Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Технология использования познавательной самостоятельности студентов в образовательном процессе вуза 13
1.1.Технологии использования в системе высшего профессионального образования 13
1.2. Структуры познавательной самостоятельности в образовательной деятельности студентов .31
1.3. Формирующий потенциал физики как учебного предмета в профессиональной подготовке будущих специалистов
Выводы по первой главе 71
Глава 2. Организация использования научных идей технологии познавательной самостоятельности студентов при изучении физики 72
2.1.Эффективности уровня научных идей познавательной самостоятельности студентов 72
2.2. Организация процесса технологии использования познавательной самостоятельности студентов при изучении физики .78
2.3. Результаты проверки эффективности опытно-экспериментальной работы 108
Выводы по второй главе 133
Заключение 136
Список литературы
- Структуры познавательной самостоятельности в образовательной деятельности студентов
- Формирующий потенциал физики как учебного предмета в профессиональной подготовке будущих специалистов
- Организация процесса технологии использования познавательной самостоятельности студентов при изучении физики
- Результаты проверки эффективности опытно-экспериментальной работы
Структуры познавательной самостоятельности в образовательной деятельности студентов
Как важнейший социально – государственный институт высшее профессиональное образование выполняет в определённой области деятельности функцию подготовки молодого поколения к решению профессиональных задач в будущем и предполагает достаточно высокий уровень сформированности различных навыков, умений и способности их непрерывного совершенствования.
Для определённого индивида, на взгляд А.М. Новикова, профессиональное образование выступает в двух функциях: - как средство индивидуального выражения, утверждения и реализации самой личности, так как индивид в большей степени свои способности раскрывает в труде; - как средство социальной защищённости, устойчивости и адаптации индивида в условиях рыночной экономики, как его капитал, собственность, им распоряжающимся или только будет распоряжаться на рынке труда (125, с.45);
Увеличение роли роста в жизни общества профессионального образования обусловило увеличения числа работ по проблемам дидактики, психологии и педагогики высшей школы (Вербицкий А.А., Ветров В.Ю., Жураковский В.М., Клушина Н.П., Коржуев А.В., Котова И.Б., Лозовский В.Н., Ляудис Л.Я., Намчук В.П., Непомнящий А.В., Новиков А.М., Пидкасистый П.И., Попков В.А., Рамазанов М.Б., Савельев А.В., Смирнов С.Д., Шукшунов В.Е. и другие).
А.А.Вербицкий к основным направлениям развития высшего образования относит: - технологизация и компьютеризация обучения; -глубокое осознание каждого образовательного уровня, как решение проблемы преемственности различных ступеней системы непрерывного образования; - переход от информативных к активным формам и методам обучения с включением в деятельность обучающихся разнообразных форм самостоятельной работы, элементов научного поиска, проблемности; - переход от базы воспроизведения к базе мышления, понимания; - переход к игровым, активизирующим, интенсифицирующим, развивающим средствам организации учебного процесса; - переход к организации взаимодействия обучаемого и педагога, ориентированного на познающую деятельность обучаемого. Отсюда следует, что формирование образования изменяет статус и роль обучаемого и преподавателя. Обучающийся постепенно становится не объектом обучения, а субъектом процесса образования. По мнению С.Д.Смирнова, если преподаватель воздействует направленно на обучаемого, то только с целью повышения его самостоятельности в выборе форм и содержания обучения, формирования навыков самостоятельной учебной деятельности, создания такого климата, в котором студенты стремились бы к повышению общей культуры и уровня своей профессиональной квалификации, к овладению новых знаний(165,с.48–49).
Авторитетной, масштабной и развитой областью образовательной системы по праву наиболее признаётся высшее техническое образование, а исходным фактором социального и экономического развития страны – подготовка инженерных и научно–технических кадров.
На смену прежнему образу техносферы и естественнонаучной картины мира ныне приходит новый образ, синтезирующий их как предпосылку новых интегрирующих видов деятельности.
Специалисты с высоким уровнем профессиональной подготовки, решающих стандартные и нестандартные проблемные задачи в настоящем широко требуются производству. А такие качества, как профессиональная компетентность, творческое мышление, инициативность, самостоятельность и коммуникабельность должны быть присущи выпускнику вуза. Они являются важнейшими критериями оценивания уровня подготовки. Под эгидой ЮНЕСКО в последние десятилетие разработаны требования к подготовке кадров 21 века. Данные требования составлены национальными профессионально – общественными организациями и авторитетными международными организациями FTFNL (Европа) и АВЕТ (Северная Америка).
Перспективные требования к подготовке кадров 21 века в интегрированном виде таковы: - позитивное, осознанное, устойчивое отношение к избранной сфере деятельности, к своей профессии, стремление к постоянному развитию своего интеллектуального потенциала и профессиональному совершенствованию; - высокий уровень профессиональной компетентности, овладение всей совокупностью специальных и фундаментальных знаний, умений и навыков в практике, столь необходимых в трудовой деятельности; - владение методами проектирования, прогнозирования и моделирования, а также методами испытаний и исследований, необходимыми для создания новых материальных продуктов и интеллектуальных ценностей; - высокоразвитая способность творческого подхода к решению профессиональных задач, умение анализировать возникшие проблемы, самостоятельно составить и осуществлять план необходимых действий, умений ориентироваться в нештатных ситуациях и нестандартных условиях; - владение методами технического анализа с целью его оптимизации, реновации и рационализации, инженерной защиты окружающей среды и экологического обеспечения производства;
Формирующий потенциал физики как учебного предмета в профессиональной подготовке будущих специалистов
По утверждению Л.Я.Зориной, в учебные предметы наука входит посредственно (как деятельность) и непосредственно (как система знаний) (71,с.13).
Наука, как деятельность, включает ряд аспектов и для содержания образования отдельные из них имеют первостепенное значение. Это логика научной деятельности, закономерности научного познания, методы научного познания.
Основные способы опосредованного отражения науки в содержании учебного предмета выглядят следующим образом: - включение частных методов познания, которые составляют компонент предметного содержания и методологических знаний (знаний об общих методах и процессе познания) в содержание предметного материала; -проблемное изложение материала; -соответствующая логике и этапам научной деятельности технологии использования (постановка проблемы), поисковая деятельность обучаемых; -формулировка научной гипотезы; -проверка доказательности и выбор средств решения; -оформление результатов работы; -соответствующие методам науки, приёмы обучения; -соответствующая перемещению мышления от явления к сущности, логики к организации учебного познания.
По мнению Ю.В.Сенько, авторитарное, догматическое и, наконец, антидиалектическое мышление формируется в результате усвоения готовых знаний (157,с.4). В связи с этим им анализируется взаимосвязь между двумя разными видами знаний: знания описания (теории, законы, факты), которые объясняют, описывают мир, проявляющийся на нынешнем уровне познания; знания предписания (методы познания). Они объясняют субъекту познания пути овладевания предметными знаниями (знаниями–описаниями). По утверждению Ю.Сенько, знания–описания и знания–предписания–это не параллельные знания, а предметная и операциональная сторона научного знания в целом, полном объёме. Если обучение строится лишь на предметной стороне научного знания, то оно становится односторонней и неполной. На его взгляд, овладение научным знанием в полном объёме означает усвоение методов и принципов получения знания, а также практического его применения (157).
Студенты, овладевая предметную и операционную сторону научного знания в единстве, определённый подход усваивают к результату учебно– познавательной деятельности и процессу технологии использования. Данный подход становится стилем мышления и достоянием студента.
Характеристики и принципы научного стиля мышления вырабатываются до момента приступления студента к усвоению содержания образования. Они представляются как требования к технологии использования практической и познавательной деятельности. Преподаватель обязан вооружить студентов этими характеристиками и принципами, чтобы они могли в своей деятельности сознательно использовать эти технологии. Иначе говоря, здесь ведётся речь о переводе норм научного стиля в личностную форму индивида из безличной формы всеобщности.
Как система методологических характеристик и принципов, которыми в своём подходе к результатам исследования учёные руководствуются в данную эпоху, рассматривается стиль мышления в наиболее общем виде. На взгляд И.Б.Новик, содержание современного научного стиля мышления состоит из аппроксимации (приближение, упрощение, синтетичности, дискретности, статистичности и непрерывности (121, с.139).
По утверждению исследователей, усвоение системы научных знаний не обеспечивает формирования научного стиля мышления у них автоматически. Научный стиль мышления– это, прежде всего, уровень культуры мышления, на которой в результате специально организованной, целенаправленной работы смогут подняться студенты (157, с.17).
Таким образом, выделяются следующие особенности научного стиля мышления, которыми в процессе изучения физики применяются технологии использования: -умение рассматривать в постоянном движении, развитии явления или объект; -умение курировать диалектическими противоречиями и восприятие возможности одновременного существования диалектически противоположных свойств явления, объекта; -умение видеть применения технологии использования в развитии научного знания; -понимание взаимообусловленности, взаимосвязи явлений и умение анализировать и выявить эти взаимосвязи; -понимание конкретности знания, а при применении технологии использования определяется истинность знаний; -понимание взаимосвязи количественных и качественных изменений.
Относительно развития научного стиля мышления не следует забывать, что в вузе студенты должны понимать, что физика как наука–это не хранилище исчерпывающих и готовых знаний, а технология достижения знаний, движение от приблизительного, ограниченного знания ко всеобщему, более точному знанию. Это бесконечный процесс накопления знания и познания. Понимание теорий и законов физики, определение степени общности, границы их применимости учит студентов понимать ограниченность любого знания, видеть многообразие технологии использования в природе, т.е. приобщают студентов и культуре мышления. Всё это в конечном итоге способствует развитию стиля научного мышления.
По мнению Трофимовой С., принцип социокультурной сообразности предполагает содержательные и глубокие связи курса физики с тенденциями при использовании технологии использования, рассматривающиеся как ведущее педагогическое средство осуществления гуманитарного ресурса физической науки. Достижения внеклассической науки не только определили открытие новых источников энергии, темпы и направления развития техники, но и установили моральную ответственность в научной сфере на устои философии учёных и формирование общества в целом. Положительный этап открытий науки в космических исследованиях и в физике элементарных частиц, являющиеся социально значимыми, считается и показателем престижа государства. Так, в контексте взаимодействия НТП и культуры необходимо рассматривать в социокультурной сфере связь технологии использования процессов и содержания курса физики.
В связи с этим, мы всегда полагали, что образование даёт готовый способ поведения и носит явный технологический характер. Однако, аккуратно выполняя и соблюдая предписания и правила методик. Люди не осознают собственную ответственность за то, как они используют данные правила. К меняющейся истории люди оказываются неготовыми. Авторитарность образцов для человека, получившего чисто технологическое образование, будет стоять выше действительности. В этом случае неизбежна антропологическая катастрофа, так как всё общество будет жить согласно этим правилам.
Организация процесса технологии использования познавательной самостоятельности студентов при изучении физики
В ходе подготовки эксперимента студент составляет образ той деятельности, которую при выполнении эксперимента он должен реализовать. Осознанностью и глубиной представления о той работе, которую для реализации эксперимента планирует студент, т.е. умения составить план предстоящей деятельности, план верификации результатов, прогнозировать результаты и т.д.
В овладении методами решения, которые характерны для комплексных, экспериментальных задач по физике, для помощи студентов мы предоставили специальные методические указания с порядком учебных текстов, которые перед студентами раскрывают содержание и цели будущей работы, представляют особенности использования оборудования, установленного в лабораторном практикуме. Подробное обоснование и описание технологии и методики решения экспериментальных задач, которые в виде отчёта об этой системе инструкций и деятельности развёртываются перед студентами является главной особенностью этих текстов.
Посредством метода указаний студенты знакомятся с предварительной работой, которая нужна, необходима в процессе подготовки к проведению экспериментов. Данная работа включает в себя следующее: как нужно составлять и планировать протоколы экспериментов, как проводить опробование схемы экспериментов, как подбирать измерительную аппаратуру, как записывать и снимать показания измерительных приборов и устройств, как проверять точность и достоверность полученных результатов, как оформлять полученные результаты.
С целью успешного операционно-деятельностного компонента технологии использования познавательной самостоятельности студенты сначала привлекаются на выполнение и решение экспериментальных задач, т.е. в имитационную деятельность, а потом в последовательно усложняющие виды творческих и поисковых задач. Таким образом, с одной стороны, в методических указаниях раскрываются в данном лабораторном практикуме образцы типовых приёмов выполнения исследований (экспериментов), а с другой стороны, показываются методы составления программ, планов и отчётов о проделанной работе.
Например, следующих структурных компонентов включает в себя метод указания к лабораторной работе по теме «Определение модуля сдвига методом крутильных колебаний».
После проведения лабораторной работы студенты должны знать: растяжение (сжатие), сущность деформаций, виды деформаций (упруго– пластическая, пластическая, упругая), сдвиг. Закон Гука для растяжения, кручения, деформации и сдвига. Пределы применимости закона Гука. Студенты также должны уметь: для периода колебаний крутильного маятника получать выражения; измерять модуль сдвига проволоки.
В развитии познавательной самостоятельности студентов консультация как особая форма учебной работы в вузе занимает центральное место. В соответствии с графиком, установленным на кафедре, мы регулярно проводим консультации по физике. По теоретическим разделам в течении всего семестра проводятся консультации, но их посещают только те студенты, которые, как правило, занимаются планомерно и систематически. Массовое посещение консультаций начинается тогда, когда студенты готовятся к сдаче зачётов и экзаменов, т.е. в конце семестра и во второй половине.
Мы использовали различных консультаций. Среди них в большей степени распространенной является вопросно-ответная, когда преподаватель отвечает на вопросы студентов. Вопросы студентов можно разделить на следующие группы: - относительно методики и организации самостоятельной работы; - выясняющие источников работ и рекомендуемую литературу; - связанные с уточнением новых понятий, научных данных, методов решения задач, научно– теоретических положений; - методологические, т.е. связанные со средствами и методами физики, логикой организации.
Наиболее важными и сложными являются методологические вопросы. Особо внимательного подхода требуют эти вопросы от преподавателя: неправильное понимание их студентами приведёт к ошибкам в практической деятельности, приведёт к неверным толкованиям физических принципов и законов. В этом плане самым важным является то, чтобы разъяснение преподавателя направило самостоятельную работу обучаемых по правильному методологическому пути.
В этих вопросах лучшее средство от предостережения ошибок –это устное разъяснение с конкретными примерами.
Естественно, что вопросно-ответная консультация не считается самой лучшей и единственной. Судя по нашему многолетнему опыту, консультация даёт наилучшие результаты тогда, когда она начинается с вопросов обучаемых, а затем по наиболее важным вопросам, тактично выдвигаемым самим преподавателем или поднимаемым студентами, переходит в своеобразную беседу – дискуссию с преподавателем.
Индивидуальные и групповые консультации, которые проводятся в период непосредственной подготовки к зачётам и экзаменам и в предэкзаменационный период являются важными элементом в работе. Цель проведения предэкзаменационных консультаций такова: -дать студентам рекомендации по лучшему усвоению и приведению в стройную систему изученного материала, указанная о порядке работы при подготовке к зачёту и экзамену по физике
Результаты проверки эффективности опытно-экспериментальной работы
Данный анализ результатов свидетельствует о том, что достаточно критически относятся студенты к самооценке своих умений. Например, самые низкие баллы на первом курсе 1,57- умение составлять аннотации и 1, 98-умение работать с каталогом в библиотеке, а самый высокий балл 3, 08 -умение работать со справочными материалами. На 2 курсе самооценка умения работать с каталогом в библиотеке выросла незначительно на 0, 40 балла, что связано, на наш взгляд, с тем, что обучаемые необходимую информацию предпочитают искать в сети Интернета. Этим и объясняется, скорее всего, незначительное увеличение самооценки других умений. Наибольшее увеличение (на 1 балл) наблюдалось в самооценке умения слушать преподавателя и записывать основной смысл материала. Всё это связано с адаптацией к системе вузовского обучения, овладением системой условных обозначений, развитием скорости письма и т.д.
Широкое распространение некоторых заданий, в частности подготовка рефератов по физике, изучаемым на 1и 2 курсах обусловило развитие таких умений, как умение оформлять цитаты и реферировать несколько источников.
Посредством метода наблюдения и анализа продуктов деятельности (письменных работ студентов по физике) нами была получена важная дидактическая информация. Наблюдения на лабораторных занятиях за деятельностью студентов, анализ их отчётов о выполнении экспериментальных работ показывают, что у студентов довольно низкий уровень сформированности экспериментальных умений. В основу эксперимента положена гипотеза, а студенты затрудняются в формировании гипотезы, либо не осознают необходимость в её формулировке. Также недостаточно осознаются обучаемыми задачи и цели эксперимента. Студенты не задумываются в нужной мере об условиях, необходимых для планирования и осуществления эксперимента. Также в формулировании обоснованных выводов и в анализе полученных данных обучаемые испытывают особые затруднения. Анализ письменных работ студентов 1 курса по физике свидетельствуют о том, что они затрудняются в рациональном определении всех тех условий, которые необходимы для выполнения конкретного опыта; плохо осознают структуру деятельности по проведению учебного эксперимента (рациональную последовательность выполнения включаемых операций); затрудняются в определении способа записи, получаемой при наблюдении, результатов кодирования и измерения информации; зачастую перечислением выполненных действий заменяется обобщение или анализ результатов. Всё это имеет свою причину. Работу преподавателя вуза затрудняет то, что выработке умения учащихся выполнять конкретные операции школьные учителя не уделяют должного внимания и по развитию экспериментальных умений студентов требует от преподавателя дополнительных усилий. В низком уровне системного усвоения знаний по физике проявляется формальных характер школьного обучения физике. Проявляется это и в том, что для объяснения тех или иных явлений студенты не могут использовать известные им физические законы, т.к. эти знания усвоены ими как изолированные и рядоположенные, которые не образуют систему знаний.
С большим числом физических величин знакомятся учащиеся в старших классах. В ряде случаев, к сожалению, недопонятой ими остаётся физическая сущность величины. В неумении учащихся выявлять зависимость поведения физического объекта от значений физических явлений, которые характеризуют данный объект (явление), изменения свойств объектов, в непонимании связи физических величин со свойствами объектов (явлений), в неумении анализировать такие связи заключаются основные причины подобного явления.
Чтобы подтвердить недостаточный уровень владения студентами методологическими знаниями, обучаемым было предложено выполнить ряд заданий. Например: «Подчеркните одной чертой физические величины в приведённом перечне понятий: масса, время, мгновенная скорость, колебательный контур, длина, абсолютно твёрдое тело, материальная точка, сила перемещения, траектория». «В приведённых уравнениях одной чертой подчеркните закон, двумя-определения, тремя-следствия из определений. . .» «В приведённых утверждениях одной чертой подчеркните постулаты, двумя-следствия из них. . . »
Высокий уровень владения основными понятиями по физике является главным условием осознанного усвоения учебного материала по физике в вузе. В частности, у большинства первокурсников уровень освоения ведущего понятия «работа» не соответствует требованиям, оно не обобщено в сознании большинства из них у большей части опрошенных связывается только с механической работой. Например, около 20% опрошенных на вопрос «Что такое работа? Как вы понимаете смысл этого слова?» ответили: работа-это процесс, который связан с перемещением тела в результате взаимодействия с другими телами.
Данное определение носит односторонний характер, так как раскрывает только одну из сторон этого сложного понятия.
Только с физической величиной, которая характеризует превращение одного вида энергии в другой связано понятие работы у большей части опрошенных (88%). Никто из опрошенных не связывает работу с процессами превращения одного вида движения в другой.
В процессе школьного обучения они не в полном объёме усвоили условия, при которых возможно совершение механической работы. Оба условия указали 47% опрошенных: перемещение точки приложения силы и действие силы на тело; только на один признак работы – действие силы на тело- указали 25%, только на перемещение-10%, на изменение системы тел или энергии тела как на признак работы указали около 20% опрошенных. Такой односторонний подход к раскрытию содержания понятия « работа» значительно усложняет деятельность вузовского преподавателя физики, так как они не рассматривают изменения форм движения с его количественной стороны.
Студенты должны чётко понимать, что физическая наука-это процесс достижения истин, движение к знанию от незнания, от приблизительного, ограниченного знания по всеобщему, более точному, а не некий склад исчерпывающих готовых истин. Этот процесс накопления знаний и познания является бесконечным. В определённых условиях каждое конкретное знание (например, физическая формула) становится истинным. Понимание относительности знаний теорий, законов физики, необходимость определять степень сущности, очерчивать границы применимости теорий, законов учат студентов видеть многообразие связей в природе и приобщают их к культуре мышления.