CC BY
66
ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ И ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №4 (99) 2011
УДК 378.147+001.891.57
О. Е. АКУЛИЧ Л. Г. МЕЛЕХИНА
Челябинская государственная агроинженерная академия
КОМПЕТЕНТНОСТНЫЙ ПОДХОД К ПОДГОТОВКЕ БУДУЩЕГО ИНЖЕНЕРА В ПРОЦЕССЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ЗАНЯТИЯХ ПО МАТЕМАТИКЕ
В статье рассмотрена роль компетентностного подхода к обучению математике студентов инженерного вуза. Исследуется проблема формирования профессиональной компетентности будущих специалистов на занятиях по математике в условиях применения метода математического моделирования в решении профильных задач. Приведены примеры задач, требующих системного использования имеющихся знаний и формирования новых знаний другого уровня для решения профессиональных задач.
Ключевые слова: компетенция, профессиональная компетентность специалиста, математическое моделирование, профильные задачи.
В современных социально-экономических условиях по-прежнему актуальной остается проблема повышения уровня профессиональной компетентности будущего инженера, способного свободно и активно мыслить, проявлять творческую инициативу, конкурентоспособность, мобильность, умение самостоятельно генерировать и воплощать новые идеи и технологии в производстве. Получение знаний как таковых не является залогом успешной профессиональной деятельности молодого специалиста. Главным и решающим конкурентным преимуществом выпускника является компетентность в определенной сфере деятельности [1]. Поэтому в рамках Болонского процесса одним из направлений модернизации и реформирования системы высшего образования является идея компетентностного подхода. Он предполагает «целостное включение студента в различные виды деятельности (творческую, продуктивную, эвристическую и др.), открытость и свободу выбора им своих действий, установку на творческое саморазвитие и самореализацию, формирование рефлексивной позиции по отношению к себе как к субъекту деятельности» [2, с. 14].
В современной педагогике проблема компетент-ностного подхода активно и разносторонне исследуется различными учеными: Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, М.А. Ильязова, А.К. Маркова, Дж. Равен, А.В. Ху-торский и др. Однако единой точки зрения на содержание таких научных категорий, как «компетенция», «компетентность», нет. Задача определения оснований выделения ключевых компетенций и объема входящих в них компонентов остается достаточно трудной и решается разными исследователями неоднозначно. Понятие «компетентность» связано с определенным видом деятельности человека и означает согласно словарю С.И. Ожегова: «знание, осведомленность, авторитетность в какой-нибудь области», а «компетенция» — это круг вопросов, в которых кто-либо хорошо осведомлен [3]. Следует отметить, что данные понятия являются взаимодополняющими и существуют самостоятельно, что важно учитывать при организации компетентностно ориентированного обучения.
В зарубежных исследованиях (Р. Уайт, Дж. Равен и др.) компетентность чаще всего рассматривается как и интегральное явление, которое включает: концептуальную, социальную, учебную компетентности; компетентность в эмоциональной сфере, в области восприятия; компетентность в отдельных сферах деятельности.
В отечественной литературе можно выделить несколько основных подходов к исследованию категории «компетентность». С точки зрения личностнодеятельностного подхода, под компетентностью понимают соотношение состояния личностной сферы человека и рассматривают как интегративное качество личности, опосредующее деятельность и направленное на повышение ее эффективности (А.Г. Ас-молов, А.К. Маркова, Л.А. Петровская и др.).
Компетентность интерпретируется как:
— составляющее качество личности или совокупность качеств, минимальный опыт деятельности в заданной сфере (В.Д. Шадриков) [4];
— владение знаниями и умениями, позволяющими высказывать профессионально грамотные суждения, оценки, мнения (В.С. Безрукова);
— знания, умения, опыт, теоретико-прикладную подготовленность к использованию знаний (В.М. Ше-пель);
— обладание человеком соответствующей компетенцией, которую в системе общего образования рассматривает как совокупность взаимосвязанных качеств личности, отражающих заданные требования к образовательной подготовке выпускников (А.В. Ху-торский);
— обладание совокупностью качеств (компетенций), проявляющихся в профессиональной деятельности (Н.Л. Гончаренко) [5];
— совокупность компетенций, актуализированных в определенных видах деятельности (А.И. Суб-бето) [6].
Исследовав отношения между компетенциями и компетентностями, И.А. Зимняя пишет о том, что компетенции есть «некоторые внутренние, потенциальные, сокрытые психологические новообразования: знания представления, программы (алгоритмы)
действий, систем ценностей и отношений, которые затем выявляются в компетентностях человека...» [7, с. 41].
Таким образом, отметим, что в психолого-педаго-гической литературе компетентность чаще используется для обозначения определенных качеств (компетенций), степени овладения ими. Компетенция включает совокупность взаимосвязанных качеств личности (знаний, умений, навыков, способов деятельности) , необходимых для качественной деятельности будущего специалиста.
В рамках профессионального образования Э.Ф. Зе-ер считает, что компетентность личности определяют его знания, умения и опыт [8]. А.К. Маркова выделяет четыре вида профессиональной компетентности: специальную, социальную, личностную и индивидуальную. В качестве одной из важнейших составляющих профессиональной компетентности А.К. Маркова называет способность самостоятельно приобретать новые знания и умения, а также использовать их в практической деятельности.
Э.Ф. Зеер, О.Н. Шахматова под профессиональной компетенцией понимают совокупность профессиональных знаний и умений, а также способы выполнения профессиональной деятельности. Э.Ф. Зеер, О.Н. Шахматова и В.М. Шепель считают, что профессиональная компетентность — одна из составляющих профессионализма, в структуре которого выделяются: профессиональная востребованность, профессиональная пригодность, профессиональная удовлетворенность, профессиональный успех.
Проанализировав разные интерпретации понятий «компетенция», «компетентность» заметим, что последнее значительно шире понятий знания, умения, навыки, так как включает направленность личности (мотивацию, ценностные ориентации и т.п.), ее способности и готовность преодолевать стереотипы, решать проблемы, проявлять инициативу, гибкость мышления, самостоятельность, целеустремленность, волевые качества. Под компетентностью следует также понимать владение, обладание человеком соответствующей компетенцией, включающее его личностное отношение к ней и к предмету деятельности. Компетенция же предполагает некоторое требование, предъявляемое к образовательной (включая профессиональную) подготовке обучаемого, а компетентность есть уже состоявшееся личностное качество.
Профессиональная компетентность инженера представляет собой многофакторное явление, включающее систему теоретических знаний и методов их применения в конкретных ситуациях, ценностные ориентации инженера, а также интегративные показатели его культуры (речь, стиль общения, отношение к себе и своей деятельности, к смежным областям знания и др.). Она формируется уже на стадии профессиональной подготовки специалиста.
Профессиональная компетентность будущего инженера предполагает готовность решать специфические для данной профессии задачи, выполнять определенные действия для их решения, доведенные до уровня умений, основанных на системном и глубоком освоении знаний. Решение профессиональных задач основывается на знании и умении применять методы математического моделирования, включающие в себя анализ данных, построение и исследование математической модели, рефлексию.
Основными условиями развития профессиональной компетентности студентов являются:
1. Организационно-управленческие (учебный план, расписание (в т.ч. график выполнения типовых расчетов), составление расписания, выработка кри-
териев определения уровня компетентности, материально-техническое оснащение образовательного процесса).
2. Учебно-методические (генерализация материала, т.е. выделение стержневых линий курса; интеграция различных дисциплин).
3. Технологические (определение ключевых компетенций, контрольно-оценочные мероприятия, организация активных форм обучения, использование инновационных технологий).
4. Психолого-педагогические (осуществление диагностики развития студентов, система стимулирования мотивации учения, определение критериев компетентности, рефлексивно-оценочный этап каждого занятия).
Формирование профессиональной компетентности будущего инженера представляет собой сложную систему, включающую целый ряд составляющих: научно-исследовательскую; проектно-конструкторскую; организационно-управленческую; психологопедагогическую. Этот процесс реализуется через содержание образования, которое включает в себя не только перечень учебных предметов, но и профессиональные навыки и умения, которые формируются в процессе овладения предметом, а также по средствам активной позиции студента в социальной, политической и культурной жизни.
Для современного преподавании фундаментальных (базовых) учебных дисциплин в вузе характерно то, что целью изучения каждой дисциплины становится лишь сами научные знания, причем чаще всего на уровне запоминания, а не формирование у студентов потребностей и умений использовать в дальнейшем ее научное содержание для решения профессиональных проблем. В сущности, это ведет к тому, что каждая кафедра готовит «специалиста» по своей науке, а не профессионала, который умеет пользоваться средствами данной науки в своей учебе и работе.
Чтобы содействовать развитию компетенций, в обучении должны применяться самые разнообразные методики, причем внимание следует уделять межпредметным связям, знаниям, выходящим за рамки одного предмета, опоре на уже имеющиеся знания и опыт, на самостоятельную работу и личную ответственность студентов. Нет сомнений, что здесь нужны более глубокие, сущностные, педагогически обоснованные изменения, базирующиеся на принципиально новом подходе к построению, содержанию и роли учебных дисциплин в подготовке специалистов.
Это значит, что, используя средства дисциплины, в частности, математики, студент должен не только владеть математическим аппаратом и уметь самостоятельно расширять свои математические знания, но и иметь навыки математического исследования прикладных задач и умения моделировать реальные профессиональные задачи, осуществлять поиск их оптимального решения, анализировать и оценивать полученные результаты, использовать различные приемы обработки экспериментальных данных.
В связи с этим мы считаем, что организация учебного процесса при изучении математики или других базовых дисциплин будет наиболее эффективной, если она предусматривает формирование профессиональной компетентности студентов, состоящей в овладении совокупностью профессиональных знаний, умений, навыков, способностей, а также мотивационноценностного отношения к будущей профессиональной деятельности, проявление самостоятельности, творческой активности и рефлексии в оценке результатов своего труда обучения.
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №4 (99) 2011 ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ И ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ И ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №4 (99) 2011
Одной из составляющих формирования профессиональной компетентности будущего инженера при соответствующей реализации всего комплекса условий описанных выше может быть использование на занятиях по математике комплекса профильных задач, решаемых методами математического моделирования и направленных на достижение целей обучения и самосовершенствование профессиональных качеств.
С этой целью следует подобрать специальные задачи, в которых студенту — будущему инженеру — предлагается осмыслить и математически смоделировать физическую, техническую или какую-либо иную ситуацию. Сложность профильной задачи определяется пятью уровнями по сложности входящих в нее заданий:
— информативным, требующим от студента опознания, различения, соотнесения объектов, процессов, явлений;
— репродуктивным, которым характеризуется умение воспроизводить информацию;
— базовым, требующим от студента знания существенных сторон учебной информации, владения общими принципами поиска алгоритмов, выполнение действий и операций по алгоритму;
— повышенным уровнем сложности, требующим умения преобразовывать алгоритмы к условиям, отличающимся от стандартных, умение вести эвристический поиск;
— творческим, требующим критического оценивания учебной информации, умения решать нестандартные задания, владение элементами исследовательской деятельности.
Например, в ходе изучения темы «Условный экстремум. Метод множителей Лагранжа» студентам может быть предложена задача: разработать конструкцию вагонетки оптимальных размеров, предназначенной для перевозки сыпучих грузов по тоннелям с круглым сечением. Решение этой задачи студенты осуществляют с помощью метода математического моделирования, включающего четыре основных этапа:
1. Ориентирование (формулируется задача на основании какого-либо процесса или явления, анализируется её условие).
Конструктивными параметрами вагонетки являются длина, ширина и высота, а основной характеристикой — рабочий объем V. Ставим задачу: выбрать такие значения параметров, которые обеспечат максимум V при условии, что зазоры между стенками тоннеля и вагонеткой нигде не будут меньше заданного 5. Таким образом, задачу можно математически сформулировать так: найти длину сторон прямоугольника максимальной площади, вписанного в круг радиуса r.
2. Планирование (построение математической модели).
Условие задачи выполняется, если контуры вагонетки вписываются в круг радиуса r=R—5, где R — радиус тоннеля. При постоянной площади z поперечного сечения вагонетки ее объем пропорционален длине, поэтому длину можно выбирать из любых соображений, даже не связанных с рассматриваемой задачей. Следовательно, целевой функцией нужно считать z. Если x, у — координаты вершины A (рис. 1), то площадь поперечного сечения вагонетки z = 4xy, и r2 = x2 + у2. Применив метод множителей Лагранжа и составив функцию Лагранжа, получим: F(x, у, 1)= = 4xy +1 (r2—x2 — у2).
3. Исполнение (решение задачи с помощью математического аппарата).
Рис. 1. Модель конструкции вагонетки в тоннели с круглым сечением
Для нахождения х, у найдем частные производные функции Лагранжа и приравняем их к 0, получим:
4у + 2x1 = 0
4х + 2у1 = 0
2,2 2 п х + у - r = О
х = у = —7=, 1 = -2
V2 .
Таким образом, поперечное сечение вагонетки должно представлять собой квадрат со стороной
2г
а -—=.
42
4. Контроль и проверка результатов (анализ полученных в результате решения данных и уточнение математической модели или замена её другой).
Т ак как квадрат должен быть вписанным в окружность радиуса г, то его диагональ <1=2г. Проверим: известно, что диагональ квадрата равна ал[2 , в ходе ре-
- 2г л — -2г 2 = 2
1 -^2. Отсюда л -^2 = .
шения получено, что
Рассмотренная модель может учитывать и такие особенности проектируемой конструкции, как размеры ходовой части, что достигается, например, увеличением 5 или дополнительным ограничением величины У, и т. д.
При решении профильных задач студент должен использовать понятия и методы из различных учебных дисциплин, переносить технологии из освоенной области в новую сферу, строить модели и оценивать их адекватность. В этом случае имитируется профессиональная ситуация. Работа над такими задачами может осуществляться как в самостоятельном режиме, так и в групповом, с другими студентами, с привлечением научной литературы для обоснования своего выбора оптимального решения.
Таким образом, при разработке учебного комплекса по математике направленного на формирование профессиональной компетентности будущего инженера целесообразно использовать в качестве основного средства педагогического воздействия профильные задачи и с их помощью моделировать деятельность инженера. Это способствует развитию познавательной и творческой активности, самостоятельности, овладению механизмами самовоспитания, самообразования и саморазвития студентов, формирование профессиональной компетентности будущего специалиста.
Библиографический список
1. Ильязова, М. Д. Методика формирования профессиональной компетентности будущих специалистов как актуальная теоретическая и прикладная задача современных исследований / М. Д.Ильязова // Высшее образование сегодня. — 2008. —№7. — С.28-30.
2. Баликаева, М. Б. Развитие самообразования студентов вуза в условиях реализации компетентностного подхода : автореф. дис. ... канд. пед. наук / М. Б. Баликаева. — Омск, 2007. — 23 с.
3. Словарь русского языка: Ок. 53000 слов / С. И. Ожегов ; под общ. ред. проф. Л. И. Скворцова. — М., 2004. — 1200 с.
4. Шадриков, В. Д. Новая модель специалиста: инновационная подготовка и компетентностный подход / В. Д. Шадриков // Высшее образование сегодня. — 2004. — № 8. — С. 26 — 31.
5. Гончарова, Н. Л. Категория «компетентность» и «компетенция» в современной образовательной парадигме / Н. Л. Гончарова // Сборник научных трудов СевКавГТУ. Сер. «Гуманитарные науки». — 2007. — № 5. — С. 12 — 23.
6. Суббето, А. И. Онтология и эпистемология компетентно-стного подхода, классификация и квалиметрия компетенций / А. И. Суббето. — М. : Исследоват. центр проблем кач-ва под-ки спец-тов, 2006. — 72 с.
7. Зимняя, И. А. Ключевые компетенции — новая парадигма результата образования / И. А. Зимняя // Высшее образование сегодня. — 2003. — № 5. — С. 34 — 42.
8. Зеер, Э. Ф. Модернизация профессионального образования: компетентностный подход / Э. Ф. Зеер, А. М. Павлова,
Э. Э. Сыманюк. — М., 2005. — 216 с.
АКУЛИЧ Ольга Евгеньевна, кандидат педагогических наук, доцент кафедры высшей математики. МЕЛЕХИНА Лариса Григорьевна, ассистент кафедры высшей математики.
Адрес для переписки: е-таіі: akulich-olga@yandex.ru
Статья поступила в редакцию 22.11.2010 г.
© О. Е. Акулич, Л. Г. Мелехина
уДК 378 164 Л. Б. ГОРЕЛИК
Челябинская государственная агроинженерная академия
РАЗВИТИЕ КОММУНИКАТИВНОЙ КОМПЕТЕНЦИИ В БИЛИНГВАЛЬНОМ ОБУЧЕНИИ МАТЕМАТИКЕ________________________________
Статья посвящена проблемам билингвального образования. В ней отражен взгляд автора на классификацию трудностей французских математических текстов для русскоязычных студентов. Выделенное лингвистическое содержание в программе обучения математике на французском языке является инвариантным ядром, не зависящим от лексической наполненности конкретного математического текста и позволяет тем самым успешно развивать коммуникативную компетенцию на базе компетенций лингвистической, социолингвистической и прагматической.
Ключевые слова: билингвальное образование, коммуникативная, лингвистическая, социолингвистическая и прагматическая компетенции.
Определение коммуникативной компетенции впервые дал Д. Хаймз в 1972 году, дополнив понятие «лингвистическая компетенция», данное Н. Хомским в 1965 г. А в 1975 году van Ek, основываясь на спецификациях Совета Европы, дал описание компонентов коммуникативной компетенции.
Но, как утверждает Н. Л. Гончарова, иноязычная коммуникативная компетенция не является аналогом коммуникативной, «так как различны и способы усвоения родного и иностранного языков, и задействованные психологические механизмы» [1]. Иноязычная коммуникативная компетенция включает в себя несколько компонентов, которые представляют собой базовые иноязычные компетенции. Назовем некоторые из них, важные для целей раскрытия содержания настоящей статьи. Это, в первую очередь, лингвистическая. (языковая) компетенция, в которой выделяют лексический, грамматический, семантический и семиотический компоненты. Она является суммой формальных языковых знаний и навыков оперирования ими. Социолингвистическая, компетенция предусматривает соотнесенность высказывания с ситуацией общения. Наконец, прагматическая, компетенция, которая подразделяется на дискурсивную и функциональную. Дискурсивная компетенция состоит в умении составлять связные иноязычные высказывания,
во владении навыками порождения логичной, убедительной речи. Функциональная компетенция реализует коммуникативные намерения участника общения (получить информацию, выяснить точку зрения собеседника, и так далее).
Формирование иноязычной коммуникативной компетенции в билингвальном обучении математике должно проходить в неразрывной связи с развитием компетенции математической, которая относится к предметным, и является базовым компонентом профессиональной.
Компетентностный подход к изучению математики означает развитие способности студента применять математические знания в профессиональной деятельности и сводится к следующим задачам: овладение фундаментальными математическими знаниями и навыками их применения; приобретение навыка моделирования и исследования математических моделей; освоение математики и ее языка как части человеческой культуры [2].
Связь иноязычной коммуникативной компетенции и математической определяется ролью языка в математике. С наибольшей ясностью эта роль была сформулирована в результате сравнительного изучения рамочных образовательных программ, происходящего под эгидой Совета Европы в 2007 году [3]:
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №4 (99) 2011 ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ И ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
