую ценность и значимость приобретенных математических знаний;
б) отражают взаимосвязь различных специальных дисциплин на конкретных примерах с практическим содержанием;
в) отражают ситуацию из сельского хозяйства, показывая применениематематических знаний и методов в выбранной специальности - агроном;
г) численные данные соответствуют существующим на практике;
д) предполагают проведение приближенных вычислений, а также применение вычислительной техники.
3. Последовательность задач комплекса обеспечивает достижение более высокого уровня сформированности умения решать профессионально ориентированные математические задачи.
Перейдем к характеристике разработанного нами комплекса профессионально ориентированных математических задач, позволяющего сопровождать процесс формирования профессиональной компетентности студентов агрономических специальностей. В параграфе 1.2. сформулированы требования к профессионально ориентированным математическим задачам, решаемые в курсе высшей математики на агрономических специальностях. В разработанном комплексе профессионально ориентированные математические задачи мы разделили на виды: производственно-технологические, организационно-управленческие, исследовательские. Приведем примеры задач из разработанного нами комплекса задач по разным разделам курса математики, удовлетворяющие указанным выше требованиям.
1. Задача имеет реальное, практическое содержание, раскрывающее практическую ценность и значимость приобретенных математических знаний.
Задача 1. С самолета при высоте полета 30 м проводится подкормка посевов. Ветер, дующий горизонтально в направлении, перпендикулярном направлению движения самолета, сносит удобрения со скоростью v/=2 м/с. Частицы удобрения под действием силы тяжести и силы сопротивления воздуха падают вертикально вниз со скоростью v?=3 м/с. Найдите, вектор пути s , пройденного частицей удобрения при ее падении на землю. Смещением массы падающего удобрения за счет скорости движения самолета пренебречь.
Замечание: здесь и далее вводим сквозную нумерацию задач. стройте график этого уравнения на интервале [25; 60].
Ситуация, описанная в задаче 1, может возникнуть в организационно-управленческой деятельности агронома при организации, проведении полевых работ и принятии управленческих решений в различных погодных и материально-технических условиях; в задаче 2 — при оценке пригодности агро 68 ландшафтов для возделывания сельскохозяйственных культур и их рационального использования (производственно-технологическая деятельность).
2. В задаче проявляется взаимосвязь различных специальных дисциплин на конкретных примерах с практическим содержанием.
В раздел «Прямая на плоскости» комплекса профессионально ориентированных математических задач включена следующая задача:
Задача 3. Для некоторых сортов вики установлено, что при прочих равных условиях продуктивность (урожайность зеленой массы, сена, семян) зависит от массы 1000 семян посевного материала. Так, если масса 1000 зерен составляет 27,5 г, то урожайность зеленой массы составляет 150 ц/га и семян 8 ц/га, а если масса 1000 зерен равна 42,5 г, то соответственно 225 и 15 ц/га. Считая, что графиком зависимости урожайности зеленой массы и семян от массы 1000 семян на интервале (27,5; 42,5) является прямая, найти уравнения этих прямых и определить урожайность зеленой массы и сена при массе 1000 семян в 30 г.
При решении данной задачи необходимы знания из специальной дисциплины «Растениеводство», содержание которой составляют: теоретические основы растениеводства, программирование урожаев полевых культур, семеноведение, биология полевых культур и методы их выращивания; технология возделывания зерновых и зерновых бобовых культур, корнеплодов, картофеля, кормовых культур, многолетних бобовых трав; рациональное использование пашни для получения высоких урожаев полевых культур.
