CC BY
7
ПРОБЛЕМЫ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ
УДК 378.3
ДИДАКТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОРГАНИЗАЦИИ ИНТЕГРИРОВАННОГО КУРСА НА РАЗВИВАЮЩЕЙ ОСНОВЕ
© 2003 г. О.В. Шемет
Развивающее обучение предполагает переход на уровень теоретических понятий. Умение формировать теоретические понятия и оперировать ими как сложными категориальными системами выводит мышление студентов на уровень концептуального, разностороннего осмысления объекта и позволяет достаточно полно овладеть методами научно-теоретического исследования. Поэтому основная дидактическая задача интегрированного курса как системообразующего компонента интегрального образовательного пространства, состоит в том, чтобы данные эмпирического обобщения, полученные студентом на его первом этапе переработать в форму теоретического понятия, и тем самым всесторонне воспроизвести систему связей, порождающих данную конкретность, раскрыть ее сущность.
Новое построение программы потребовало введения иных методов работы, при которых возможно усвоение ее содержания. Основная особенность этих методов заключается в том, что преподаватель учит студентов производить такое действие с материалом, такие его изменения, посредством которых студенты сами открывают изучаемые свойства. Задача преподавателя интегрированного курса как раз и состоит в том, чтобы найти, описать и дать студентам эти действия.
На примере интегрированного курса «Современные проблемы электроаппаратостроения в контексте культуры инженерной деятельности» (для специальности «Электрические аппараты») рассмотрим процесс формирования теоретических понятий, приводящий к качественному изменению сознания студента. Данный интегрированный курс, построенный на основе принципов теоретического обобщения, соответствует научному изложению исследованного, фактического материала. Но усвоение его содержания осуществляется студентами путем самостоятельной учебной деятельности, в ходе которой наиболее развернуто реализуются такие способы формирования теоретических понятий, как 1) интеграция сознанием студента разнопредметного содержания, 2) интеграция различ-
ных видов деятельности (вербальной, мыслительной, практической и т. д.), 3) интеграция учебного содержания и личностного опыта студента. Данные способы формирования теоретических понятий имеют своей основой поисково-исследовательскую деятельность, базирующуюся на принципах теоретического обобщения.
Содержание интегрированного курса структурно подразделяется на ряд тем, представляющих собой теоретические модели (идеальные объекты) научно-значимых явлений, актуальных проблем электроаппа-ратостроения и т.д. Обучение в интегрированном курсе организуется по правилам научно-теоретического исследования: студенты, при поддержке преподавателя, мысленно экспериментируют с идеальным объектом, получая, таким образом, знания о соответствующей форме инженерно-технической реальности, которые одновременно являются материалом для организации их сознания в пространстве изучаемого ими явления.
В рамках конкретной темы на основе общности предмета исследования путем интеграции разнонауч-ных знаний создаются особые абстракции, которые являются логическими реконструкциями действительности, что, собственно, и позволяет говорить о ней (теме) в целом как о теоретической модели, или об идеальном объекте. «Теоретическая модель представляет собой категориальную схему, органично слаженный понятийный конструкт» [2]. В интегрированном курсе студенты оперируют теоретическими моделями, идеальными объектами, получая таким образом, условно новые знания дополнительно к тем, которые преподаются им по предметам. Возможности для мысленного экспериментирования с теоретической моделью в рамках определенной темы интегрированного курса обеспечиваются теми обстоятельствами, что в ней целостно представлен исследуемый предмет, и ее внутренняя структура дифференцированно определена множеством относительно самостоятельных научных понятий.
Погружение объективного научного понятия в сознание студента и последующее решение учебной задачи переводят объективное понятие в субъективный план, дидактически обеспечивают формирование теоретического понятия как когнитивного психического новообразования. «Всякое понятие как психологическое образование, - говорит А.Н. Леонтьев, - есть продукт деятельности... Можно организовать, можно построить адекватную понятию деятельность учащегося, поставивши его в соответствующее отношение к действительности.» [3]. Итак, чтобы сформировать у студента теоретическое понятие, нужно построить у него адекватную учебную деятельность, основанную на мысленном экспериментировании с идеальным объектом, воспроизводящую и конкретизирующую исходное всеобщее отношение изучаемого объекта. В ходе этой деятельности происходит переработка данных восприятия и представления в понятие, в его форму. Если же своеобразный способ деятельности, соответствующий теоретическому понятию, у студента не сформирован, то и переработка чувственных данных осуществляется не в форме понятия, а в форме общих представлений, фиксируемых словом. В этом случае как раз и наблюдается переход от образов восприятия к словесно фиксируемому общему признаку, т. е. к понятию в его эмпирическом значении.
Поэтому содержанием учебной деятельности в интегрированном курсе является теоретическое знание, овладение которым посредством этой деятельности развивает у студентов основы теоретического сознания и мышления, а также творчески-личностный уровень осуществления практических видов деятельности.
На формирование и развитие полноценной учебной деятельности у студентов направлена предлагаемая нами дидактическая модель (рисунок), наглядно иллюстрирующая логику образовательного процесса в рамках каждой темы интегрированного курса. Она позволяет понимать интегрированный курс как саморазвивающуюся систему, обеспечивающую рост знания (развитие сознания студента), в ситуации, когда новая информация извне не поступает.
Покажем действие предлагаемой модели на примере одной из тем интегрированного курса, имеющей название «Разработка уточненных методик оптимального проектирования электромагнитов переменного тока». Рассматриваемую тему можно определить как учебную задачу, в процессе решения которой студенты, при определенной поддержке преподавателя, открывают новые знания, которые структурируются в сознании в форме теоретического понятия электромагнита переменного тока.
В пределах изучаемой темы такой объект инженерной реальности как электромагнит переменного
тока рассматривается с позиций разных наук. Психическим материалом формирования когнитивного теоретического понятия электромагнита переменного тока являются здесь системные знания разных инженерно-технических наук. Формирование теоретического понятия у студента осуществляется по ходу решения им учебной задачи. В собственно дидактическом плане каждая тема интегрированного курса есть не что иное, как учебная задача. В качестве основного средства ее решения студенты актуализируют в своем сознании созданную преподавателем на лекции теоретическую модель электромагнита переменного тока (условно назовем ее М1), с которой они последовательно, в ходе подготовки и проведения НИРС, семинаров и деловых игр, экспериментируют. Таким образом, деятельность студентов, направленная на решение учебной задачи, максимально приближена к теоретическому исследованию. При этом каждая тема интегрированного курса, как учебная задача, воссоздает не только результаты научных исследований, но и методологически организованные интеллектуальные процессы, которые к ним приводят.
Содержание темы развертывается на проблемной основе в форме лекционного общения преподавателя и студента, моделирующего условия взаимодействия специалистов в процессе постановки и решения данной теоретической проблемы. Это форма проблемной лекции, на которой процесс познания студента строится по типу теоретического исследования и, следовательно, приближается к поисковой, исследовательской деятельности.
На лекции субъектом интеграции является преподаватель. Ставя учебную задачу в рамках данной темы как некоторую, требующую разрешения проблему, он определяет объект исследования. Объект исследования, - в нашем случае электромагнит переменного тока, представляется им как некоторая теоретическая модель, идеальный объект. Далее, в процессе теоретического исследования выделяются существенные факторы, которые его составляют и без которых он в принципе существовать не может. Поэтому главной дидактической задачей, решаемой преподавателем на лекции, является создание теоретической модели объекта исследования (М1) и ее актуализация в сознании студента.
Для решения этой задачи преподаватель работает с содержанием по данной теме: обращается к определенной области научного знания, анализирует материал, отбирает те знания, которые могут быть использованы для решения поставленной им учебной задачи. Таким образом, для создания теоретической модели привлекаются системные знания из разных технических наук (01, 02 ... ОКТ), в которых изучается такое явление инженерной действительности, как электромагнит переменного тока.
Когнитивное теоретическое понятие --
Условно
Условно А
новое новое ^ знание 1 М1 * М2
знание 2 ▼ М3
Ш
Условно новое знание 2
Интеграция теории и практики
Применение активных методов обучения
Условно А
новое знание 1 М1 ► М2
▼
Условно новое знание 1 11-
П
Д1, LI
п
Д2, L2
п
Д№ LN
Перекодировка М1 на языки L1, L2 ..LN
_ Задача 1
_ Задача 2
_ Задача N
Решение межпредметных задач, побуждающих к интеграции знаний
11- -
Последовательный перевод теоретической модели М1 на языки других дисциплин
11- -
Актуализация в сознании студента теоретической модели объекта исследования (М1)
М1
ЗЕ
ЕДИНОЕ ПРОБЛЕМНОЕ ПОЛЕ
Научная реконструкция объекта исследования
ч Тема 1 Тема 2
Д1 Д2
Тема N
ДN
Ж
Объект исследования
Ж
Проблема
(Тема исследования)
Интеграция различных видов деятельности
Интеграция
учебного содержания и личностного опыта студента
Интеграция разнопредметного содержания
н
X
«
4 ^
W
5 S
S
«
а
U
V
н X X
н *
ш А
ю
^
U
Создание теоретической модели
Интеграция разнонаучного содержания
Постановка проблемы
л
п «
н «
а
«
4 о
а
«
а а
s х
s
«
а
U
V
н X
5
н *
ш А
ю
^
U
Дидактическая модель организации темы в интегрированном курсе
Интегрируя на лекции содержание выбранных дисциплин, преподаватель тем самым создает общее проблемное поле, на базе которого воспроизводится теоретическая модель М1 электромагнита переменного тока. Такого рода теоретическая модель представляет собой довольно гибкую категориальную конструкцию, которая может быть легко изменена «ввиду своей дискретной организации в виде пирамиды поня-тий»[2].
Интеграция разнонаучных знаний в едином проблемном поле темы создает такую дидактическую ситуацию, когда информация об электромагните переменного тока (как объекте изучения и исследования) представлена на разных научных языках. Созданная преподавателем теоретическая модель М1 сама представляет собой знаковую систему и, следовательно, обладает некоторым языком Ь, принципиально отличающимся от языков интегрируемых дисциплин. Наличие единого проблемного поля создает условия для перевода теоретической модели М1 на языки этих дисциплин. Данный «условно-адекватный перевод» (Данилюк) осуществляет сам студент, и поэтому с этого момента в интегрированном курсе именно он становится субъектом интеграции.
Метод работы студента с теоретической моделью М1, направленный на развитие его сознания, представляет собой систему последовательно осуществляемых переводов информации с языка Ь теоретической модели М1 на языки учебных дисциплин и обратно. Для осуществления такого рода переводов основная задача «Разработка уточненных методик оптимального проектирования электромагнитов переменного тока», поставленная преподавателем на лекции и являющаяся темой исследования, разбивается на ряд вспомогательных задач (Задача], Задача2,..., ЗадачаЩ, последовательное решение которых определяет решение основной.
В процессе решения этих задач происходит перекодирование информации с языка Ь теоретической модели М1 на языки Ь1, Ь2, ... ЬК соответственно дисциплин 01, 02, ..., ОК, в результате чего создаются условия для того, чтобы студент мог проявлять творческую самостоятельность и преобразовывать исходную информацию (М1) в некоторые новые сообщения. Каждый условно адекватный перевод, имеющий место при решении этих задач, приводит к появлению в сознании студента условно-нового знания по отношению к теоретической модели (М1). Новыми эти знания являются потому, что ранее они не преподавались в явном виде, а были открыты студентом самостоятельно.
Эти условно-новые знания, являющиеся результатом последовательного и целенаправленного проведения условно-адекватных переводов, и представляют
собой форму развития, осмысления знания сознанием. Количественный рост условно-новых знаний, их структурирование в некоторую систему по отношению к объекту исследования (условно-новое знание 1) приводит к качественным изменениям сознания.
Структура модели электромагнита переменного тока М1 усложняется за счет включения в нее системы условно-нового знания 1. Знание начинает развиваться в сознании. Модель М1 как бы прирастает, расширяет свое содержательное и языковое пространство. Таким образом, теоретическая модель электромагнита переменного тока М1, созданная преподавателем на лекции, в результате вышеуказанных учебных действий преобразуется в сознании студента в некоторую модель М2.
После теоретического изучения объекта исследования студенты приступают практической работе, где полученные ранее знания более полно воплощаются в последовательности форм их целесообразной практической деятельности. При этом учебная информация по существу остается та же, но принципиально меняется способ ее учебного представления, следовательно, и характер ее восприятия студентом. «Теоретическое знание перекодируется языком практики, последовательность слов превращается в последовательность действий, а целостное восприятие изучаемого явления придает этим действиям определенность, осмысленность, завершенность» [2].
Наличие в сознании студента некоторого знания об электромагните переменного тока в виде модели М2, с которым он в дальнейшем предметно работает, является отправной точкой интеграции теории и практики. В ходе проведения интеграции теории и практики осуществляется перевод теоретической модели М2 с языка теории на язык практики, в результате принципиально меняется способ представления знания в сознании. Оно вновь дополняется условно-новыми знаниями (условно-новые знания 2), дифференцируется, интегрируется. Знание в сознании осознается, развивается, продуцирует новое знание. Теоретическая модель М2 расширяется и трансформируется за счет приращения условно-новых знаний 2 в модель М3, обладающей более развитым языковым пространством по сравнению с моделью М2.
Результатом дидактически организованного процесса работы с теоретической моделью является профессиональное теоретическое понятие об электромагните переменного тока как определенном объекте научной реальности. Данное профессиональное теоретическое понятие представляет собой ментальное образование, в котором осуществляется взаимоопределенный процесс достраивания сознания и научного события. Так, например, при помощи теоретического понятия «электромагнит переменного тока» в созна-
нии студента в целостности воспроизводится конкретное научное событие, некоторая относительно завершенная область инженерной реальности - электромагнит переменного тока.
Понятие «электромагнит переменного тока» выступает здесь как такая форма мыслительной деятельности, посредством которой воспроизводится идеализированный объект и система его связей, отражающих в своем единстве всеобщность, сущность материального объекта. «Понятие одновременно выступает и как форма отражения материального объекта, и как средство его мысленного воспроизведения, построения, то есть как особое мыслительное действие. Первый момент позволяет человеку осознавать в процессе мышления независимое от него существование объекта, который дан как предпосылка деятельности. . И вместе с тем иметь понятие о данном объекте - это значит мысленно воспроизводить, строить его. Такое действие построения и преобразования мысленного предмета является актом его понимания и объяснения, раскрытия его сущности» [1]. Таким образом, теоретическое понятие представляет собой способ мысленного воссоздания объекта как целостной системы. В результате объект исследования воспринимается студентом как некоторый целостный образ в системе его многосторонних отношений в контексте его собственного поведения.
Понятие электромагнита переменного тока меняет отношение к знаниям, полученным ранее - они, как это происходит в процессе научного исследования, становятся средствами получения нового знания. Таким образом, «будучи высшей формой языковой дифференциации, понятие инициирует интеграционный
процесс, оно собирает разнопредметные знания в свете нового их понимания» [2]. Используя интегра-тивно-педагогическую терминологию, можно сказать, что в ходе их формирования осуществляется подлинная интеграция, ибо здесь мы имеем дело не с накладыванием знаний друг на друга, не с их простым наращиванием, а с их трансформацией и появлением на этой основе психологических новообразований в человеке.
Вышесказанное позволяет сделать вывод, что интегральное образовательное пространство, системообразующим компонентом которого является интегрированный курс, обладает максимально полными развивающими возможностями. Оно технологически обеспечивает формирование научно-теоретических понятий, через овладение которыми осуществляется личностно профессиональное развитие будущих инженеров.
Литература
1. Давыдов В.В. Виды обобщения в обучении: Логико-
психологические проблемы построения учебных предметов. М., 2000.
2. Данилюк А.Я. Теория интеграции образования. Ростов
н/Д, 2000.
3. Леонтьев А.Н. Овладение учащимися научными понятиями как проблема педагогической психологии: Обра-бот. стенограмма докл. на Пленуме ХНДИПа 17/III -35 (рукопись).
23 июня 2003 г.
Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса
УДК 378.14
РОЛЬ КУРСА «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ» В ФУНДАМЕНТАЛИЗАЦИИ ВЫСШЕГО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
© 2003 г. В.Н. Лозовский, С.В. Лозовский, И.С. Шошиашвили
Фундаментализация высшего технического образования - это системное и всеохватывающее обогащение учебного процесса фундаментальными знаниями и методами творческого мышления, выработанными фундаментальными науками [1, 2].
Особенно актуальной проблема фундаментали-зации образования стала в настоящее время в связи с требованиями новой образовательной парадигмы. Новая образовательная парадигма предусматривает, наряду с подготовкой в вузах высококвалифицированного профессионала, формирование широко-образо-ванной творческой личности, способной оперативно осваивать практически значимые достиже-
ния современной науки, что дает возможность инженеру активно участвовать в научно-техническом прогрессе. Однако указанных способностей без знания фундаментальных основ современного производства специалист приобрести не может. Фундаментальные основы специальности согласно ГОСу содержатся в дисциплинах естественнонаучного, общепрофессионального и специального блоков учебного плана. Но студенту самостоятельно трудно выявить и обобщить в своем сознании фундаментальные основы своей будущей профессии из множества разнородных дисциплин. В Южно-Российском государственном техническом университете (Ново-
черкасском политехническом институте) для этой цели введены специальные интегрирующие учебные курсы. Одним из них является курс «Концепции современного естествознания» (КСЕ). Он обобщает фундаментальное содержание блока «Общематематические и естественнонаучные дисциплины» и законы природы, на которых базируется вся техника, все направление производства. Кроме того, курс КСЕ знакомит студента с основными методами творческого системного мышления, выработанными человечеством за многие столетия. Курс учит отличать науку от псевдоучений, рациональные проекты и изобретения от нереальных.
Для студентов, обучающихся по экономическим и социогуманитарным направлениям, курс КСЕ читается уже более пяти лет [2, 3]. В учебных планах технических направлений этот курс отсутствует. В ЮРГТУ (НПИ) он читается в порядке эксперимента с 2001 -2002 учебного года. В этом эксперименте использованы два подхода к анализу эффективности рассматриваемого курса в подготовке широкообразованного инженера. Первый, сводившийся к качественным оценкам, был осуществлен в 11 группах II, III и IV курсов трех учебных институтов (факультетов) ЮРГТУ (НПИ). Второй был связан с экспериментом, позволяющим получить некоторые количественные результаты. Он затронул студентов 12 групп II и III курсов трех институтов, а также вечерней и заочной форм обучения. Объем часов, отводимых на курс КСЕ, варьировался от 17 до 51. Различалась и расча-совка курса (17 часов лекций; 17 часов лекций и 17 -семинарских занятий; 34 часа лекций и 17 - семинарских занятий). В некоторых группах было предусмотрено составление студентами рефератов по программе курса. Итоговый контроль - зачет или экзамен. Таким образом, проведенные эксперименты имели достаточно широкую базу.
Качественный анализ показал, что начальная мотивация студентов к изучению курса КСЕ варьируется в широких пределах и коррелирует с общей «образованностью» студента, отражаемой его академической успеваемостью в школе и вузе (оценками в аттестате и зачетной книжке). Более подготовленные студенты активнее стремятся узнать еще больше, склонны к обобщениям и дальнейшему развитию своего мышления. Цель курса КСЕ - развитие творческого и системного мышления - представляется им профессионально важной. Такие студенты достаточно быстро осознают конструктивность концептуального подхода и в определенной степени усваивают его.
Напротив, студенты со слабой исходной подготовкой нуждаются в дополнительных разъяснениях важности курса КСЕ для их специальности (с использованием профессионально значимых примеров), что зачастую приходится повторять в различных вариациях на протяжении всего курса. При этом общий уровень преподнесения некоторых разделов курса снижается, уменьшается и объем принципиально значимого материала, который удается изложить в отведенное время.
Установлено также, что оптимальный объем курса - 51 час при 17 часах семинарских занятий. Курс в 34 часа приемлем лишь при условии введения обязательных рефератов или самостоятельных работ. Курс в 17 часов не эффективен, он не обеспечивает решения поставленной задачи. Для более полной и эффективной интеграции фундаментальных основ дисциплин естественнонаучного блока курс КСЕ следует читать в 5-м или 6-м семестрах.
В процессе изучения курса у студента возникает понимание общности фундаментальных основ многих общепрофессиональных и специальных дисциплин учебного плана и их связи с современным естествознанием; более глубокое осознание ответственной роли инженера как творца искусственной природы на новом (рукотворном) этапе ее эволюции и его ответственности за сохранение естественной природы. Возникает понимание того факта, что творческая (изобретательская и проектная) деятельность возможна лишь в рамках законов фундаментальных наук.
В процессе преподавания курса выявляются студенты, подверженные влиянию различных псевдонаук и околонаучных мифов. Курс КСЕ эффективно снижает это влияние, приучает критически относиться к носителям подобных учений. Анонимные опросы показали, что большая часть студентов осознает полезность курса КСЕ для их профессиональной подготовки.
Для проведения количественной оценки эффективности курса КСЕ была разработана и использована в 11 группах различных специальностей методика, основанная на экспресс-контроле определенных знаний студента «на входе» и «на выходе», т. е. до и после завершения чтения курса. Студентам были предложены анкеты; каждая содержала 80 вопросов, охватывающих знания по физике, химии, астрономии, биологии, технике. Количество вопросов и их уровень были подобраны так, чтобы даже студент, обладающий высокими остаточными знаниями, не мог за отведенное время (~ 45 с на вопрос) ответить на все вопросы (как до прохождения курса КСЕ, так и после). Наращивание знаний в результате изучения курса КСЕ не должно было приводить искомые зависимости в область «насыщения» (т.е. к 100 % - знаниям). Например, вопрос «Перечислите наиболее важные элементы компьютера» оказался настолько легким, что почти 100 % студентов ответили на него правильно уже «на входе», т.е. до изучения КСЕ. Такие вопросы бесполезны для эксперимента, так как снижают «чувствительность» статистической оценки влияния обучения на результат. В анкете фиксировались также оценки из аттестата и зачетной книжки студента.
Студент должен был отразить значками «+» или «-» собственное мнение о своей способности ответить на поставленные вопросы. Далее требовалось кратко изложить суть ответов на вопросы, отмеченные знаком «+». Тем самым студент мог либо подтвердить знание вопроса, который он отметил знаком «+», либо оставить без подтверждения.
При ответе на некоторые вопросы было необходимо проявить способность интегрировать знания, полученные на прежних этапах обучения (в школе и в вузе). Такие вопросы названы общими и далее обозначаются буквой «О». Вопросы, относящиеся к физике и химии, биологии, астрономии (и родственным сферам), а также к технике обозначены «Ф», «Б», «А», «Т», соответственно.
Примеры общих вопросов («О»): «Что такое научная концепция?», «Чем вызвана интеграция науки в XX веке?», «Какое мышление является системным?», «Какие науки связаны с изучением различных материальных структур?», «Что такое материя?» и т.д.
К вопросам по физике и химии («Ф») отнесены следующие: «Перечислите материальные структуры, которые Вы знаете», «Какие типы взаимодействия в природе относятся к фундаментальным?», «Назовите постулаты специальной теории относительности», «Обрисуйте связи между микро-, макро- и мегамирами», «По каким признакам материя разделяется на две формы: вещество и поле?» «В чем проявляется корпуску-лярно-волновой дуализм в природе?», «Чем отличается термодинамический метод описания макросистем от метода статистической физики?», «Чем объясняется периодичность химических свойств элементов?» и т.д.
Астрономию и смежные науки представляют вопросы («А»): «Что лежит в основе единства и целостности Вселенной?», «В результате каких процессов возникли галактики и звезды?», «Какие небесные тела входят в состав Солнечной системы?», «Какие процессы служат источником солнечной энергии?», «Опишите основные особенности Земли как планеты», «На какие слои делится атмосфера Земли; роль этих слоев в жизни и деятельности человека?», «Как возникают и что представляют собой черные дыры?», «Как, когда и где возникли элементы тяжелее гелия и тяжелее железа?» и т.д.
К биологии отнесены следующие вопросы («Б»): «Что такое жизнь?», «Что такое биосфера?» «Опишите суть современной теории эволюции», «Какие процессы лежат в основе зарождения жизни на Земле с точки зрения современных представлений?», «Опишите роль обратных связей в функционировании живого организма», «Что такое нейрон?» и т.д.
Наконец, к вопросам техники («Т») отнесены: «Какие из фундаментальных сил находят непосредственное применение в различных областях техники?» «Что такое самоорганизация и самоуправление сложной системы?», «Какова связь моделирования с творчеством инженера?», «Перечислите наиболее важные элементы компьютера», «Что такое компьютерный (вычислительный) эксперимент?», «Какие основные направления практической деятельности Вы знаете?» и т. д.
Методику обработки полученных результатов подробно поясним только на примере вопросов общего плана. Обозначим число таких вопросов Ы0. Число ответов 1-го студента на эти вопросы на стадии самооценки (т.е. помеченные им знаком «+») обозначим
N0. Число ответов, признанных преподавателем
правильными (по кратким текстовым подтверждениям в анкете), обозначим N0+. Далее вводится относительная доля правильных ответов по самооценке г-го
студента а c
= N+t/Nc
и по оценке преподавателя
а0+ = N0+1 N0 и находятся соответствующие показатели для данного контингента студентов (отдельной группы, лекционного потока, курса в целом или всех опрошенных студентов):
а c =
i =i
а c =
i=i
к Nc
(1)
К П — п Г)
0 к N 0 к
к П0 к 1\ 0
где к - число опрошенных студентов.
Аналогичным образом обрабатываются результаты опроса студентов и по остальным направлениям знаний:
i=i_
к^
к
2 Лф -1=1 ' kNr
2 NA
ад =
i=1
2 N+
i=1
2 N+
i=1
kN А
Oi
к
2N
. i=1
Ai
Ф
kN,
, аБ =-
А
к N,
2 N++
к N
,(2)
Т
к
2N
i=1
Ti
к N
-■(3)
T
По формулам (1)-(3) произведена компьютерная обработка полученных результатов, что представлено на рис. 1 - 4 точками. Соединяющие их линии служат лишь для выделения точек каждой группы и никакой функциональной зависимости не выражают.
На рис. 1 приведены сводные данные по всему массиву опрошенных студентов, независимо от специальности и курса.
а 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0
а +
-.- а2+
- а1++
00
+ а2++
О Ф А Б Т
Рис. 1. Общие усредненные показатели относительных знаний студентов при входном (1 и I) и выходном (2 и II) контроле по самооценке студента (1 и 2) и по оценке преподавателя (I и II) в различных направлениях знаний (О, Ф, А, Б, Т)
Видно, что после изучения курса КСЕ базовые знания в области естественных наук («Ф», «А», «Б») существенно повышаются; усиливаются знания студентов, отражающие вклад КСЕ в интеграцию естественнонаучной и других составляющих высшего технического образования («О» и «Т»).
Замечено также, что самооценка своих знаний студентами (рис. 1, кривые 1 и 2) существенно превышает фактические знания (рис. 1, кривые I и II). Представим относительную «переоценку» собственных знаний (в) соотношениями:
а+ =
а+ =
«на входе»
«на выходе»
(ßl )ср =
kl -ki
"кТ
, Ч (а+) -(а++)
fei=i%Vii!
■ = 1,77:
= 0,81.
(4)
(5)
Сравнение
(ß 2 )Ср < (ßi )Ср:
(ß i),
(ß 2 ),
/ср
(ß 2 )с
показывает, что
ср
(ßl )с
= 0,46 < 1. Иными словами,
после изучения КСЕ студент начинает критично оценивать свои знания общенаучного характера. Этот же вывод справедлив и для (в1 )ср, (в'2 )ср , где штрих
означает, что величина в относится к отдельным направлениям знаний (рис. 2).
Из данных, приведенных на рис. 1, можно оценить приращение знаний в различных направлениях после изучения курса КСЕ. На рис. 2 указанное приращение выражено величиной
(а++)
И
Наибольшее приращение относится к общим вопросам (общая эрудиция), что и соответствует задаче курса КСЕ, а наименьшая - к прикладным (что будет восполнено в дальнейшем общепрофессиональными и специальными дисциплинами).
Y :
ср
(6)
ß 3.5 з.о 2.5 2.0 1,5 1,0 0.5 0.0
\
\ " - -4 Л
А.
^1ср
^2ср
Y
2.0
1.0
О
Ф
А
Б
Т
Рис. 2. Изменение превышения самооценки над фактическими знаниями в различных направлениях после изучения курса КСЕ, в' ср - «переоценка» при входном контроле (4); в'2ср -
после изучения курса (5). Пунктирная кривая у (6) отражает относительные приращения знаний по различным направлениям после изучения курса КСЕ
Как и следовало ожидать, чем более высок начальный уровень знаний (а++) у студентов данной группы, тем большим оказывается и уровень знаний у этих же студентов после изучения КСЕ. Соответствующая связь (коэффициент корреляции равен 0,684) демонстрируется данными, представленными на рис. 3. Очевидно, что указанная корреляционная зависимость не может перерасти в строгую функциональную, т.к. на приращение знаний в процессе обучения влияют объем учебных часов, наличие практических занятий, трудовая дисциплина, мотивация студентов рассматриваемой группы и т. д. Но факт корреляции между
величинами а++ и а++
отчетливо.
++\
выражен на рис. 3 достаточно
(а2
)ср 055 0,5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0,2 0.15 0,1 ■ 0.05
о
0.0» 0.05 0.075 0.1 0.125 0.15 0.175 (ai )ср
Рис. 3. Корреляция между начальным уровнем остаточных
знаний студентов
(«Г)ср
курса
и уровнем их знаний после изучения
КСЕ («++)ср
Сравним теперь показатели, полученные при чтении КСЕ на 2-м и 3-м курсах (рис. 4).
Видно, что приращение знаний в результате изучения курса КСЕ у студентов третьего курса значительно выше, чем у второкурсников, хотя исходные остаточные знания различаются у тех же групп студентов не столь резко. Качественные исследования, описанные в начале статьи, находятся в полном согласии с количественными.
а 0,4 0,3 0,2 0,1 о
III
и
•- . ™
//
Ч(П)
"«2УП
-"-KW/) .а2(Л7)
О
Ф
А
Рис. 4. Уровни остаточных знаний на входном контроле
), а++7) и выходном контроле а++7), ащц) для студентов 2-го (II) и 3-го (III) курсов соответственно
Проведенные исследования характеризуют эффективность курса КСЕ как источника тех знаний в области фундаментальных основ техники, которые необходимы для широкообразованного специалиста. Исследование влияния курса КСЕ на развитие творческого системного мышления требует иной методики. Такие исследования - следующий этап настоящей работы.
Литература
1. Шукшунов В.Е., Взятышев В.Ф., Романкова Л.И. Инновационное образование: идеи, принципы, модели. М., 1996.
2. Лозовский В.Н., Шукшунов В.Е., Сысоев Н.И. Фундамен-тализация высшего технического образования (прикладные аспекты). Новочеркасск, 2002.
3. Суханов А.Д., Голубева О.Н. Концепции современного естествознания. Учебник для гуманитраных направлений высшего образования. М., 2000.
Южно-Российский государственный технический университет (НПИ)
4 сентября 2003 г.
и
Б
Т
