Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические предпосылки применения модульно-компетентностного подхода к обучению физике студентов технического университета 17
1.1 Анализ особенностей преподавания физики на младших курсах технического университета 17
1.1.1. Организация процесса обучения физике в техническом университете 17
1 1 .2. Психологические особенности студенческого возраста 26
1.1,3. Проблемы обучения физике на младшей ступени вузовского обучения 29
1.2. Компетентностно-ориентированное образование: проблемы теории и практики 35
1.3. Проектирование компетентностной модели личности будущего инженера 48
1.4. Сущность технологии модульного обучения, основанной на компетенциях 65
Выводы по главе 1 73
Глава 2. Проектирование модульной образовательной программы и процесса обучения физике в техническом университете на основе компетентностной модели 75
2.1. Технология проектирования модульных программ по физике 75
2,1 1. Принципы проектирования модульных программ 75
2.1.2. Этапы проектирования модульных образовательных про грамм 78
2.2. Модель организации процесса обучения физике на основе модульно-компетентностного подхода 94
Выводы по главе 2 108
Глава 3. Методические основы реализации модульно-компетентностного обучения физике на младших курсах технического университета 111
3.1. Методика организации модульного обучения при проведении лекционных и лабораторно-практических занятии 111
3 1.1..Особенности построения лекции в модульном обучении 111
3.1.2. Практикум по решению задач 118
3.1.З. Лабораторный практикум 126
3.2. Рейтинговый контроль при модульном обучении 134
3.3. Результаты и анализ педагогического эксперимента 143
Выводы по главе 3 159
Заключение 161
Литература 163
Приложения 186
- Анализ особенностей преподавания физики на младших курсах технического университета
- Технология проектирования модульных программ по физике
- Методика организации модульного обучения при проведении лекционных и лабораторно-практических занятии
Введение к работе
Актуальность. В начале XXI века мир вступил и период великих изменений цивилизационного масштаба, охватывающих по существу все страны. Переход к постиндустриальному обществу ускорил процессы глобализации, активизировал международную кооперацию и разделение труда. Новой нормой становится жизнь в постоянно меняющихся условиях, чю требует умения решать постоянно возникающие новые нестандартные проблемы.
Изменился и характер общественного труда, особенностью которого является высокий уровень специализации и кооперации. Признаком времени становится повышенная профессиональная мобильность. Увеличение наукоемкой составляющей производства требует подготовки высокопрофессиональных кадров, развития навыков совместной работы.
Модернизация высшего профессионального образования в Российской Федерации направлена на становление в образовательных учреждениях специалиста-профессионала, обладающего высоким уровнем сформированное профессионально-технологических компетенций, характеризующейся надпредметно-стью, междисциплинарностью, многофункциональностью.
В этой связи следует отметить своевременность решения проблемы формирования компетентности у выпускников технического вуза, повышение мобильности образования, связанной с рынком труда, обусловленных требованиями Федеральной программы реформирования высшего профессионального образования до 2010 г., Федеральной целевой программы развития образования на 2006-10 гп, а также в рамках Болонского и Копенгагенского процессов.
Следствием преобразований российского общества является создание высших учебных заведений нового типа - технических университетов. Технический университет рассматривается как центр интеграции науки, образования и культуры, осуществляющий преимущественно фундаментальные исследования и подготовку профессионалов для научно-технической деятельности по широкому спектру направлений и специальностей,
В современных условиях выпускник технического университета должен быть готов к инновационной инженерной деятельности - к разработке и созданию новых техник и технологий, доведенных до вида товарной продукции, обеспечивающей новый социальный и экономический эффект, а потому и конкурентоспособной.
Анализ педагогической и методической литературы по проблеме высшего технического образования (А.Е. Айзенцон [5], Л.В. Масленникова [ПО], Н.И.Надтока [119], А.Б. Ольнева [132], АЛ. Пелевина [137], О.И. Полещук [143], С.К Потемкина [145], Н.И.Резник [155], Н.И. Стасюк [170], А. Червова [198] и др.) показал направленность исследований на фундаментальность и профессиональную ориентацию инженерного образования, а также выявил необходимость системного подхода к изучению дисциплин технического и гуманитарного циклов в техническом университете.
Особенностью учебного проиесса в техническом университете является практическая направленность изучаемых дисциплин. При этом физика представляет собой основу дисциплин технического направления (электротехника, микроэлектроника, материаловедение, сопротивление материалов, прикладная механика, теоретическая механика, геофизика и др.), она также связана с дисциплинами гуманитарного и экономического направлений (философия, история, экономика и др.).
Проблеме совершенствования обучения физике студентов инженерных вузов посвящены диссертационные работы 3. Бахадировой [22], Г.В. Ерофеевой [69], АЛ. Измайловой [80], А.Н. Лаврсниной [98], И,А, Мамаевой [107] и др.
Между тем, анализ состояния физического образования в системе инженерного образования России показывает снижение уровня подготовки по физике абитуриентов и студентов. Анализ исходного уровня знаний студентов первого курса по результатам констатирующего эксперимента, проведенного в течение 2001-2007 гг., на кафедре «Физика» Восточно-Сибирского государственного технологического университета, показывает, что коэффициент усвоения теоре-
тических знаний школьного курса физики составляет 32%, а умение решать задачи - менее 20%- Причем, наблюдается снижение уровня подготовки абитуриентов по физике в течение ряда лет. Слабая подготовка обусловлена разрывом между вузовской и школьной программами, уменьшением числа часов на изучение физики в школе.
Отсюда следует, что подготовка высокопрофессионального специалиста в техническом университете напрямую связана с повышением эффективности процесса обучения физике и «.„первоочередным исследованием в данном направлении должно быть исследование, показывающее,., принципы построения курса физики» критерии отбора содержания и особенности методики его преподавания»1, С другой стороны, в Государственных образовательных стандартах образца 2001 года на большой объем учебного материала по физике отводится в два раза меньшее число аудиторных часов по сравнению с учебными штанами 1999-2000 гг. Между тем, 50% учебной нагрузки отводится на самостоятельную работу, которая требует разработки специальных учебно-методических материалов для обеспечения эффективности самостоятельной работы студентов.
С необходимостью стоит вопрос о разработке единого образовательного процесса, объединенного общими целевыми функциями и, как нам видится, комплексное решение этих проблем возможно на основе разработки и внедрения в учебный процесс модульного обучения, основанного на компетенциях.
Новое явление в высшем образовании - студентоцентрированная направленность образовательного процесса предполагает системные преобразования в образовании [241], По своей сути она означает переориентацию образовательного процесса с формальных показателей (сроки обучения; содержание; цели, сформулированные для вуза и преподавателя) на параметры компетенций и результатов образования.
Каменецкий, СЕ. К проблеме инженерного образования в современной России// образования в современной России//Наука и школа.-2007.-№2- С,6- 8 ,
В образовательном процессе наблюдается смешение акцепта с преподава
ния, где активна академическая деятельность профессорско-
преподавательского состава, на обучение, ориентированное на активную обра
зовательную деятельность студента. В традиционном образовательном процес
се преобладают методики передачи знаний. Новый подход делает упор на ре*
зультаїьі обучения, которые становятся главным итогом образовательного
процесса для студента с точки зрения знания, понимания и способностей, а не
на средства, которые используют преподаватели для достижения этих результа
тов. В результате внедрения студентоцентрированного обучения в образова
тельный процесс парадигма преподавания (обучения) уступает место парадигме
учения, субъект-объектные отношения - субъект-субъектному взаимодейст-
вию[68, С 5]. Преподаватель реализует новую функцию сопроводителя сту
дента в деле приобретения им тех или иных компетенций. Наряду с сохранени
ем прежнего ролевого статуса преподаватель призван обеспечить более высо
кие уровни консультирования и мотивирования. В свою очередь образователь
ный процесс потребует от студентов большей степени вовлеченности, развития
своих умений работать с информацией.
Смыслообразующими единицами профессиональной подготовки студентов могут и должны стать компетенции, которые определяются как знания, умения, опыт, необходимые для решения теоретических и практических задач,
Компетентностный подход - это приоритетная ориентация на цели, которые ставятся, исходя из результата, при этом необходимо, чтобы цели и результаты были направлены на повышение компетентности студентов. Причем в качестве результата рассматривается не сумма усвоенной информации, а способность человека действовать в различных проблемных ситуациях. Оптимальной технологией реализации компетентностно-ориентированного образования, по признанию многих теоретиков и практиков высшего профессионального образования является модульная технология. Содержательный анализ исследований по теории и практике компетентностно-ориентированного и модульного подходов
в образовании позволил провести интеграцию концептуальных оснований и ввести понятие модульно-компетентностного подхода.
Модульно-компетентностной подход в профессиональном образовании представляет собой модель организации учебного процесса, в которой в качестве цели обучения выступает совокупность профессиональных компетенций обучающегося, в качестве средства ее достижения - модульное построение содержания и структуры профессионального обучения. Данная проблема наиболее подробно решается в системе начального и среднего профессионального образования в работах (А.А, Гетманской [53], СА. Ефимовой [70], Э.Ф- Зеера [74, 75], Г,В. Ярочкиной [229] и др.). В системе высшего профессионального образования компетентностный подход продекларирован в стандартах нового поколения и недостаточно исследован.
В связи с этим, среди проблем, подлежащих исследованию, одно из главных мест занимает проблема создания благоприятных условий для развития личности, приспособления дидактической системы к индивидуальным потребностям студентов и уровню их базовой подготовки по физике на основе модульно-компетентностного подхода.
Таким образом, существуют противоречия:
между потребностью современного высокотехнологичного производства в специалистах высокой квалификации, обладающих профессиональными, общими и предметными компетенциями по физике, и существующим научно-методическим обеспечением учебного процесса, который не позволяет полностью решить эту задачу;
между наличием трудностей у студентов в усвоении физических знаний и существующей методикой, которая недостаточно учитывает необходимость индивидуализации обучения, в том числе организации самостоятельной работы студентов, направленной на формирование способности к обучению через всю жизнь в рамках студентоцентрированной образовательной парадигмы;
3) между необходимостью формирования предметных компетенций по физике, являющихся основой общеинженерных дисциплин и практическим отсутствием методик, направленных на качественное их формирование через результаты обучения.
Из данных противоречий, вытекает проблема исследования: теоретическое обоснование и практическая реализация модульно-компетентностного обучения физике студентов младших курсов технического вуза.
Современная национальная образовательная доктрина, ориентированная на повышение роли технических университетов в формирующейся инновационной среде России, предполагает замену устоявшегося информационного подхода к организации процесса обучения в высшей школе более концептуальными аналитическими методами, ориентированными на освоение способов учебно-познавательной инженерной деятельности. Решающее значение здесь имеет переход в инженерном образовании к постановке задач системно-понятийного освоения профессиональных и общих компетенций, который возможен путем разработки и внедрения в учебный процесс модульного обучения, направленного на фиксируемый результат.
Объект исследования - процесс обучения физике студентов младших курсов технического университета.
Предмет исследования - методика обучения физике студентов младших курсов технического вуза на модульно - компетентностной основе.
Цель исследования - теоретическое обоснование и разработка методики обучения физике студентов младших курсов технического университета на основе модульно-компетентностного подхода.
Гипотеза исследования - Если методика обучения физике студентов в техническом вузе будет основана на модульно-компетентностном подходе, включающем проектирование и реализацию модульных программ по физике, основанных на компетенциях, и в ее рамках осуществлено управление индивидуальной учебно-познавательной деятельностью студентов с помощью рейтинга-
вой системы контроля, то будет обеспечено достижение студентами достаточного уровня предметных, общих и основ профессиональных компетенций.
В соответствии с целью, предметом и гипотезой исследования были определены следующие задачи исследования!
Провести анализ состояния проблемы обучения физике студентов технических вузов и исследовать возможности использования современных педагогических технологий в процессе обучения физике.
Выявить теоретические основы компетентностно-ориентированного образования.
Построить компетентностную модель личности будущего инженера,
Изучить сущность модульного обучения, основанного на компетенциях.
Разработать технологию проектирования модульных программ, основанную на компетенциях.
Разработать модель методики обучения физике с использованием мо-дульно-компетентностных программ.
Организовать процесс модульного обучения физике в техническом университете при проведении всех типов учебных занятий и выявить методические особенности реализации модульно-компетентностного подхода в обучении физике студентов младших курсов технического университета.
Применить рейтинговую систему контроля, обеспечивающую управление индивидуальной учебно-познавательной деятельностью студентов.
Провести педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования.
Методологической и теоретической основой исследования являются фундаментальные работы в области: высшего образования (СИ. Архангельский, В.П. Беспалько, О.М. Бобиенко, В.Я. Виленский, Э,Ф, Зеер, Ю.Б. Зотов, И.И. Кобы-ляцкий, В.А Сластешш, А.И. Уман и др.)> теории и методики обучения физике (А.И, Бугаев, Г,М, Голин, Н.Е. Важеевская, СЕ. Каменецкий, Н.С. Пурышева, В.Г. Разумовский, Н.В. Шаронова, А.В. Усова и др.).
В качестве методологических основ исследования были выбраны:
основные положения модульно-компетентностного обучения (С.Я, Батышев, В.И. Байденко, СШ. Бобиенко, М.В, Бородина, И.А. Зимняя, А.К. Маркова, И.Б. Сенновский, ПИ, Третьяков, МЛ. Чошанов, П.А. Юцявичене, АЛ. Мака-ров, А.А, Муравьева, СШ. Олейникова, З.П. Трофимова, Дж. Равен, А.А, Пинский, Н.Ю. Посталюк, ЮА Читаева, Н.Е. Эрганова, и др.);
индивидуализации и дифференциации обучения (ЮХ Бабанский, Рональд де Гроот, А.А. Кирсанов, Е.С. Полат, Т.К. Селевко, И.Э. Унт, И.С. Якиманская
и др.);
педагогического тестирования (B.C. Аванесов, В.П. Беспалько, Б,У. Родионов, А.СХ Татур, ВЛТесленко и др,);
педагогических и информационных технологий (BJL Беспалько, МЛІ Лап-чик, Н.И. Пак, Е.С. Полат, ІІВ. Роберт, ГХ Селевко и др.);
применения информационных технологий в обучении физике (Г.А. Бордов-ский, Э.В. Бурсиан, А.С. Кондратьев, В.В. Лаптев и др.).
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
Теоретические: анализ психолого-педагогической и методической литературы, образовательных стандартов по физике, изучение состояния проблемы в практике преподавания, методы моделирования, магематико-статистические методы.
Эмпирические: анкетирование, тестирование, педагогические наблюдения за ходом учебного процесса, педагогический эксперимент, статисшческая обработка данных педагогического эксперимента.
Научная новизна исследования: 1. Уточнена и конкретизирована классификация предметных компетенций по физике в совокупности когнитивного, практического, экспериментального и исследовательского компонентов, а также сопровождающие их формирование общие и основы профессиональных компетенций.
Теоретически обоснована и создана модель методики обучения физике студентов младших курсов технического университета на основе модульно-компетентностного подхода, включающая модульную структуру организации теоретического, практического обучения и самостоятельной работы студентов, основанной на студентоцентрированной концепции образовательного процесса, направленного на результат,
Разработана технология проектирования модульно-компетентностных программ по физике, включающая следующие этапы: выделение совокупности предметных, общих и основ профессиональных компетенций, определение структуры модульной образовательной программы, разработка спецификации модулей и оценочных материалов; разработка учебных материалов модулей, апробация и корректировка модуля и учебных материалов, оценка качества обучения,
Разработана система рейтингового контроля в структуре модульно-компетеитностного обучения, позволяющая управлять индивидуальной учебно-познавательной деятельностью студентов.
Теоретическая значимость результатов исследования определяется вкладом его результатов в развитие теоретических основ обучения физике студентов технического университета. В результате исследования;
- доказана необходимость и целесообразность применения модульно-
компетентностного обучения физике, основанного на студентоцентрированной
концепции обучения;
теоретически обоснована и разработана технология проектирования модульных программ по физике на компстентностной основе;
теоретически обоснована и построена модель методики обучения физике на основе модульно-компетентносшого подхода, ориентированная на достижение образовательного результата,
Практическая значимость исследования состоит в том, что разработаны:
Программы обучения физике на основе модульно-компетентностного подхода, включающие модули первого и второго порядков и струкі уру отдельного модуля, направленную на формирование учебных элементов.
Рейтинговая система контроля, обеспечивающая управление индивидуальной учебно-познавательной деятельностью студентов.
Учебное пособие для контроля знаний, умений студентов, включающее тестовые задания для входного контроля и выходные диагностирующие материалы по всему курсу физики.
Учебно-методическое пособие «Практикум по решению физических задач», составленное на основе модульного подхода.
Методические указания по организации лабораторного практикума и самостоятельной работы студентов.
Программы, учебные пособия и методические рекомендации прошли апробацию в практике работы технических университетов. На защиту выносятся:
Обоснование необходимости и целесообразности применения модульно-компетентностного обучения физике студентов технических вузов, направленного на формирование предметных» общих и основ профессиональных компетенций, ориентированных на освоение способов учеб но-познавательной инженерной деятельности,
Технология проектирования модульно-компетентностных программ по физике, включающая следующие этапы; выделение совокупности предметных, общих и основ профессиональных компетенций, разработка структуры модульной образовательной программы, спецификации модулей и оценочных материалов; учебных материалов модулей, апробация и корректировка модуля и учебных материалов, оценка качества модульного обучения,
Модель организации процесса обучения физике на основе модульно-компетентностного подхода, включающая модульную структуру лекционного, практического занятия, лабораторного практикума и организации самостоя-
тельной работы студентов. Управление индивидуальной учебно-познавательной деятельностью студентов осуществляется путем организации рейтинговой системы контроля,
4. Методика обучения физике студентов технических вузов на основе модул ьно-компетентностного подхода, предусматривающая включение в структуру лекционных, практических занятий и лабораторного практикума дополнительных контрольных мероприятий (входной и выходной контроль), обязательную актуализацию, генерализацию знаний и направленность всех обучающих процедур на достижение результата в рамках студентоцентрированной образовательной парадигмы.
Достоверность и обоснованность полученных в диссертационном исследовании результатов и выводов обеспечиваются:
использованием в ходе работы современных достижений педагогики и методики обучения физике и информационных технологий;
теоретическим анализом исследуемой проблемы;
результатами педагогического эксперимента и использованием адекватных математических методов обработки его результатов.
Апробация результатов исследования: основные положения настоящего исследования докладывались и обсуждались на Международной конференции «Физика в системе современного образования» (Санкт-Петербург, РГПУ им. A.R Герцена, 2003 г.), Всероссийской научно-методической конференции «Современное образование: традиции и новации» (Томск, ТУСУР, 2005), на 64-й научно-технической конференции (Новосибирск, НГЛСУ (Сибстрин), 2007), на Всероссийской научно-практической конференции «Интеграция методической (научно-методической) работы и системы повышения квалификации кадров» (Челябинск, 2007); а также на научных семинарах кафедры физики Восточно-Сибирского государственного технологического университета (2001 -2007 гг.), на научно-методических семинарах кафедры общей физики Бурятско-
го государственного университета (2001 - 2007 гг.), на аспирантских семинарах и заседаниях кафедры теории и методики обучения физике МПГУ (2007 г,)
По теме исследования опубликовано 18 работ (в том числе статьи, публикации в сборниках материалов конференций, два учебно-методических пособия). Общий объем публикаций - 25,7 п л., в том числе лично автора 18 п.л.
Структура диссертации. Диссертационное исследование общим объемом 201 страница, в том числе 162 страницы основного текста, состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Диссертация содержит 21 таблицу, 13 схем, 9 рисунков. Список литературы включает 242 наименования.
Структура диссертации: диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и приложений.
В главе 1 "Теоретические предпосылки применения модульно-компетентностного подхода к обучению физике студентов технического университета" изложены результаты анализа педагогической и научно-методической литературы по проблеме теории и практики компетентностно-ориентированного образования, а также особенностей преподавания физике студентов младших курсов технического университета. Рассмотрена модель специалиста, представляющая собой обобщенную характеристику, включающую определенный объем и структуру профессиональных и социально-психологических качеств, знаний и умений. Кроме того, в главе выделен комплекс общих и профессиональных компетенций будущего инженера.
В главе 2 "Проектирование модульной образовательной программы по физике в техническом университете на основе компетентности о и модели" рассмотрена сущность и структура модульных программ, принципы и этапы проектирования модульных образовательных программ, основанных на компетенциях. Разработана модель организации процесса обучения физики с использованием модульных программ, в которую входит организация лекционных, ла-бораторно-практических занятий и самостоятельная работа студентов, а также
подробно описана их структура, обязательно включающая в себя инвариантные компоненты, такие как блок «Вход», блок обобщения, теоретический блок, блок генерализации и блок «Выход»,
В главе 3 " Методические основы реализации модульно-компетентностного обучения физике на младших курсах технического университета" предложена методика проведения лекционных, лабораторно-практических занятий по физике на основе модульно-компетентностного подхода. Разработана рейтинговая система контроля, обеспечивающая управление индивидуальной учебно-познавательной деятельностью студентов Описаны организация, содержание и результаты педагогического эксперимента.
В заключении сформулированы выводы и результаты, полученные в ходе проведенного исследования.
В приложении представлены методические материалы, использовавшиеся при проведении педагогического эксперимента, дидактические материалы для организации аудиторной учебной деятельности студента, пример рейтинговой таблицы успешности студентов.
Анализ особенностей преподавания физики на младших курсах технического университета
Реформирование высшей школы потребовало адекватного изменения типов высших учебных заведений. В связи с этим ряд российских политехнических вузов получил статус технических университетов, к которым предъявляются высокие требования, обусловленные тем, что технический университет формируется как ведущее звено непрерывного профессионального образования в ре-гионе, объединяющем функционально учебные заведения различного уровня: общеобразовательные школы, лицеи, колледжи.
Современная национальная образовательная доктрина ориентирована на повышение роли технических университетов в формирующейся инновационной среде России. В данных условиях технический университет рассматривается как центр интеграции науки, образования и культуры, осуществляющий преимущественно фундаментальные исследования и подготовку профессионалов для научно-технической деятельности по широкому спектру направлений и специальностей.
Функциональные обязанности технических университетов связаны с тем, что они играют роль федеральных и региональных центров, которые представлены на схеме 1.1Л. Технические университеты играют ведущую роль в формировании региональной научно-технической политики, в создании эталонов и стандартов технических знаний, в научной экспертизе проектов развития регионов и др [134, С 19]. Высокий статус университета ставит перед техническими вузами ряд задач, направленных на повышение уровня профессиональной подготовки специалистов высшей квалификации. Выпускник технического университета должен быть готов к инновационной инженерной деятельности - к разработке и созданию новых техник и технологий, доведенных до вида товарной продукции, обеспечивающей новый социальный и экономический эффект, а потому и конкурентоспособной .
Цель профессионального образования состоит в подготовке высококвалифицированного специалиста, способного ориентироваться в быстро меняющейся производственной обстановке, умеющего творчески мыслить, самостоятельно ттриобретать знания и применять их для решения практических задач. В связи с этим возникает необходимость повышения качества профессиональной подготовки будущих специалистов и усиления их фундаментальной подготовки [Ю8,С.б1].
Исследованию проблемы профессиональной подготовки посвящены работы ведущих ученых в этой области (СИ. Архангельский, В.И. Байденко, А.А. Вербицкий, Э.Ф. Зеер, НА Морева, С.Д Смирнов и др.) [14, 18, 20, 46, 74, 115, 168].
Физика является не только базовой составляющей инженерного образования, но и мировоззренческой дисциплиной. В докторской диссертации НА. Мамаевой [107] разработаны теоретические основы методологически ориентированной системы обучения физике в техническом вузе, решающей задачи развития интеллектуальной сферы будущего специалиста. В докторской диссертации Г.В. Ерофеевой [69] рассмотрена проблема применения информационных технологий в обучении физике в техническом вузе, в диссертации А,Н. Лавре-ниной [98] разработана система профессионально направленного обучения физике студентов технических вузов, ориентированная на совершенствование процесса обучения. Физические знания в техническом вузе играют роль фундамента, на котором выстраиваются знания, приобретаемые студентами при изучении общепрофессиональных и специальных дисциплин. Знания современного инженера должны быть фундаментальными и профессионально и практически ориентированными. JI.B. Масленникова [110] в своем исследовании рассматривает взаимосвязь этих принципов в подготовке по физике студентов инженерных вузов.
Особенностью учебного процесса в техническом университете является практическая направленность изучаемых дисциплин. При этом физика представляет собой основу дисциплин технического направления (электротехника, микроэлектроника, материаловедение, сопротивление материалов, прикладная механика, теоретическая механика, геофизика и др.). Она также связана с дисциплинами гуманитарного и экономического направлений (философия, история, экономика и др.). Кроме того, специфика обучения в высших технических вузах состоит в том, что помимо общенаучных дисциплин в учебных планах этих вузов, осуществляют циклы профессионально-технических дисциплин. Поэтому процесс обучения должен осуществляется на основе межпредметных связей общенаучных дисциплин с общетехническими и специальными дисциплинами, без чего невозможно успешное овладение профессиональными знаниями и умениями [110? С.4],
Новая парадигма образования уводит от прагматизма узкоспециальных целей к обобщенным знаниям о глубинных сущностях и связях окружающего мира, к общей культуре и научным формам мышления. Основная задача предметной подготовки по физике заключается в выработке у студентов представлений об основных понятиях и законах физики, в осмыслении единства и многообразия мира, в формировании представлений о конструктивности физического подхода к природе и технике, в освоении современного стиля физического мышления, как способности анализировать процессы и явления реального мира. Курс физики играет фундаментальную роль, т.к. формирует у студентов физические знания о законах и явлениях природы на всех структурных уровнях организации материи от элементарных частий до Вселенной.
Предметная подготовка студентов в техническом вузе должна обеспечить усвоение основных компонентов методологии научного исследования в физике, отражение модельного характера всех представлений о реальном мире. Студенты должны усвоить, что всякое познание природы начинается с ощущения мира явлений, восприятие которых рождает чувственный образ в единстве разных его признаков. Для описания явлений необходимо моделирование, установление количественных связей между физическими величинами, применение теории для объяснения протекающих процессов. Изучать явления и процессы следует на уровне современных представлений в духе целостной структуры курса физики.
В преподавании физики должны присутствовать все атрибуты научного познания. Целесообразно при изучении курса определить особенности экспери» ментального и теоретического методов познания, научить студентов целепола-ганию, выдвижению гипотез, планированию эксперимента. Студенты должны уметь делать индуктивные и дедуктивные выводы и следствия, понимать модельный характер знания. Содержание моделирования как универсального подхода научного познания может быть в должной мере раскрыто только при условии, если его результаты будут выдвигаться не в готовом виде, а осваиваться в контексте учебного исследования [191, С. 185].
Непременным для инженерной деятельности является умение анализировать возникающие проблемы и находить пути их решения, опираясь на базовые теоретические знания, полученные при изучении курса общей физики. В связи с этим необходим достаточно высокий уровень подготовки специалистов по физике, развивающий естественнонаучное мировоззрение и позволяющий проводить анализ и строить физические модели прикладных задач, применять фундаментальные методы для их решения. Кроме того, существующие образовательные программы не полностью учитывают особенности производственно-технологических процессов, с которыми приходится сталкиваться выпускникам вузов в процессе работы.
Технология проектирования модульных программ по физике
Проектирование модульных программ направлено на результаты образования, поэтому необходимо стремиться к тому, чтобы цели и результаты были ориентированы на повышение компетентности выпускников. Высшее образование призвано работать на будущее и в силу этой своей миссии должно опережать систему требований, предъявляемых «здесь и сейчас».
«Образование для трудоустройства не должно рассматриваться в отрыве от образования для воспитания гражданина, от необходимости развития личности и формирования общественной ответственности», - говорится в материалах, посвященных описанию результатов европейского проекта Tuning [241].
Идентификация востребованных компетенций (целей, результатов обучения), как считают участники проекта Tuning, повышает качество учебных программ с точки зрения их фокусированное, прозрачности, целей, процессов и результатов. Признается оправданным одновременное проектирование знаний и компетенций (основа любых компетенций - знания; со знаниями компетенции идут «бок о бок»), В этом пункте происходит «рождение» многообразия профессиональных (совокупность основных, типичных черт какой-либо профессии) и академических (объем знаний и навыков, необходимых для какой-либо профессии) компетенций [там же].
Компетентностиый подход предполагает переориентацию на студентоцен-трированный [там же] характер образовательного процесса с обязательным использованием модульных технологий организации образовательного процесса и систематического контроля как меры академических успехов студентов. Под образовательной программой, основанной на модульно-компетентностном подходе, понимается комплект документов, отражающих содержание физического образования в техническом вузе и состоящий из совокупности модулей, направленных на овладение предметными, общими и основами профессиональных компетенций.
Модульная программа - это дидактическая парадигма, состоящая из модулей, каждый из которых имеет вполне определенные деятельностные дидактические цели, достижение целей обеспечивается конкретной дозой содержания учебного материала, усвоение дидактического материала диагностируется контрольными заданиями [229, С. 65],
Существует множество различных интерпретаций модуляризации - от определения модуля как отдельной единицы (лекция, семинар и т.д.) до вполне развитых и весьма сложных модульных систем с элементами междисциплинарное.
Определения модулей различаются в национальных образовательных системах» Модуляризация призвана сделать образовательную программу более управляемой и гибкой. Но именно это обстоятельство актуализирует такие функции преподавателя, как сопровождение, мотивирование и консультирование.
Модульные программы и модули строятся в соответствии со следующими общими принципами:
1. Компоновка содержания учебного предмета вокруг базовых понятий и методов.
2. Систематичность и логическая последовательность изложения учебного материала.
3. Целостность и практическая значимость содержания.
4. Наглядность представления учебного материала [229, С. 68],
5. Сочетание комплексных, интегрирующих и частных дидактических целей. 6. Реализация обратной связи [72, С72]. Создание модульных программ осуществляется в следующей последовательности;
1. Выделение основных идей курса.
2. Структурирование учебного содержания вокруг этих идей в определенные блоки.
3. Формулирование комплексной дидактической цели (КДЦ)а которая имеет два уровня. Первый уровень ориентирует на усвоение учебного материала и его использование в практике на начальном этапе изучения дисциплины, на втором этапе необходим перспективный подход к учебному содержанию.
4. Выделение из комплексной дидактической цели интегрирующих дидактических целей (ИДЦ) и формирование соответственно им модулей, т.е., каждый модуль имеет свою интегрирующую дидактическую цель,
5. Подразделение каждой интегрирующей дидактической цели на частные дидактические цели (ЧДЦ), в связи с тем, что в модули входят крупные блоки содержания учебного материала,
6. Выделение на основе частных дидактических целей, целей изучения учебных элементов (УЭ). По мнению Л.В. Загрековой и В.В. Николиной частной дидактической цели соответствует в модуле один элемент обучения [72, С71]. В результате создается «дерево целей» (П.А. Юцявичене): вершина дерева - комплексная дидактическая цель для модульной программы; средний слой - интегрирующие дидактические цели для построения модулей и нижний слой -частные дидактические цели для построения учебных элементов.
Методика организации модульного обучения при проведении лекционных и лабораторно-практических занятии
Целью модульного обучения является создание наиболее благоприятных условий развития личности путем обеспечения гибкости содержания обучения, приспособления дидактической системы к индивидуальным потребностям личности и уровню ее базовой подготовки посредством организации учебно-познавательной деятельности по индивидуальной учебной программе. Рассмотрим методику реачизации модульного обучения на лекционном занятии по физике.
Вузовская лекция - главное звено дидактического цикла обучения. Начиная с возникновения первых университетов в Европе в XIII - XIV в.в., лекция (от лат. lectio - чтение) яатяется одной из ведущих форм обучения в вузе, которая представляет собой наиболее емкое и оперативное представление научно-профессиональной информации. Целью лекции является создание ориентировочной основы для последующего усвоения студентами учебного материала. В современных исследованиях отмечается, что лекция призвана формировать и развивать методологическое, научно-профессиональное мышление студентов и его общую культуру» Лекция, по мнению [].И. Нидкасистого, выполняет три основные функции - информационную (излагает необходимые сведения), стимулирующую (пробуждает интерес к теме), воспитывающую и развивающую (дает оценку явлениям, развивает мышление) [139, С- 210].
Лекция позволяет решать разнообразные задачи. В частности она способствует активизации мышления, пробуждает интерес к приобретению знаний, к самостоятельной деятельности, способствует рождению творческого начала. Логически построенный курс лекций дает основы научного мышления, показывает историческое становление научной истины, знакомит с новыми научными методами исследования. Все это является залогом того, что специалист станет творческой личностью [98, С, 78].
Информационная функция лекции проявляется в передаче основных научных фактов, служащих базой для последующего анализа, рассуждения. Создание ориентировочной основы будущей учебной и профессиональной деятельности студентов на лекции возможно только при условии ее фундаментальности, познавательной направленности, доказательности, логичности. На лекции раскрываются базовые понятия, физические законы, анализируются научные теории, раскрываются методы научного исследования и др. Лекция является основным источником учебной теоретической информации. Поэтому формирование системы физических знаний, как одна из задач обучения, должно пройти через курс лекций по физике.
Особое место в преподавании физики занимает физический эксперимент. Лекционные демонстрации, видеофрагменты, компьютерные демонстрации, модели позволяют студентам пронаблюдать реальные и модельные физические процессы и явления, что в значительной степени вносит разнообразие в методическую сторону лекции.
Организация модульного обучения, предполагает изменение структуры лекции: учебный материал делится на завершенные модули, в каждом из которых учебная информация концентрируется, обобщается, выделяется главное. Лекция делится на завершенные части - учебные элементы, каждый из которых представлен в виде опорных схем, таблиц с применением знаково-графической наглядности, что, несомненно, облегчает восприятие, осмысление и запоминание.
