Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретическое обоснование сущности понятия "технологическая компетентность", ее место и роль в системе профессиональной подготовки 15
1.1. Анализ проблемы формирования компетенций и компетентностей в образовательном процессе 15
1.2. Теоретические аспекты структуры технологической компетентности в психолого-педагогической литературе 45
Выводы по первой главе 59
Глава 2. Разработка технологической компетентности в процессе общепрофессиональной подготовки 60
2.1. Моделирование процесса формирования технологической компетентности студентов 60
2.2. Подходы и методы формирования технологической компетентности студентов 68
2.3. Дидактическое обеспечение формирования технологической компетентности студентов в процессе изучения дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» 86
Выводы по второй главе 106
Глава 3. Экспериментальная проверка эффективности формирова= ния технологической компетентности бакалавров аграрного производства в процессе общепрофессиональной подготовки 108
3.1. Критерии и уровни сформированности технологической компетентности студентов 108
3.2. Методика проведенного педагогического эксперимента 114
3.3. Анализ и оценка результатов экспериментальной работы 124
Выводы по третьей главе 143
Заключение 145
Библиографический список
- Теоретические аспекты структуры технологической компетентности в психолого-педагогической литературе
- Подходы и методы формирования технологической компетентности студентов
- Дидактическое обеспечение формирования технологической компетентности студентов в процессе изучения дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация»
- Методика проведенного педагогического эксперимента
Введение к работе
Актуальность исследования. Формирование технологической компетентности определяется ее ролью и значимостью в подготовке специалистов. Технологии производства сельскохозяйственной продукции, основанные на междисциплинарных агробиохимических, технико-технологических и машинно-технологических процессах, носят сложный интегрированный межотраслевой характер. Это требует от специалистов, занятых в технологических процессах производства сельскохозяйственной продукции, применять широкий спектр агро-био-технико-технологических знаний о производстве, хранении и переработке сельскохозяйственной продукции, правилах эксплуатации и монтажа оборудования, методах ремонта и технического обслуживания сельскохозяйственной техники, что, собственно, и является сутью технологической компетентности.
Современные требованиями, предъявляемые руководителями сельскохозяйственных производств к агроинженерным кадрам, сводятся также к необходимости наличия у специалистов технологической компетентности для эффективного управления производством в стандартных, а чаще нестандартных ситуациях, что объясняется влиянием природного фактора, существенно изменяющегося в настоящее время.
Таким образом, становится актуальной необходимость проведения научного исследования проблемы формирования технологической компетентности, которая является одной из системообразующих в полифункциональной структуре профессиональной компетенции будущего специалиста агроинженерного профиля. Не менее актуальной, наряду с определением сущности и структуры формирования технологической компетентности, является разработка методического сопровождения ее становления и развития в учебном процессе вуза.
Проблема исследования. Теоретико-методологические основы подготовки специалистов аграрного профиля в различных аспектах рассматривались в трудах И.Ф. Бородина, М.Н. Ерохина, К.А. Ивановича, И.А. Каирова, П.Ф. Кубрушко, А.А. Кивы, В.С. Леднева, В.Н. Плаксина, В.А. Шабуниной и др. Научно-методические основы подготовки специалистов для аграрного производства являются предметом исследований А.Д. Ананьина, А.В. Дружкина, Ю.Ф. Лачуги, А.Ф. Сафонова, П.А. Силайчева, А.Н. Скороходова, М.Ф. Трифоновой, А.И. Чугунова и др.
Исследования структуры и содержания общепрофессиональной подготовки представлены в работах Э.В. Майкова, Л.И. Милованова, Ю.Н. Семина, В.А. Скакуна, Н.В. Соснина, Г.Н. Стайнова, В.П. Тимофееева, В.В. Шапкина и др. Вопросы обоснования сущности, состава, содержания и структуры компетенций и компетентностей, а также возможность формирования их в процессе подготовки рассмотрены в исследованиях Э.Ф. Зеера, И.А. Зимней, В.В. Краевского, Н.В. Кузьминой, А.К. Марковой, А.М. Новикова, В.И. Байденко, Дж.Равена, В.П. Косырева, А.В. Хуторского, Ю.С. Ценч, В.Ф. Шевчука и др.
Формированию различных видов компетенций и компетентностей у будущих инженеров в рамках личностно-деятельностной парадигмы образования рассмотрены в работах Е.В. Башировой (нормативно-метрологическая компетенция), Е.П. Вох (графическая компетенция), А.В. Гамова (профессиональная компетенция на основе интеграции электротехнических дисциплин), Е.Б. Ерцкиной (проектно-конструкторская компетентность), М.А. Иванова (профессиональная компетентность), Н.А. Краева (общеинженерная компетентность), А.А. Миллера (техническая компетентность), А.Н. Ременцова (социокультурная компетенция), М.А. Свиряева (базовые профессиональные компетенции), И.В. Чаплыгиной (ключевые компетенции), Л.Г. Ямалиевой (профессионально-технологическая компетенция) и др.
Проектированию образовательных программ подготовки инженеров на основе компетентностного подхода посвящены работы О.В. Боева, В.А. Девисилова, Н.И. Максимова, М.Г. Минина, А.Н.Ю.Г. Татура, А.И. Чучалина и др.
Решением проблемы научно-методического обеспечения подготовки агроинженерных кадров на компетентностной основе занимались А.Д. Ананьин, М.Н. Ерохин, Ю.И. Коровин, П.Ф. Кубрушко и др., ими обоснованы задачи, виды профессиональной деятельности и соответствующие компетенции.
Отмечая важность имеющихся исследований, следует подчеркнуть, что они в основном направлены на теоретическое осмысление подготовки кадров на уровне обоснования задач, функций и видов деятельности, компетенций. В то же время практически отсутствуют работы, посвященные теоретическому обоснованию формирования технологической компетентности бакалавров агроинженерного профиля в соответствии с современными тенденциями производства и переработки сельскохозяйственной продукции.
Анализ проблемы выявил противоречие между потребностью сельскохозяйственного производства в квалифицированных специалистах, отвечающих требованиям к их компетентности со стороны работодателей в отношении их способности эффективно использовать сельскохозяйственную технику и технологическое оборудование для производства и первичной переработки продукции растениеводства и животноводства, с одной стороны, и недостаточной разработкой научных основ определения и формирования совокупности данных качеств у студентов образовательных учреждений ВПО агроинженерного профиля, с другой стороны.
Данное противоречие определило проблему исследования: какова структура и состав компонентов технологической компетентности бакалавров агроинженерного профиля и особенности ее формирования в процессе профессиональной подготовки в сельскохозяйственном вузе?
Актуальность проблемы обусловила выбор темы исследования «Формирование технологической компетентности бакалавров агроинженерного профиля».
Объект исследования – профессиональная подготовка бакалавров агроинженерного профиля в сельскохозяйственном вузе.
Предмет исследования – формирование технологической компетентности бакалавров агроинженерного профиля.
Цель исследования – теоретически обосновать структуру и содержание технологической компетентности бакалавра, разработать и экспериментально проверить дидактическое обеспечение ее формирования в учебном процессе.
Гипотеза исследования. Формирование технологической компетентности подготовки бакалавра агроинженерного профиля как системообразующего элемента производственно-технологической деятельности будет эффективным, если:
– технологическую компетентность рассматривать как профессионально значимое качество личности, которое определяет готовность специалиста к производственно-технологической деятельности, проявляющейся в способности использовать современные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции;
– исходным положением организации формирования технологической компетентности в сельскохозяйственном вузе будет идея сквозного поэтапного ее становления в процессе профессиональной подготовки;
– будет разработана модель и методическое сопровождение поэтапного формирования технологической компетентности в процессе профессиональной подготовки.
Цель и гипотеза обусловили задачи исследования:
1) теоретически обосновать сущность понятия «технологическая компетентность», ее структуру, место и роль в системе профессиональной подготовки;
2) разработать модель сквозного поэтапного формирования технологической компетентности в учебном процессе подготовки бакалавров агроинженерного профиля;
3) разработать методическое сопровождение поэтапного формирования технологической компетентности в учебном процессе;
4) экспериментально проверить эффективность формирования технологической компетентности при подготовке бакалавров агроинженерного профиля.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют: методология и теория педагогического исследования (Ю.К. Бабанский, В.И. Загвязинский, В.В. Краевский, А.М. Новиков, Т.И. Руднева и др.); деятельностный подход в формировании и развитии личности (А.Н. Леонтьев, К.К. Платонов, Н.Ф. Талызина и др.); положения компетентностного подхода (В.И. Байденко, И.А. Зимняя, А.В. Хуторской и др.) и системного подхода (В.П. Беспалько, И.В. Блауберг, В.С. Леднев, П.И. Пидкасистый, М.Н. Скаткин, Э.Г. Юдин и др.); концепции развития технического мышления (Д.С. Душков, Т.В. Кудрявцев и др.); теория проблемного обучения (М.И. Махмутов, А.М. Матюшкин и др.); научно-методические основы разработки учебных задач (Г.А. Балл, А.В. Усова, Л.М. Фридман, А.Ф. Эсаулов и др.); моделирование как метод познания (С.И. Архангельский, Б.С. Гершунский и др.); формирование готовности к профессиональной деятельности (М.И. Дьяченко, Л.А. Кандыбович, И.Д. Ломов, В.А. Сластенин, А.А. Ухтомский и др.).
В ходе исследования применялись следующие методы, позволившие решить поставленные задачи: теоретические – анализ философской, научно-методической, психолого-педагогической литературы, обобщение и систематизация научных положений по проблеме исследования, анализ государственных образовательных стандартов; эмпирические – моделирование, опрос, тестирование, педагогическое наблюдение, анкетирование, методы математической статистики, педагогический эксперимент.
Научная новизна результатов исследования
1. Уточнена сущность понятия технологической компетентности как профессионально значимого качества личности, которое определяет готовность специалиста к производственно-технологической деятельности, проявляющейся в способности использовать современные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции, основанные на междисциплинарных агробиохимических и технико-технологических процессах.
2. Определена инвариантная структура технологической компетентности, включающая следующую совокупность компонентов (субкомпетентности): агротехнологическая, проектно-конструкторская, технико-технологическая, гидротеплотехническая, экологическая, информационная, электроавтоматическая, организационная, при этом каждая из них включает систему знаний, умений и личностные качества будущего бакалавра агроинженерного профиля.
3. Обоснованы этапы формирования технологической компетентности в процессе подготовки бакалавров агроинженерного профиля. Первый этап – ориентирующий – обеспечивает освоение знаний и умений, входящих в основную образовательную программу (ООП) технологической компетентности; второй – формирующий – обеспечивает формирование элементов технологической компетентности (способность решать инженерные задачи с использованием основных законов общепрофессиональных дисциплин); третий – интегрирующий – направлен на формирование более сложных интегрированных образований – производственно-технологических действий, носящих межотраслевой характер; четвертый – оценочно-результативный –определяет готовность специалиста к производственно-технологической деятельности, проявляющейся в способности самостоятельно применять типовые технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции, основанные на междисциплинарных агробиохимических и технико-технологических процессах.
4. Разработана и экспериментально проверена модель формирования технологической компетентности будущих бакалавров агроинженерного профиля, компоненты которой – целевой, содержательный, операционно-деятельностный и оценочно-результативный – обеспечивают сквозное, поэтапное овладение технологической компетентностью и ее компонентами в процессе освоения базовых и вариативных дисциплин образовательной программы подготовки бакалавров агроинженерного профиля.
Теоретическая значимость исследования
1. Установлено, что технологическая компетентность в системе профессиональной подготовки бакалавров агроинженерного профиля выполняет функцию системообразующего элемента производственно-технологической деятельности и включает профессионально значимые качества личности, систему базовых знаний и умений, необходимых для обеспечения эксплуатации и технического обслуживания процессов и машин в агробизнесе.
2. Определена содержательная сущность технологической компетентности как профессионально значимого качества личности, определяющего готовность специалиста к производственно-технологической деятельности, что расширяет дидактические возможности применения компетентностного подхода при подготовке будущих специалистов в агроинженерном вузе.
3. Теоретически обоснована структура и этапы формирования технологической компетентности в процессе обучения, что является одним из аспектов логического развития теории содержания профессионального образования с учетом современных социально-экономических реалий.
Практическая значимость исследования заключается в том, что полученные в ходе выполнения диссертационной работы результаты и сформулированные на их основе выводы оказывают позитивное влияние на совершенствование процесса обучения бакалавров агроинженерного профиля:
– применяемое в образовательном процессе вуза методическое сопровождение, включая карту компетентности и паспорт компетенций, может выступать индикатором готовности будущего бакалавра агроинженерного профиля к выполнению профессиональной деятельности;
– разработаны дидактические средства формирования технологической компетентности в учебном процессе сельскохозяйственных вузов, о чем свидетельствуют акты внедрения и рекомендации учебно-методического объединения вузов РФ по агроинженерному образованию;
– составлены карты технологической компетентности студентов, которая аккумулирует информацию о методах обучения и средствах оценки сформированности компетенции у студентов;
– разработан паспорт компетенций, являющийся накопительным элементом по содержанию информации о структуре, свойствах, природе рассматриваемой компетенции, а также инструментом управления процессом по формированию базовых знаний и умений студентов.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Технологическая компетентность – профессионально значимое качество личности, определяющее готовность специалиста к производственно-технологической деятельности, проявляющейся в способности использовать современные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции. Технологическая компетентность бакалавра агроинженерного профиля определяется спецификой производственных процессов выпуска сельскохозяйственной продукции, основанной на междисциплинарных агробиохимических и технико-технологических процессах, носящих сложный интегрированный межотраслевой характер и требующих применения агро-био-технико-технологических знаний производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, правил эксплуатации и монтажа оборудования, методов ремонта и технического обслуживания сельскохозяйственной техники.
2. Структуру технологической компетентности образуют соответствующие компоненты (субкомпетентности): агротехнологическая, проектно-конструкторская, технико-технологическая, гидротеплотехническая, экологическая, информационная, электроавтоматическая, организационная, при этом каждая из них включает систему знаний, умений и личностные качества будущего бакалавра агроинженерного профиля.
3. Формирование технологической компетентности в процессе подготовки бакалавров агроинженерного профиля осуществляется поэтапно. На первом этапе – ориентирующем – происходит освоение общеинженерных знаний и умений, входящих в ООП технологической компетентности; на втором – формирующем – происходит формирование элементов технологической компетентности; на третьем – интегрирующем – осуществляется формирование более сложных интегрированных образований – производственно-технологических действий, носящих межотраслевой характер; на четвертом – оценочно-результативном – оценивается готовность специалиста к производственно-технологической деятельности, проявляющейся в способности самостоятельно применять типовые технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции.
4. Разработанные карта компетентности и паспорт компетенций являются образовательными инструментами, позволяющими привести к достижению студентами обязательного (порогового) уровня сформированности технологической компетентности, а также дают возможность осуществлять разработку компетентностно-ориентированного учебного плана подготовки бакалавров агроинженерного профиля.
5. В модели формирования технологической компетентности студентов раскрыта теоретическая сущность, внутренняя структура и отражены этапы формирования технологической компетентности, которые проходят сквозной линией в процессе подготовки бакалавров.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются совокупностью выбранных методологических позиций; применением комплекса методов, адекватных предмету, цели и задачам исследования; количественным анализом результатов с применением статистических методов обработки полученных данных; апробацией и внедрением в учебный процесс результатов исследования.
Апробация результатов диссертационного исследования. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Педагогика» Самарской ГСХА, на международных научно-практических конференциях: «Актуальные инженерные проблемы АПК в XXI веке» (Самара, 2004 г.), «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования» (Самара, 2005 г.), юбилейной конференции, посвященной 75-летию МГАУ (Москва, 2005 г.), «Инновации в образовании и науке» (Москва, 2009 г.), «Интеграция науки, образования и производства в области агроинженерии» (Москва, 2010 г.); на межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития высшего и среднего образования на современном этапе» (Самара, 2006, 2008, 2010 гг.); на III международной научно-практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Самара, 2006 г.); на межвузовской научно-практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Самара, 2007 г.); на международной научной сессии «Инновационные проекты в области агроинженерии» (Москва, 2011, 2012 г.); на всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Инновационные технологии в метрологии, стандартизации и сертификации» (Москва, 2012 г.).
Основные результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс Самарской государственной сельскохозяйственной академии. «Практикум по метрологии», учебное пособие с грифом УМО вузов РФ по агроинженерному образованию используются в учебном процессе подготовки инженеров в следующих вузах: Институт механики и энергетики Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева, Челябинский государственный агроинженерный университет (ныне Челябинская агроинженерная академия), Ивановская государственная сельскохозяйственная академия им. Д.К. Беляева, Ярославская государственная сельскохозяйственная академия, Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия. Акты внедрения прилагаются.
Этапы исследования. Исследование проводилось в период с 2005 по
2012 гг. на базе ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академии» и ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». Исследование проводилось в три этапа.
Первый этап (2005–2008 гг.) – изучение философской, психолого-педагогической литературы по вопросам теории и методики профессионального образования, инженерной деятельности. Анализ методологических характеристик научного исследования и обоснование понятийного аппарата. Определение методологии и методов исследования.
Второй этап (2008–2010 гг.) – проведение констатирующего и начало формирующего экспериментов, проверка влияния разработанного дидактического сопровождения, внедренного в практику изучения дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация», на динамику формирования технологической компетентности у студентов.
Третий этап (2010–2012 гг.) – проведение систематизации, интерпретации, анализа, теоретического обобщения полученных экспериментальных данных; заключительное оформление и содержательное наполнение модели формирования технологической компетентности бакалавров агроинженерного профиля; оформление текста диссертации, подготовка автореферата.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и 16 приложений.
Теоретические аспекты структуры технологической компетентности в психолого-педагогической литературе
Рост экономики страны зависит от технического прогресса, качества научно-технических знаний и их реализации в деятельности инженера.
В частности, в аналитическом обзоре «Реформы образования» представлены требования к подготовке специалистов: «...в условиях глобализации мировой экономики смещаются акценты с принципа адаптивности на принцип компетентности выпускников образовательных учреждений» [171, с. 4].
Профессиональная подготовка инженеров является предметом многих научно-педагогических исследований в частности по проблеме подготовки специалистов технического профиля посвящены труды Ю. Ветрова и Т. Майборода [39], Б. А. Взятышева [41], М. Вражнова [44], А.Г. Калашникова [81], И. К. Корнилова [93], А. Чучалин [231] и многих других.
Вопросы подготовки специалистов аграрного профиля в различных аспектах рассматривались в трудах А. Д. Ананьина, И. Ф. Бородина, М. Н. Ерохина, И. А. Каирова, П. Ф. Кубрушко, А. А. Кивы, М. Ф. Трифоновой, А. И. Чугунова и многих др.
Особенность инженера XXI века указана в работе группы ученых В. М. Жураковского, В. М. Приходько, В. Н. Луканина и др. Современный инженер должен «отличаться профессиональной компетентностью, инициативностью, инженерным мышлением и т.п.» [68, с. 53].
В рамках нашей темы исследования важно процитировать представленные задачи в научно-аналитическом обозрении «Развитие системы профессионального образования в сельской местности». В нем говорится о том, что должны быть созданы такие дидактические условия в процессе подготовки инженера сельского хозяйства, которые обеспечат «...формирование технического мировоззрения и мышления, овладение политехническими и специальными (отраслевыми) знаниями, умениями выполнять профессиональные действия и разрешать практические ситуации (научные, производственно-технические и технологические, управленческие и т.п.)...», а это не что иное, как профессиональная компетентность [42, с. 33-34].
В процессе подготовки бакалавра агроинженерного профиля доминирующим фактором, оказывающим определенное влияние на формирование компетентного специалиста, является общепрофессиональная подготовка.
Особенности общепрофессиональной подготовки и учебные дисциплины, содержание которых ориентировано на определенный вид деятельности, отражены в работах А. П. Беляевой [21], С. Я. Батышева [138], В. А. Скакуна [183], Л. Г. Семушиной [179], В. В. Шапкина [227] и многих других.
Исследователи вопроса развития системы профессиональной подготовки специалистов для сельского хозяйства М. М. Войтюк и С. И. Жуков считают, что общепрофессиональную подготовку более правильно называть общеинженерной: «...она, с одной стороны, выполняет образовательные функции, общие для инженерной подготовки по всем специализациям, с другой - общие для инженерной подготовки специалистов функции,...раскрывающие информационно-теоретический инвариант основ техники и технологии в целом» [42, с. 36].
Можно сделать вывод, что общепрофессиональная и общеинженерная подготовка выступают как синонимы, так как решают одну задачу - способствуют формированию профессиональной компетенции выпускника.
Значимость и важность общепрофессиональной (общеинженерной) подготовкой, рассматривается в работе Г. Н. Стайнова. Ученый указывает, что «... она повышает конкурентоспособность специалиста в условиях рыночной экономики, обеспечивает возможность самообразования, а также профессиональную адаптацию в соответствии с социальным заказом» [193, с. 22-23]. Прежде чем приступить к рассмотрению вопроса организации учебного процесса студентов по общепрофессиональной подготовке, необходимо определиться с основными терминами «компетенция» и «компетентность», которые характеризуют процесс формирования профессиональной компетенции и технологической компетентности в частности.
Данные термины для определения порогового уровня профессиональной подготовки специалиста применяются сравнительно недавно, и не все исследователи трактуют их одинаково. В рамках компетентностного и деятельно-стного подходов разные авторы формируют свои, индивидуальные взгляды на содержание терминов «компетенция» и «компетентность». Некоторые мнения представлены на рисунке 1 и в таблице 1. И.А. Зимняя Компетенции - это некоторые внутренние потенциальные, сокрытые психологические новообразования (знания, представления, программы... действий, системы ценностей и отношений), которые затем выявляются в компетентностях человека как актуальных, деятельно-стных проявлениях...» [75, с. 22]. Э.Ф. Зеер Компетенция это - совокупность прав, обязанностей специалиста; область профессиональных задач, которые он уполномочен решить, общая способность специалиста мобилизовать в профессиональной деятельности свои знания, умения, а также обобщённые способы выполнения действий [72]. А.В. Хуторской Компетенция - это заданное требование к образовательной подготовке ученика, необходимое для качественной продуктивной деятельности [144]. Г.Н. Жуков, П.Г. Матросов, С.Л. Каплан Компетенция - это обладание компетентностями, а компетентность определяется и различается в зависимости от сферы деятельности человека [68, с. 143]. Рис.1. Научная интерпретация понятия «компетенция» Приведенный обзор понятий «компетенция» и «компетентность» представляет малую часть их фактического многообразия, отражающего авторские понимания сущности этого феномена, многообразие нюансов и акцентов.
Таким образом, трактовка термина «компетенция» рассматривается в двух ракурсах: 1) круг полномочий специалиста; 2) круг вопросов, которые будущий специалист на основе полученных знаний и умений в процессе образования должен выполнять в ходе своей профессиональной деятельности. В современных научно-педагогических исследованиях широко используется именно второе значение. Понятие «компетенция», в отличие от понятия «компетентность», связывают, прежде всего, с конкретной областью деятельности.
Подходы и методы формирования технологической компетентности студентов
Анализ методической литературы и диссертационных исследований показал, что сформировались различные подходы к модульному обучению.
Модульная система обучения базируется на принципах, тесно связанных с общедидактическими, которые отражают основные идеи технологии модульного обучения, позволяющие решать важнейшие задачи педагогической практики.
П.А. Юцявичене при составлении модульной программы и модуля предлагает следующие принципы: 1) целевое назначение информационного материала; 2) сочетание комплексных, интегрирующих и частных дидактических целей; 3) полнота учебного материала в модуле; 4) относительная самостоятельность элементов модуля; 5) реализация обратной связи; 6) оптимальная передача информационного и методического материала [244, с. 55-57]. Далее автор отмечает, что для реализации обратной связи необходимо соблюдение следующих правил: а) обеспечение модуля средствами входного контроля, показывающего уровень подготовленности обучаемого к его усвоению; б) применение текущего, промежуточного и обобщающего контроля: первый - в конце каждого элемента, а последний - в конце модуля; в) текущий и промежуточный контроль может осуществляться в виде самоконтроля. Эти виды контроля способствуют оперативному выявлению, у студентов пробелов в усвоении материла. г) обобщающий (итоговый) контроль должен показывать уровень сфор мированное компетентности [243, с. 57]. При составлении модульной программы (познавательного или операционного типа) П. А. Юцявичене указывает на применение специфических принципов: - принцип предметного подхода к построению содержания обучения; - принцип фундаментальности учебного содержания в модуле [244, с. 58-59].
Важное достоинство модульного обучения - это его интеграционное качество. Оно позволяет сочетать в себе различные методы, средства и формы, активизирующие техническое (инженерное) мышление студентов, развивать их познавательные способности и самостоятельность, формировать умение применять полученные знания в различных условиях [144, с. 165].
Как известно, главным предметом усвоения любой учебной дисциплины являются специальные понятия и термины [200, с. 209]. Материал дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» включает большой и сложный понятийный аппарат. Например: допуск, зазор, натяг, посадка, размерная цепь и т.д. Несформированность же основных понятий по курсу затрудняет решение технических задач. Если в сознании студента отсутствует логическая цепочка применяемых понятий, это в итоге становится причиной низкого уровня сформированности технологической компетентности.
Изучение дисциплины, начиная с понятийного аппарата, соответствует индуктивному принципу. Однако для формирования технологической компетентности в области сельскохозяйственного производства требуется структурирование учебного материала на основе сочетания индуктивного и дедуктивного принципов. Процесс обучения эффективен, если обеспечивается систематизация, логика и структурирование материала [200, с. 210].
В процессе изучения метрологии, стандартизации и сертификации у студентов наряду со значительным объемом специальных (метрологических) знаний должны быть сформированы специальные (метрологические) умения, которые понадобятся, в частности, при изучении специальных дисциплин, прохождении производственных практик и выполнении дипломного проекта. Все это требует комплексного применения различных методов и приёмов обучения.
Проблема всестороннего обеспечения учебного процесса всегда находилась в центре внимания отечественных педагогов-исследователей: П. Беспалько [22], Б. П. Есипова и М. А. Давыдова [57], М. В. Кларина [86], П. С. Самородского [181], Г. К. Селевко [184] и др.
Актуальным для подготовки бакалавров агроинженерного профиля является выбор методов, позволяющих усвоить соответствующие понятия, законы и теории технических наук. Необходимыми ориентирами здесь являются: - общие цели образовательного процесса; - особенности методики преподавания учебного предмета и специфика её требований к отбору дидактических методов; - цели, задача и содержание отдельных занятий; - объём времени, отведенного на изучение той или иной темы; - исходный уровень подготовленности студентов; - материальная оснащенность учебного процесса, наличие оборудова ния, наглядных пособий, технических средств [141, с. 41]. Методы обучения в высшей школе - один из основных вопросов, связанных с качеством подготовки специалиста. Наряду с содержанием обучения они обеспечивают активное усвоение материала, гибкость, системность, конкретность и обобщенность получаемых знаний. От качества организации учебного процесса зависит, сумеют ли студенты выделить главные стороны изучаемого объекта или явления, смогут ли объяснить явления, события, увидеть их причину и следствие, понять движущие силы и закономерности протекающих процессов, реализовать цели и рабочие задачи через систему практических действий [112, с. 139].
Педагогические аспекты методов обучения отражены в работах Ю. К. Бабанского [12], Л. И. Беляевой [21], И. Я. Лернера [113], М. Н. Скаткина [191] и др. Все исследователи характеризуют методы обуче ния как важнейшие составляющие качества подготовки специалистов. Так, М.Т. Громкова указывает, что именно они определяют способ деятельности обучающихся и развивают те или иные способности [56, с. 223]. В философии метод рассматривается применительно к деятельности. Относительно этого соотношения сделан ряд выводов, в частности: - метод есть знание, для которого понятие «душа содержания» является средством познания, сущностью познавательной деятельности (Гегель); - метод выводится из принципа, правила вытекают из метода (Беркли); - лучше совсем не отыскивать истины, чем делать это без метода (Декарт) [213, 214]. В педагогической литературе рассматриваются около пятидесяти методов обучения [240, с. 93]. Не менее разнообразны мнения относительно определения данных элементов учебного процесса (таблица 7).
Дидактическое обеспечение формирования технологической компетентности студентов в процессе изучения дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация»
Из представлено материала видно, что в экспериментальной группе отстающих студентов на 16,67% меньше, чем в контрольной группе. Этот факт указывает на высокую производительность учебной деятельности за счет рационализации педагогического процесса, а именно внедрения модели формирования и карты технологической компетентности. Сравнение результатов однозначно демонстрирует массовость, результативность и детерминацию применяемых методов обучения. Так в экспериментальной группе в среднем 83,33%, от общего числа студентов выполнили план-график. В то время как контрольной группе этот показатель составил 50%. Выполнение плана-графика большинством студентов экспериментальной группы свидетельствует о том, что разработанные дидактические средства создают условия необходимости стабильной самостоятельной работы студентов в течение семестра.
Следующим показателем результативности проводимого эксперимента явилось выявления степени проявления личностного критерия, который оценивался уровнем сформированности технического мышления, наиболее значим для формирования технологической компетентности бакалавра агроин-женерного профиля. Развитие технического мышления активизировано сис 139 тематическим решением студентами экспериментальной группы технических задач по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация».
Однако исследования показывают, что развитие технического мышления невозможно без включения студентов в учебно-познавательную деятельность. Следовательно, возникает необходимость использования деятельност-ного подхода в построении обучения, что предполагает соблюдение следующих условий: - процесс формирования технического мышления протекает через дея тельность студентов, в которой они выступают субъектами познания; - усвоение специальных (метрологических) знаний происходит при движении от общего, абстрактного понятия к частным, конкретным действиям; - основной акцент делается на последовательном и целенаправленном выдвижении перед обучающимися познавательных проблем, на самостоятельном поиске студентами необходимой информации.
В процессе решения технических задач специальные (метрологические) умения образуют структуру данной деятельности, при этом формируется способность использовать их в качестве средств решения этих задач.
Для определения степени и качества влияния разработанных дидактических средств на развитие технического мышления в процессе решения технических задач использовался тест Беннета (приложение 4). Выделены пять уровней технического мышления: очень высокий, высокий, средний, низкий, очень низкий.
В результате экспериментальной работы зафиксирован статистически достоверный рост уровня технического мышления у студентов экспериментальной группы.
На этапе констатирующего эксперимента в контрольной и экспериментальной группе не наблюдалось существенных различий: и в той, и в другой преобладал средний уровень технического мышления, было одинаковое количество студентов с низким уровнем. Очень низкий уровень не продемонстрировал никто. К концу эксперимента результаты изменились. Общей тенденцией было, во-первых, уменьшение количества студентов со средним уровнем технического мышления и, во-вторых, увеличение числа тех, кто показал высокий уровень. Следует отметить, что положительная динамика в экспериментальной группе более значительна по сравнению с контрольной, а именно: на 20% снизилась доля студентов имеющих средний уровень и на 10,01% стало больше студентов с высокий уровнем технического мышления. В то же время, в контрольной группе средний уровень технического мышления демонстрируют на 6,67% меньше студентов, а высокий - на 6,67% больше. Незначительное увеличение количества студентов с высоким уровнем технического мышления в контрольной группе объясняется тем, что большинство дисциплин, изучаемых на третьем курсе академии, - общеинженерные, где решаются какие-либо познавательные задачи и выполняются курсовые проекты (например, по курсу «Детали машин»), рассчитанные на определенную поисковую активность.
В заключение представим анализ сводных данных по изменению уров-невых показателей формирования технологической компетентности у студентов сельскохозяйственной академии в экспериментальной и контрольной группе. Результаты представлены в таблице 28.
Сравнительные результаты исходного и контрольного замеров в контрольной группе показали, что количество обследуемых студентов, достигших в формировании технологической компетентности повышенного уровня, увеличилось за период экспериментальной работы на 3,27%, что на 7,03% меньше, чем в экспериментальной группе. Количество студентов, достигших повышенного уровня, увеличилось на 13,27%, в то время как в экспериментальной группе наблюдается уменьшение данного показателя на 6,7%. Процент студентов с пороговым уровнем увеличился на 10% по сравнению с экспериментальной группой.
Таким образом, в результате изучения дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация» развиваемые умения предстают в новом качестве, имеют более высокий уровень сложности, формируемый в процессе обучения, переходят от уровня действий к уровню деятельности, от отдельных специальных умений к умениям решать задачи профессионального содержания.
Статистическая обработка полученных результатов показала достоверность экспериментальных данных. Это означает, что выявленные, теоретически обоснованные и экспериментально проверенные результаты педагогического эксперимента свидетельствуют о положительном влиянии дидактического обеспечения их реализации на процесс формирования технологической компетентности у бакалавров агроинженерного профиля в процессе общепрофессиональной подготовки.
Методика проведенного педагогического эксперимента
По результатам проведения первого и второго этапа модели формирования технологической компетентности показали повышение среднего уровня и уменьшение низкого уровня сформированности знаний и умений. Однако процент высокого уровня сформированности знаний и умений оказался низким, что говорит о малой эффективности сочетания форм, методов средств. Следовательно, есть необходимость перехода к третьему этапу (высокий уровень) модели формирования технологической компетентности.
На третьем этапе нашего эксперимента были предложено: вид занятий -курсовая работа (или РГР). Средства обучения - разработанные структурно-логические схемы для решения технических задач. Дополнительным контролирующим мероприятием явилось тестирование.
В ходе эксперимента был проведен анализ продуктов учебного труда студентов (расчет технических задач и курсовой работы (РГР)). Проведенный анализ показывает динамику формирования технологической компетентности у студентов контрольной и экспериментальной группы.
При обработке статистических данных с целью определения результативности и объективности проведенного исследования применяют различные статистические критерии (методы обработки экспериментальных данных). Для педагогических исследований рекомендуем методы Крамера-Уэлча, Вилкоксона-Манна-Уитни, %2 хи-квадрат, Фишера.
При выборе статистического критерия необходимо сначала определить, какая шкала измерений будет применяться: шкала отношений или шкала порядка. Если применяется шкалы отношений, используют критерии Крамера-Уэлча или Вилкоксона-Манна-Уитни. Критерии %2 и Фишера применяют, когда исследования проведены по шкале порядка.
В данном исследовании применялась порядковая шкала. Учитывая число градаций L 3 и объём выборки КГ и ЭГ 50, полученные показатели обрабатывались с помощью критерия х [136, с. 58-60].
Для выяснения степени сформированности когнитивного компонента технологической компетентности и эффективности применения разработанных дидактических средств, необходимых для подготовки бакалавров агро-инженерного профиля к производственно-технологической деятельности, использовались результаты работ студентов — решение технических задач и выполнение внеаудиторной самостоятельной работы
Успеваемость студентов оценивалась по результатам решения технических задач (репродуктивного, частично-поискового и творческого видов). Качество обучения в контрольной и экспериментальной группе сравнивалось на основе следующих данных: - количество правильно решенных заданий; - количество заданий, решенных с ошибками; - количество нерешенных заданий.
В результате измерения уровня сформированности знаний и умений у студентов, были получены следующие данные (приложение 3).
Выборка в данном случае представляет собой набор чисел, соответствующих количеству решенных студентами задач. х = (Х] , Х2, ... хп) - выборка для экспериментальной группы; У = (Уь Уг Ут) - выборка для контрольной группы. Для вычислений использовалась порядковая шкала (шкала рангов) с L=3 градациями (трехбалльная система оценок). Характеристикой группы стало число ее членов, набравших заданный балл. То есть, для экспериментальной группы вектор баллов есть п = (пі , п2,... п4) причем щ + п2 + п3 +... п4 = N.
Подставим в соответствии уровням знаний и умений (низкому, среднему и высокому) балл - 1,2 и 3. Проводим вычисления на основании данных, сначала для контрольной группы до начала эксперимента число членов, получивших балл, принадлежащий тому или иному диапазону. Определяем распределение членов экспериментальной и контрольной групп по уровням знаний и умений и получаем результат, который представлен в таблицах 20 и
Завершив рассмотрение показателей описательной статистики, перейдем к общей методике определения степени достоверности совпадений и различий характеристик рассматриваемых объектов в шкале порядка.
Для определения степени достоверности совпадений или различий в характеристиках экспериментальной и контрольной групп формулируются статистические гипотезы [132]: нулевая гипотеза: отсутствие различий в рассматриваемых факторах; альтернативная гипотеза: значимость различий в рассматриваемых факторах. Характеристикой группы является число ее членов, набравших тот или иной балл. Для экспериментальной группы вектор баллов есть: n = (ni ,п2,... пк) где пк - число участников эксперимента, получивших п - й балл. Для контрольной группы m = (mi , m2,... mK) к = 1,2,3 - в данном случае - уровни когнитивного компонента (1 - низкий; 2 - средний; 3 - высокий).
Из таблицы 24 видно, что все эмпирические значения Хэмп = 6,23, сравнения экспериментальной и контрольной группы по результатам эксперимента меньше критического значения. Следовательно, характеристики всех сравниваемых выборок, по результатам эксперимента совпадают в значимости р = 0,05. Так как Хэмп=6,23 5,99 = 02О5, то достоверность различий в характеристиках экспериментальной и контрольной групп по результатам эксперимента составляет 95%.
Предпринятые вычисления позволяют сделать вывод, что эффект изменений обусловлен применением разработанного комплекта структурно-логических схем для решения технических задач.
При формировании технологической компетентности огромная роль принадлежит самостоятельной работе студентов при выполнении курсовой работы или расчетно-графической работы. Для выявления соотношение процентных показателей уровней знаний и умений студентов после выполнения внеаудиторной самостоятельной работы мы использовали следующие показатели:
