Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы формирования профессиональной компетентности инженера-педагога в вузе 17
1.1. Основные теоретические положения о понятии «профессиональная компетентность» 17
1.2. Состояние опытно-экспериментальных работ по формированию профессиональной компетентности инженера-педагога 30
1.3. Профессиональная компетентность педагога в условиях профилизации школ 46
1.4. Состояние разработки и применения специальных практикумов. 58
1.5. Возможности применения ПЭВМ для формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения 66
Выводы по главе 1 78
Глава 2. Организация, содержание и методика проведения экспериментальных работ в специализированном физическом практикуме 82
2.1. Рабочие программы спецкурсов «Физико-техническое профильное обучение» и «Технология компьютерного эксперимента» 82
2.2. Содержание экспериментальных лабораторных работ для специализированного практикума 95
2.3. Методика организации и проведения занятий 128
Выводы по главе 2 146
Глава 3. Исследование эффективности применения специализированного физического практикума для формирования профильной компетентности педагога про фессионального обучения в вузе 148
3.1. Организация педагогического эксперимента 149
3.2. Результаты педагогического эксперимента 156
Выводы по главе 3 167
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 169
ЛИТЕРАТУРА 174
ПРИЛОЖЕНИЯ .'.201
- Основные теоретические положения о понятии «профессиональная компетентность»
- Рабочие программы спецкурсов «Физико-техническое профильное обучение» и «Технология компьютерного эксперимента»
- Организация педагогического эксперимента
Введение к работе
Актуальность и значимость темы исследования обусловлены модернизацией российского образования в области профессиональной подготовки молодежи в новых социально-экономических условиях развития общества. В соответствии с «Программой модернизации педагогического образования» (2003 г.) предусмотрено выполнение ряда мероприятий: преодоление отставания материально-технической базы и ресурсно-информационного обеспечения педагогических образовательных учреждений от уровня современных требований; разработка системы подготовки, переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров для обеспечения профильного обучения в старшей школе; обучение педагогов использованию информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе; усиление фундаментальной подготовки педагогов, формирование их способности к исследовательской деятельности в психолого-педагогической и предметной сфере; создание федеральных комплектов учебно-методической литературы, в том числе на электронных носителях, для педагогических направлений и специальностей.
Становится очевидным, что только компетентный в профессиональной области специалист, обладающий соответствующими знаниями, умениями и способностями, а также опытом практической деятельности в этой сфере, в состоянии эффективно решать поставленные задачи. Компетентность на всех уровнях образования сегодня должен рассматриваться как один из важнейших принципов модернизации системы профессионального обучения.
Необходимость формирования школой ключевых компетенций отмечена в «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 г.» (2001 г.). Усиление внимания к данной проблеме обусловлено также рекомендациями Совета Европы (Берн, 1996 г.), относящимися к обновлению образования, его приближению к заказу социума. Стало очевидно, что формирование профессиональной компетентности педагога становится од-
ной из главных проблем теории и практики подготовки педагогических кадров.
По мнению авторов «Концепции профильного обучения» (2002 г.), в настоящее время в высшей школе сформировалось устойчивое мнение о необходимости дополнительной специализированной подготовки старшеклассников для прохождения вступительных испытаний и дальнейшего образования в вузах. Традиционная непрофильная подготовка старшеклассников в общеобразовательных учреждениях привела к нарушению преемственности между школой и вузом, породила многочисленные подготовительные отделения вузов, репетиторство, платные курсы и др.
Таким образом, на современном этапе развития общего и профессионального образования возникла проблема формирования компетентности педагога в области профильного обучения. Такую компетентность мы называем «профильной компетентностью». Профильная компетенция является составной частью профессиональных компетенций педагога. Необходимость введения данного термина обусловлена тем, что в соответствии с действующими нормативными документами Министерства образования и науки РФ весьма актуальным является развитие профильного обучения. Однако существующие стандарты высшего педагогического образования не предусматривают четких квалификационных требований к готовности учителей общеобразовательных школ и педагогов профессионального обучения вести работу по профильной и предпрофильной подготовке учащихся. В то же время выпускники педагогических вузов уже сегодня должны быть готовы выполнять эту работу.
Общие проблемы высшего педагогического образования рассматриваются в трудах Ю.К. Бабанского [29, 30], В.П. Беспалько [39], А.П. Лиферова [141] и других ученых. В теоретико-методологических трудах СИ. Архангельского [26], В.В. Краевского [116, 117], B.C. Леднева [134-136], М.Н. Скаткина [215, 216] и других исследователей раскрываются теоретические основы содержания профессиональной подготовки педагогов, цели и задачи высшего педагогическо-
го образования.
Исследованию психолого-педагогических и методических проблем инженерно-педагогического образования посвящены работы А.А. Жученко [76], Э.Ф. Зеера [78-81], В.П. Косырева [114], Н.В. Кузьминой [121-123], Г.М. Романцева [76], Е.В. Ткаченко [76]. Вопросы формирования политехнических знаний в процессе трудовой подготовки рассматривались П.Р. Атутовым [27], С.Я. Батышевым [36], В.А. Поляковым [27] и др.
Различные формы и методы формирования профессиональной компетентности будущего учителя представлены в трудах В.И. Андреева [7], В.В. Косарева [142], А.П. Крючатова [142], Н.Н. Лобановой [142], Н.Д. Никандрова [168], В.А. Сластенина [218], А.В. Хуторского [254], Thomas S. Popkewitz [285] и др.
Отдельные аспекты профессиональной компетентности педагога рассмотрены в диссертационных исследованиях В.А. Адольфа [3], А.И. Ахулко-вой [28], Т.В. Добудько [67], А.К. Козыбая [108], О.А. Козыревой [109], Б.А. Маматова [148], СВ. Милициной [160] и др.
Изучению современных тенденций развития профессиональной школы России посвящены труды A.M. Новикова [170], А.Ф. Киселева [105], А.Я. Савельева [105], Б. А. Сазонова [105]. Проблемы конструкторско-технологического образования нашли отражение в работах В.Д. Симоненко [276], Ю.Л. Хотунцева [276,253] и др.
Проведенный анализ современной психолого-педагогической и методической литературы показал, что формирование профильных компетенций у студентов является одной из важных составных частей в системе подготовки современного педагога профессионального обучения. Это объясняется тем, что технический прогресс все более насыщает труд педагога профессионального обучения элементами инженерно-технических знаний и умений. Внедрение и использование все более совершенных технологий, необходимость повышения компьютерной грамотности выдвигают новые требования к системе подготовки специалистов, в которой все более интенсивно используются различные технические средства и технологии.
Этот анализ одновременно показал, что задачи формирования профессиональной компетентности в процессе подготовки современного педагога профессионального обучения еще не нашли должного отражения в работах педагогов-исследователей. Одни авторы ограничиваются общими методологическими аспектами конструкторской подготовки педагога профессионального обучения; другие рассматривают возможности применения компьютерных технологий при изучении отдельных дисциплин. Формирование профильной компетентности на основе использования спецпрактикумов также остается пока недостаточно разработанной проблемой.
Также не вызывает сомнений, что будущие педагоги профессионального обучения должны иметь глубокие представления о возможностях развития профильной компетентности средствами фундаментальных дисциплин. Однако нормативные документы педагогических вузов не предусматривают глубокого развития практической составляющей профессиональной компетентности с привлечением методов и приемов экспериментальной физики. Это приводит к тому, что выпускники имеют крайне низкий уровень компетенций в данной области. Обширные экспериментальные и технические знания, которыми живет современная физическая наука, остаются практически не известными будущим педагогам профобразования и, следовательно, учащимся начальной профессиональной школы. Создавшееся положение является одним из факторов, обуславливающим снижение интереса молодежи к естественным наукам и, в первую очередь к физике.
В заключение следует отметить, что в соответствии с приказом № 4 Министерства образования и науки РФ от 12.01.2005, составлен новый перечень направлений подготовки (специальностей) высшего профессионального образования, в котором предусмотрены следующие направления (специальности), имеющие отношение к теме исследования: «050500 - Технологическое образование (квалификации 62 - Бакалавр технологического образования и 68 - Магистр технологического образования)»; «050501 - Профессиональное обучение (по отраслям) (квалификация 65 - Педагог профессионального обучения)». Эти
направления подготовки должны быть обеспечены новым учебно-методическим комплексом, который позволит готовить указанных специалистов на качественно новом уровне.
Вышесказанное позволяет выявить следующие противоречия:
между действующей вузовской системой подготовки педагогов профессионального обучения и новыми современными требованиями к формированию их профильной компетентности;
между потенциальными возможностями физического спецпрактикума в процессе подготовки педагогов профессионального обучения к осуществлению профильного обучения и их недостаточной реализацией в практике педагогических вузов.
Отсюда возникает проблема исследования: каким образом обеспечить развитие профильных компетенций педагога профессионального обучения в современном педагогическом вузе?
Актуальность проблемы исследования, ее недостаточная научная разработанность и практическая значимость определили выбор темы исследования: «Методика специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагога профессионального обучения».
Цель исследования - выявить и обосновать условия формирования профильной компетентности педагогов профессионального обучения средствами физического специализированного практикума.
Объект исследования - процесс формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.
Предмет исследования - специализированный физический практикум как средство формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.
Гипотеза исследования - если включить в систему формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения в педагогическом вузе в качестве средства обучения специализированный практикум по экспериментальной физике, то это позволит развивать следующие компетен-
ции педагога:
организовывать учебную практику и исследовательскую деятельность старшеклассников в рамках технологического профиля;
создавать условия для дифференциации содержания обучения старшеклассников и построения индивидуальных образовательных программ в системе начального и среднего профессионального образования;
обеспечивать углубленное изучение профильных учебных предметов, разрабатывать и реализовать элективные учебные предметы;
обеспечивать успешное выполнение учащимися творческих проектов по выбранному ими профилю.
В соответствии с целью, предметом и выдвинутой гипотезой определены следующие задачи исследования:
Выявить отличия инженерно-педагогического образования от инженерного и педагогического.
Изучить особенности формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.
Выявить роль и возможности физического специализированного практикума в формировании профильной компетентности педагога профессионального обучения.
Разработать содержание, программу и методику проведения специализированного практикума по экспериментальной физике для студентов специальности «050501 - Профессиональное обучение (по отраслям) (квалификация 65 - Педагог профессионального обучения)».
Провести опытно-экспериментальную проверку эффективности использования разработанного специализированного практикума для формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.
Внедрить специализированный физический практикум в практику обучения студентов факультета технологии и предпринимательства Липецкого государственного педагогического университета.
Методологической и теоретической основой исследования являются общедидактическая теория содержания образования (В.В.Краевский [116, 117], И.Я.Лернер [117, 139], Н.М.Скаткин [215, 216] и др.); теория высшего педагогического образования (СИ. Архангельский [26], Ю.К. Бабанский [29, 30], В.П. Беспалько [38, 39], B.C. Безрукова [181] и др.); теоретические модели подготовки учителя к реализации дифференцированного обучения физике (Н.С Пурышева [193]) и вариативного подхода при составлении учебных программ по физике (СЕ. Каменецкий [96-98]); эвристические методы как главные процессуальные характеристики творческой деятельности (В.И. Андреев [7], А.В. Хуторской [254-256] и др.); принципы совместной продуктивной деятельности преподавателя с обучающимся (В.Я. Ляудис [143]); концепция формирования профессиональной компетентности учителя (В.А. Сластенин [180, 201, 218], Л.К. Гребенкина [58] и др.); концепция формирования физического спецпрактикума (В.А. Ильин [40, 46], Е.Б. Петрова [68, 183]); концепция компьютеризации физико-технической подготовки (Ю.А. Воронин [50]); концепция компетентностного подхода к подготовке специалистов (В.А.Адольф [3], Т.В. Добудько [67]).
Для решения поставленных задач и проверки гипотезы использовались следующие методы:
теоретический анализ проблемы исследования на основе изучения научно-методической, педагогической и психологической литературы, материалов и публикаций в периодической печати, вузовских учебных программ и учебных пособий, нормативных документов;
анализ деятельности преподавателей при подготовке, проведении и использовании физических спецпрактикумов в учебном процессе на основе данных наблюдения, проведения бесед, анкетирования, изучения конспектов (планов)занятий;
анализ деятельности студентов при выполнении заданий лабораторных работ спецпрактикума на основе данных наблюдений, заслушивания устных и изучения письменных отчетов о выполнении заданий, курсовых и выпуск-
ных квалификационных работ, а также результатов их участия в выставках и конференциях;
анализ вузовского преподавания на основе изучения опыта работы преподавателей, инструкций к лабораторным работам, проведения бесед с преподавателями, ознакомления с лабораториями, наблюдения при посещении занятий;
опытно-экспериментальная работа поискового характера по разработке лабораторных установок и методики их использования в учебном процессе;
изучение результатов профессионально-ориентированной деятельности студентов при прохождении учебной, технологической и преддипломной практик в профильных учебных заведениях и классах;
педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования;
качественный анализ результатов эксперимента;
стандартные методы математической статистики по обработке данных педагогического эксперимента;
обсуждение результатов исследования на научно-методических конференциях, совещаниях и семинарах.
Экспериментальная база исследования. Первые экспериментальные исследования были выполнены на физико-математическом факультете Липецкого государственного педагогического университета. Основная исследовательская работа осуществлялась на базе факультета технологии и предпринимательства этого же университета. Кроме этого, был проведен педагогический эксперимент с учителями на базе Института развития образования департамента образования и науки Липецкой области. Окончательная экспериментальная апробация результатов проведена на кафедре общей и теоретической физики и методики преподавания физики Рязанского государственного университета им. С.А. Есенина.
Основные этапы исследования:
Первый этап (2000-2002 г.г.) включал изучение литературы по пробле-
11 ме исследования, состояния физико-технического образования в педагогическом вузе, опыта практической работы учителей технологии и педагогов профессионального обучения Липецкой области, проведение констатирующего эксперимента. В этот период были определены проблема, цель, гипотеза и задачи исследования.
На втором этапе (2002-2004 г.г.) в ходе опытной работы проведен формирующий эксперимент, определено содержание лабораторных работ, вводимых в авторские курсы по выбору, изготовлены и испытаны новые установки по экспериментальной физике, а также разработаны методические рекомендации по их изготовлению и применению в учебном процессе.
Третий этап (2004-2005 г.г.) включал в себя проверку гипотезы исследования, обработку и обобщение полученных результатов; формулирование теоретических выводов; анализ и обсуждение опытно-экспериментальной работы; завершение литературного и графического оформления диссертационного исследования.
Научная новизна исследования:
Выявлена характерная особенность инженерно-педагогического образования, отличающая его от инженерного и педагогического, которая предусматривает подготовку студентов не по отдельным дисциплинам, а по блоку профессиональных дисциплин, включая педагогические, физико-технические, общепрофессиональные и специальные знания.
Конкретизирована концепция проектирования специальных практикумов и курсов по выбору в контексте проходящей модернизации российского образования на основе широкого использования современных инженерных и компьютерных технологий, обеспечивающих условия для эффективного формирования профильных компетенций педагогов профессионального обучения.
Предложен вариант специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагогов профессионального обучения на базе авторской концепции построения физического спецпрактикума, включающий оригинальные экспериментальные учебные установки и их
методическое обеспечение (методические указания к лабораторным работам с контрольными заданиями и вопросами, авторское электронное учебное пособие, образцы технологических карт и творческих проектов физико-технического содержания).
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что: Результаты работы расширяют теоретические представления педагогической науки и методики обучения физике о дидактических возможностях и сферах применения учебного физического эксперимента как метода обучения по отношению к его содержательной и процессуальной части. Они показывают, что реализация межпредметных связей физики и технических дисциплин, интеграция инженерных и педагогических составляющих в учебном физическом эксперименте способствует более качественной профильной подготовке педагогов профессионального обучения.
Практическая значимость исследования состоит в том, что содержащиеся в нем теоретические положения и результаты могут быть использованы для дальнейшей разработки системы формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения. Прошедшие экспериментальную проверку методические рекомендации и пособия по обеспечению условий развития профильных компетенций средствами физического спецпрактикума могут найти применение в учебном процессе педагогических вузов, при подготовке и переподготовке работников системы начального и среднего профессионального образования. Предложенные технологические карты могут быть использованы для организации профильного обучения с использованием метода проектов и изготовления учебного оборудования. Внедрение разработанного специализированного практикума в учебный процесс Липецкого государственного педагогического университета повысило качество подготовки педагогов профессионального обучения.
Достоверность научных положений и выводов обеспечены соблюдением основных требований, предъявляемых к организации и проведению педагогического эксперимента; воспроизводимостью экспериментальных результа-
тов; комплексным использованием разнообразных методов исследования; современной экспериментальной базой; использованием методов математической статистики.
На защиту выносятся:
Положение о том, что специализированный физический практикум, обеспечивающий органическое соединение дидактических возможностей учебного эксперимента (научность, наглядность и доказательность, занимательность, доступность, эвристическое начало, ...) с современными достижениями инженерных и компьютерных технологий по линии межпредметных связей, может служить эффективным средством формирования профильной компетентности педагогов профессионального
Комплект учебных лабораторных работ и экспериментальных установок для специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагогов профессионального обучения по специальности «050501 - Профессиональное обучение (отрасли «Агроинженерия» и «Технологическое оборудование и автоматизация машиностроительного производства»).
3.Методическое обеспечение специализированного физического практикума для курсов по выбору «Физико-техническое профильное образование» и «Технология компьютерного эксперимента» для специальности «050501 -Профессиональное обучение (отрасли «Агроинженерия» и «Технологическое оборудование и автоматизация машиностроительного производства»), включающее комплекс дидактических и методических материалов - рабочие программы, тематические планы, методические указания к лабораторным работам, технологические карты, электронное учебное пособие, рекомендации по реализации профильного обучения, дифференциации его содержания и построения индивидуальных образовательных программ, по организации исследовательской работы учащихся.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в ходе опытно-экспериментальной работы на базе Липецкого госу-
дарственного педагогического университета и Института развития образования Департамента образования и науки Липецкой области. Основные теоретические положения диссертационного исследования и результаты опытно-экспериментальной работы докладывались на научно-методических конференциях: «Новые технологии в преподавании физики (НТПФ - IV)», (г. Москва, 2005); XII Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании» (г. Екатеринбург, 2005); I международной научно-практической конференции «Исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт-Петербург, 2005); VII региональной научно-практической конференции «Проблемы преподавания дисциплин естественно-математического цикла» (г. Липецк, 2004); областной научно-практической конференции «Наука в Липецкой области: истоки и перспективы» (г. Липецк, 2004); V и VI региональных научно-практических конференциях «Творческая конструкторская деятельность учителей технологии, учащихся школ, технических училищ и студентов факультета технологии и предпринимательства Липецкого государственного педагогического университета» (г. Липецк, 2004, 2005); отчетных конференциях Липецкого государственного педагогического университета по итогам научно-исследовательской и научно-методической работы (г. Липецк, 2002, 2003, 2004 и 2005); Всероссийской научно-методической конференции «Развивающие аспекты процесса обучения физике» (г. Самара 2005); школе молодых ученых Липецкой области «Актуальные проблемы естественных наук и их преподавания» (г. Липецк, 2005). Результаты диссертации докладывались также на заседаниях кафедры физико-технических дисциплин ЛГПУ, кафедры общей и теоретической физики и методики преподавания физики Рязанского государственного университета им. С.А. Есенина.
Основные результаты исследования внедрены в практику работы: факультета технологии и предпринимательства и физико-математического факультета Липецкого государственного педагогического университета; Инсти-
тута развития образования Департамента образования и науки Липецкой области.
Физический специализированный практикум прошел государственную регистрацию в Федеральном институте промышленной собственности России (свидетельство № 2005611611 и свидетельство № 2005620173).
По теме исследования опубликовано 17 работ [8-24, 72].
Основные результаты исследования внедрены в практику работы: факультета технологии и предпринимательства и физико-математического факультета Липецкого государственного педагогического университета; Института развития образования Департамента образования и науки Липецкой области.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 286 наименований и 12 приложений. Основной текст диссертации изложен на 173 страницах, содержит 17 таблиц и 14 рисунков.
Во введении обоснована актуальность темы, определены объект и предмет, сформулированы цель, гипотеза и задачи исследования, показаны научная новизна, теоретическая и практическая значимость результатов работы, раскрыты методология и методы исследования, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, приводятся данные об апробации и внедрении результатов диссертационной работы.
В первой главе «Современное состояние проблемы формирования профессиональной компетентности инженера-педагога в вузе» проанализированы основные методологические подходы к проблеме формирования профессиональной компетентности инженера-педагога в педагогическом вузе; изучено состояние опытно-экспериментальных работ по формированию профессиональной компетентности инженера-педагога; выявлены тенденции развития профессиональной компетентности инженера-педагога в условиях профильного обучения; определено состояние вопроса разработки и применения специальных физических практикумов; изучена возможность приме-
16 нения ПЭВМ для формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.
Во второй главе «Организация, содержание и методика проведения экспериментальных работ в специализированном физическом практикуме» раскрыто содержание рабочих программ курсов по выбору «Физико-техническое профильное обучение» и «Технология компьютерного эксперимента»; приведена тематика лабораторных работ с кратким описанием новых лабораторных работ и методических указаний по их выполнению; дана методика проведения различных занятий с использованием экспериментального лабораторного специализированного практикума, а также показана взаимосвязь его с другими дисциплинами и видами занятий, предусмотренными учебными планами специальности «030500 - Профессиональное обучение».
В третьей главе «Исследование эффективности применения специализированного физического практикума для формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения в вузе» отражены результаты проведенного педагогического эксперимента.
В заключении обобщены результаты исследования, изложены основные выводы, подтверждающие заявленную гипотезу и положения, выносимые на защиту. В приложении приведены материалы, отражающие ход и результаты опытно-экспериментальной работы, материалы справочного характера, а также примеры творческих работ студентов.
Основные теоретические положения о понятии «профессиональная компетентность»
Понятие «профессиональная компетентность» как качественная характеристика педагогического труда стало использоваться в конце 80-х годов XX века. В то же время элементы, входящие в состав данного понятия, применялись для оценки педагогической деятельности в работах педагогов разных исторических периодов.
Мастерство специалиста, связанное с конкретной профессией, описывается через понятие профессиональной компетентности. Компетентность - обладание человеком способностью и умением выполнять определенные трудовые функции. Когда говорят о профессиональном выполнении труда, всегда имеют в виду осуществление его на высоком уровне. В «Словаре русского языка» СИ. Ожегова дается такое толкование понятия «компетентный»: «1) знающий, осведомленный, авторитетный в какой-нибудь области; 2) обладающий компетенцией» [176, с. 289]. Таким образом, компетентность -индивидуальная характеристика степени соответствия требованиям профессии. Судить о компетентности можно по характеру результатов труда человека. Понятие профессиональной компетентности педагога выражает личные возможности учителя, позволяющие ему самостоятельно и достаточно эффективно решать педагогические задачи.
Согласно современному трактованию компетентность - это мера соответствия знаний, умений и опыта лиц определенного социально-профессионального статуса реальному уровню сложности выполняемых ими задач и решаемых проблем. В отличие от термина «квалификация», включает помимо сугубо профессиональных знаний и умений, характеризующих квалификацию, такие качества, как инициатива, сотрудничество, способность работать в группе, коммуникативные способности, умение учиться, оценивать, логически мыслить, отбирать и использовать информацию [222, с. 302].
Проблема повышения профессиональной компетентности педагога, деятельность которого направлена на воспитание и развитие личности ученика, -важная социально-педагогическая проблема. Она находится на стыке ряда наук - педагогики, психологии, акмеологии, андрагогики, психологии профессионализма, т.к. понятие компетентности педагога включает не только когнитивную и операционально-технологическую составляющие, но и мотиваци-онную, этическую, социальную и поведенческую.
С наиболее общих позиций содержание понятий «компетентность», «профессиональная компетентность» рассматривается В.А. Извозчиковым [84]: «В содержание термина «компетентность» включаются три аспекта: проблемно-практический - адекватность распознания и понимания ситуации, адекватная постановка и эффективное выполнение целей, задач, норм в данной ситуации; готовность к непрерывному образованию с целью достижения профессиональной мобильности; смысловой - адекватное осмысление ситуации в более общем контексте; ценностный - способность к адекватной оценке ситуации, ее смысла, целей, задач и норм с точки зрения собственных и общезначимых ценностей».
В представленном таким образом понятии «компетентность» не отражены конкретные познавательные качества, которые должны быть сформулированы в процессе обучения. В некоторых сферах для компетентности вполне достаточно классических образовательных ценностей - знаний, умений, навыков, в других на первое место выходят творчество или рефлексия, в-третьих - что-либо еще, пока науке не совсем известное, например, адаптация к среде, ее условиям. Поэтому понятие компетентности является по своему замыслу более общим, ассимилирующим наличные и потенциальные познавательно-практические понятия.
Кроме того, понятие компетентности в своей сущности подвижно, исторически изменчиво. Знания и умения, даже определенные творческие спо 19 собности, устаревают со временем, становятся неадекватными новой исторической ситуации. А при ускоряющемся накоплении знаний, смене технологий и социокультурных условий такое отставание воспроизводит и усугубляет перманентный кризис образования. Компетентность же не привязана жестко к определенным образовательным содержаниям, знаниям или способностям. Меняются ситуации, меняются цели и нормы, меняются культурные образцы (интеллектуальные, технические и пр.), способы обращения с ситуациями, меняются сами люди, их запросы и возможности - при этом инвариантным остается требование компетентности. Сама эта ценность крайне устойчива, но это достигается благодаря подвижности значения понятия компетентности в меняющемся времени.
В сфере высшего педагогического образования профессиональная компетентность предполагает владение специалистом всей совокупностью культурных (в том числе и чисто профессиональных) образцов, известных к настоящему времени в данной сфере человеческой деятельности. Сложной задачей выступает ранжирование и отбор этих образцов (знаний, умений, способностей, интеллектуальных, знаковых и технических средств) [67].
Отмечается, что «в условиях естественного разделения труда каждому человеку приходится самоопределяться в выборе той или иной профессии или специальности. Важно учитывать, однако, не только экономическую эффективность разделения труда, но и личностные потребности наиболее полной жизненной самореализации в соответствии со своими способностями и интересами. Ясно, что такая самореализация возможна лишь в ограниченной сфере трудовой деятельности, в которой человек должен быть профессионально компетентным» [52, с.73]. Б.С. Гершунский раскрывает содержание понятия «профессиональная компетентность» следующим образом: «Категория «профессиональная компетентность» определяется, главным образом, уровнем собственно профессионального образования, опытом и индивидуальными способностями человека, его мотивированным стремлением к не 20 прерывному самообразованию и самосовершенствованию, творческим и ответственным отношением к делу» [52, с. 74].
В монографии «Профессиональная компетентность педагога» [142] находим следующие строки: «Профессиональная компетентность в известной степени определяет качество деятельности педагога. Она прежде всего выражается в устойчивом эффективном характере труда, в способностях в условиях нестабильности, различных трудностей объективного и субъективного характера находить адекватное, рациональное решение возникающей педагогической проблемы, которое обеспечивает целенаправленное педагогическое действие, учитывающее широкий спектр социальных, нравственных, экологических ее последствий.
Компетентность можно представить в виде взаимодействующих и взаимопроникающих образований. В структуре компетентности можно вычленить профессионально-содержательный, профессионально-деятельност-ный и профессионально-личностный компоненты [142, с. 50].
Профессионально-содержательный (базовый) компонент предполагает наличие у педагога теоретических знаний по основам наук, изучающих личность человека, что обеспечивает осознанность при определении педагогом содержания его профессиональной деятельности по воспитанию, обучению и образованию детей.
Профессионально-деятельностный (практический) компонент включает профессиональные знания и умения, апробированные в действии, освоенные личностью как наиболее эффективные.
Профессионально-личностный компонент включает профессионально-личностные качества, определяющие позицию и направленность педагога как личности, индивида и субъекта деятельности.
Профессиональная компетентность как явление, сочетающее элементы профессиональной и общей культуры и профессионального опыта, обогащенного знанием результатов научных исследований и самостоятельных поисков смыслов и действий, помноженных на профессионально значимые ка 21 чества, проявляется в творчестве, педагогической позиции, стиле деятельности.
Профессиональная компетентность - это исходное, ключевое понятие для характеристики педагогической деятельности. Она определяет уровень готовности к деятельности, а следовательно, является фактором сохранения направленности деятельности. Она проявляется в стиле педагогической деятельности, в педагогической квалификации учителя-воспитателя.
Профессиональная компетентность - динамичное явление. Профессиональная компетентность не только показатель, критерий личностных профессиональных достижений, но и мера нравственности педагога, поскольку определяет ведущее направление деятельности педагога» [142, с. 52].
В учебном пособии [201] отмечается: «Профессиональная компетентность - это профессиональная подготовленность и способность субъекта труда к выполнению задач и обязанностей повседневной деятельности. Она выступает мерой и основным критерием его соответствия требованиям совокупного труда.
Рабочие программы спецкурсов «Физико-техническое профильное обучение» и «Технология компьютерного эксперимента»
Этот курс рекомендован и реализован на кафедре физико-технических дисциплин ЛГПУ в качестве курса по выбору в составе блока дисциплин предметной подготовки группы педагогических специальностей «Профессиональное обучение» (030500.01 - Агроинженерия; 030500.06 - Информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии; 030500.08 - Технологическое оборудование и автоматизация машиностроительного производства) для студентов IV курса.
Общая трудоемкость дисциплины - 90 часов
В том числе: аудиторная работа - 44 часа
Самостоятельная работа - 46 часов
Предмет, цели и задачи дисциплины. Предмет «Физико-техническое профильное обучение» является частью общих отраслевых дисциплин, читаемых будущим инженерам-педагогам. Он представляет развитие и практическое применение курсов «Физика», «Общая физика», «Электротехника и электроника» и «Электрорадиотехника» при конструировании современных учебных приборов и их компонентов в учебно-исследовательских целях.
Цель курса - познакомить студентов с различными практическими приложениями физики, современными тенденциями их применения в профильном обучении.
Основная задача курса - подготовка студентов к организации профильного обучения средствами физики и техники, к осмысленному изучению конструкции и принципов действия электронного оборудования, применяемого в области компьютерной техники, металлообработки и сельскохозяйст 83 венного производства, а также сформировать базовые компетенции в области использования различных элементов учебной техники в профильных классах, кружках технического творчества, технических колледжах и лицеях.
Теоретический раздел раскрывает содержание вопросов специальных полупроводниковых приборов, микроэлектроники, пьезоэлектроники и аку-стоэлектроники, магнитоэлектроники, квантовой электроники, оптоэлектро-ники, криоэлектроники, хемотроники, молекулярной электроники, нанотех-нологий, принципов микросистемной техники, а также методики организации физико-технического профильного обучения (табл. 1).
Практическая часть предусматривает выполнение студентами 5-7 лабораторных работ, входящих в состав специального лабораторного практикума (один из вариантов приведен в табл. 1).
Содержание программы дисциплины. Лекционные занятия.
Тема 1. Специальные полупроводниковые приборы. Тиристоры. Туннельные диоды. Полупроводниковые диоды для СВЧ. Лавинно-пролетные диоды и диоды Ганна. Приборы с гетерогенными переходами. Однопереход-ный транзистор. Полупроводниковые резисторы. Приборы на аморфных полупроводниках.
Тема 2. Микроэлектроника. Общие сведения. Пленочные и гибридные интегральные схемы. Полупроводниковые интегральные схемы. Интегральные схемы на приборах с зарядной связью и с инжекционным питанием.
Тема 3. Пьезоэлектроника и акустоэлектроника. Физические основы пьезоэлектроники. Приборы пьезоэлектроники. Физические основы акусто-электроники.
Тема 4. Магнитоэлектроника. Гистерезисные магнитные элементы. Цилиндрические магнитные домены. Преобразователи Холла. Магниторези-сторы. Магнитодиоды.
Тема 5. Квантовая электроника. Общие сведения. Принцип работы лазера. Основные типы лазеров. Применение лазерного излучения.
Тема 6. Оптоэлектроника. Общие сведения. Фоторезисторы. Фотодиоды. Фотоэлементы. Фототранзисторы. Фототиристоры. Светоизлучающие диоды. Источники света с порошковыми и пленочными электролюминофорами. Оптроны.
Тема 7. Криоэлектроника, хемотроника, молекулярная электроника. Приборы криоэлектроники. Приборы хемотроники. Приборы молекулярной электроники.
Тема 8. Нанотехнологии. Предыстория нанотехники. Сканирующий туннельный и атомно-силовой микроскопы. Первые шаги нанотехники. Первые наноматериалы и наноблоки. От исследований к наноиндустрии. Нано-цех и нанотехнологии.
Тема 9. Принципы микросистемной техники. Микросистемы. Микромеханика. Примеры реальных наномикросистем («СуперУхо» и т. п.).
Тема 10. Организация физико-технического профильного обучения. Це-ли и задачи профильного обучения. Методика организации профильного обучения в общеобразовательной школе. Методика организации профильного обучения в профессионально-технической школе. Компетентностный подход в системе профильного обучения. Техника безопасности при организации профильного обучения.
Лабораторные занятия
Тематика лабораторных занятий формируется с учетом специализации групп и подгрупп студентов из следующего перечня лабораторных работ:
1. Исследование кинетики зарождения и роста кристаллов в электрическом поле (6 часов).
2. Изучение метода экспресс-диагностики химических источников тока (6 часов).
3. Освоение технологии проведения металлографических исследований методом компьютерной микроскопии (6 часов).
4. Освоение технологии изучения сварного шва методом компьютерной микроскопии (6 часов).
5. Применение компьютерного измерительного комплекса для измерения напряженности магнитного поля (6 часов). 6. Изучение влияния неоднородного искусственного поля силы тяготения на жидкие и сыпучие среды (6 часов).
7. Исследование влияния неоднородного искусственного поля силы тяготения на рост растений (6 часов).
8. Применение компьютерного микроскопа для измерения скорости роста кристаллов (6 часов).
9. Изучение возможностей применения компьютерного измерительного комплекса для анализа параметров ионисторов (6 часов).
10. Использование оптоэлектронных датчиков и ПЭВМ для изучения законов трения (6 часов).
11. Возможности компьютерного микроскопа при определении параметров электролиза (6 часов).
Организация педагогического эксперимента
Целью констатирующего этапа, как уже говорилось, было определение современного состояния вопроса формирования профильной компетентности специалиста средствами специального физического практикума педагогических вузов. В главе 1 приведен подробный аналитический обзор литературных данных по этой теме. Поэтому мы не будем повторять приведенные там данные, отметим лишь, что техническое состояние и методика проведения занятий в традиционных специальных физических практикумах не совсем подходят для подготовки инженеров-педагогов. Поэтому со всей очевидностью требуется проведение специальных исследований, направленных на модернизацию всех компонентов обучения в специальном лабораторном практикуме: концепции, технической базы, тематики лабораторных работ, методики проведения занятий.
Выполнение этих задач и являлось содержанием данной работы.
Основой всей этой перестройки явилась новая концепция специализированного физического практикума педагогического вуза, в которой, с одной стороны, исключены указанные выше недостатки, присущие специальным физическим практикумам предыдущего поколения. Прежде всего, это относится к необходимости учета в этой концепции специфики инженерно-педагогической подготовки в условиях профильного обучения. С другой стороны, концепция должна учитывать сегодняшние реалии: изменение технической базы, появление и широкое распространение ПЭВМ, изменения в составе и подготовке студентов, экономические возможности вуза, социальный заказ и др.
В соответствии с принятой концепцией и с учетом необходимости формирования профильной компетентности инженера-педагога в специализированном практикуме кафедры физико-технических дисциплин педагогического вуза были поставлены 20 лабораторных работ, часть которых вместе с уже имеющимися была предложена для выполнения студентам.
Обучающий этап
На обучающем этапе педагогического эксперимента была использована новая концепция проектирования специализхированного практикума по экспериментальной физике, изложенная в главе 1. В соответствии с этой концепцией был проведен анализ имеющихся в специальном практикуме лабораторных работ, в результате которого сделаны выводы о пригодности той или иной из них для нового специализированного практикума. Часть лабораторных работ, которые признаны несовместимыми с разработанной концепцией, была демонтирована.
На данном этапе выяснилась необходимость существенной модернизации имеющихся лабораторных работ и разработки новых. В результате проведенного научно-методического исследования были разработаны следующие лабораторные работы.
«Исследование кинетики зарождения и роста кристаллов в электрическом поле». В основе этой лабораторной работы лежит идея влияния элек 151 трического поля на возникновение центров кристаллизации. Изучение этого процесса происходит путем варьирования параметров электрического поля и исключение других побочных факторов (естественных центров кристаллизации). В ходе выполнения этой работы студент учится моделированию реального эксперимента путем создания искусственных условий. Аналогов данной установки нами не выявлено.
«Изучение метода экспресс-диагностики химических источников тока». Основу установки составляет цифровой мультиметр, работающий в режиме милливольтметра с очень большим входным сопротивлением, что позволяет непосредственно измерять ЭДС источников тока. Погрешность измерения при этом составляет ±1 мВ на пределе измерений 0-Н2000 мВ. Отличительной особенностью данной работы является то, что по результатам измерения внутреннего сопротивления студенты делают вывод о практической пригодности химических источников тока различного типа. Установку можно использовать для экспресс-контроля таких источников в производственных условиях.
«Освоение технологии проведения металлографических исследований методом компьютерной микроскопии» и «Освоение технологии изучения сварного шва методом компьютерной микроскопии». Особенностью установки, используемой в этих лабораторных работах, является модернизация металлографического микроскопа путем добавления видеоголовки, видеомагнитофона и телевизора. Это позволяет демонстрировать студентам возможность создания видеофрагментов физических процессов (структурных изменений), происходящих в металлах и сплавах.
«Изучение влияния неоднородного искусственного поля тяготения на жидкие и сыпучие среды». Для постановки данной лабораторной работы была создана новая экспериментальная установка, позволяющая получить при различных частотах вращения кюветы с раствором желатина или с сыпучей средой поверхности различной кривизны. По измеренным радиусам кривизны для моделей с раствором желатина и с песком студенты строят зависимо 152 сти центробежной силы инерции в различных точках кюветы. Данная установка демонстрирует принцип действия центробежных машин различного назначения. Повышение дидактического принципа наглядности в этой установке достигается путем графического построения студентами рельефа поверхности через прозрачную стенку кюветы. Эта работа удобна для использования в кружковой работе.
«Исследование влияния неоднородного искусственного поля тяготения на рост растений». В данной работе используется такая же установка, что и в предыдущей работе, но в качестве заполняемой среды используется субстрат. В субстрат помещают на определенном расстоянии от оси вращения проращенные семена ячменя и наблюдают за их ростом в условиях действия центробежной силы инерции. Это позволяет демонстрировать эквивалентность гравитационных сил и сил инерции. С точки зрения развития конструкторских способностей студентов важным является использование геркона и микрокалькулятора для подсчета числа оборотов кюветы.
«Применение компьютерного микроскопа для измерения скорости роста кристаллов». Отличительной особенностью установки для проведения данной лабораторной работы является совмещение биологического микроскопа с Web-камерой, соединенной через USB-порт с ПЭВМ. Это позволяет не только фиксировать отдельные кадры в процессе роста кристаллов, но и записать видеоролик. Обработка экспериментальных кадров выполняется полностью стандартными программными средствами ПЭВМ. Таким образом создается возможность измерения мгновенной скорости роста кристаллов, что невозможно в классическом варианте.
«Изучение возможностей применения компьютерного измерительного комплекса для анализа параметров ионисторов». Модернизацию установки для снятия зарядных и разрядных характеристик конденсаторов с целью изучения параметров ионисторов проводили путем использования компьютерного измерительного комплекса L-микро. Его использование методически оправдано тем, что данный комплекс позволяет фиксировать значение на 153 пряжения за достаточно короткие промежутки времени в цифровом виде. Это облегчает процесс последующей обработки студентами экспериментальных данных в графическом, табличном и т. п. виде. Тем самым у студентов появляется возможность выполнения эксперимента с большим количеством ио-нисторов и условий проведения опытов.
«Использование оптоэлектронных датчиков и ПЭВМ для изучения законов трения». Усовершенствование известной установки для изучения трения скольжения состоит в том, что мы использовали оптоэлектронные датчики для фиксирования интервалов времени движения тела. Сигналы от датчиков фиксировались с помощью комплекса L-микро. Дидактические преимущества этой модернизации такие же, как и в предыдущей работе.
«Возможности компьютерного микроскопа при определении параметров электролиза». В основу экспериментальной установки, используемой в этой работе, положен новый способ определения параметров электролиза. Он заключается в том, что для определения электрохимического эквивалента вещества, выделяющегося на катоде, вместо измерения его массы измеряют диаметр. Измерение диаметра выполняют с помощью Web-камеры. Тем самым достигается возможность демонстрации дидактической эффективности применения ПЭВМ при проведении реальных физических экспериментов. Установка аналогов не имеет.
«Определение оптимальных параметров фотографирования на основе эффекта Кирлиани». Целью данной работы была разработка достаточно простой установки для фотографирования листьев растений в газовом разряде. Идея опыта состоит в том, что лист помещается между электродами, электрически соединенными с клеммами школьного высоковольтного преобразователя «Разряд-1». Педагогический эксперимент показал, что установка позволяет ставить весьма широкий спектр опытов путем изменения расстояния между электродами, выбора объектов исследования и времени экспозиции. Установка аналогов не имеет.
Таким образом, на обучающем этапе педагогического эксперимента удалось осуществить проверку соответствия лабораторных работ положениям разработанной концепции, проверить, насколько удачно их техническое решение, усовершенствовать конструкции и узлы, а также предложить новые. Стала возможной также проверка дидактической эффективности использования разработанных лабораторных работ. Оказалось, что несмотря на некоторые недостатки, результаты использования лабораторных работ в основном соответствовали ожидаемым.
Контрольный этап
Контрольный этап, проведенный нами в 2004-2005 учебном году, подтвердил правильность изменений, внесенных в лабораторные работы в результате проведения обучающего этапа педагогического эксперимента. Кроме того, различными методами была проведена оценка эффективности разработанной концепции и реализации специализированного практикума по экспериментальной физике.
Похожие диссертации на Методика специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагога профессионального обучения
