CC BY
15Т.А. Посягина, В.Э. Штейнберг
ФОРМИРОВАНИЕ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМНЫХ НАВЫКОВ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА
Ключевые слова: познавательная деятельность, системные навыки, когнитивные карты, многомерно-деятельностный подход.
Keywords: informative activity, system skills, cognitivity cards, multidimensional activity the approach.
Аннотация: рассматривается метод совершенствования преподавания специальных дисциплин в техническом вузе на основе многомерно-деятельностного подхода и когнитивных карт.
Аbstract: the method of perfection of teaching of special disciplines in a technical college on a basis multidimensional activity the approach and cognitivity cards is considered.
Вследствие кризисного состояния современного высшего профессионального образования существенно понизился уровень интеллектуального потенциала молодёжи России. Сближение с западным образованием привело к реформе прежней системы и, в связи с этим, одним из путей повышения качества высшего профессионального образования, согласования его с новой двухуровневой образовательной системой, внедряемой в России, является использование инновационных технологий.
Высшее профессиональное образование должно производить, наряду с научными разработками, два основных инновационных продукта - комплект современных научных знаний в виде соответствующих учебных дисциплин и выпускаемого вузом образованного
специалиста (инженера, магистра и бакалавра). Первый из них, включающий лекции, лабораторные, практические работы и т.д., должен быть не только логичным, дидактически обоснованным, использующим передовые образовательные технологии, легко усваиваемым студентами, но и содержать всю современную научную информацию по соответствующей дисциплине для реализации новых стандартов профессионального образования.
Так как содержание и номенклатура учебного материала постоянно обновляются, и в рамках отведённых на учебную дисциплину часов изложить материал эмпирического характера затруднительно, то большое значение приобретает теоретическая, фундаментальная компонента изучаемых дисциплин, в том числе технических. Освоив ее, специалист будет лабилен и адаптирован к постоянно меняющейся ситуации в современной рыночной экономике. Однако современная практика преподавания технических учебных курсов характеризуется низкой дидактической технологичностью, результаты обучения слабо связаны со способом организации деятельности по усвоению знаний и формируемым ею мышлением студента. Анализ качества подготовки специалистов технического профиля, выполненный с целью выявления уровня сформированных учебных умений и навыков студентов, свидетельствует о недостаточном их развитии. Недостаточно сформированы инструментальные умения делать выводы и умозаключения, составлять таблицы, решать логические задачи.
В процессе обучения необходимо широко использовать методы дедукции и синтеза, учитывая, что производственное техническое знание стандартизированно и нормативно, структурированно и часто алгоритмитизированно, имеет большое количество эмпирических данных (графики, диаграммы, таблицы справочного характера, типовые технологические процессы обработки деталей). Изучение педагогической и философской литературы по данной проблеме свидетельствует, что предпосылки ее решения сформированы в исследованиях зарубежных и отечественных учёных. Изучение работ по методологии и истории развития физического материаловедения и технологического оборудования, теоретических основ профессиональной подготовки специалистов, работ по современной дидактике профессиональной школы, исследований по психологии, педагогике и методике высшей школы, а также работ по теории и практике педагогического проектирования показало, что исследования направлялись на повышение системности, фундаментальности и усиление прикладной значимости обучения техническим дисциплинам. О возросшем интересе к проблеме формирования системного мыш-
ления студентов свидетельствует тематика диссертационных работ последнего десятилетия, большая часть которых посвящена структурированию предметных знаний (А.Б. Мелихова, Н.О. Филатова, Е.Н. Овчинникова, С.М. Похлебаев, А.Н. Дробахина, Т.А. Матвеева,
О.И. Воинова, И.Р. Станкевич, Л.И. Васильев и др.). Однако попытка обращения к работам по методике преподавания сложнейшей базовой в профессиональном образовании дисциплины «Материаловедение», подлежащей изучению в 276 вузах и почти в 600 ссузах страны, выявило их полное отсутствие за последние годы. Недостаточная разработанность методики преподавания материаловедения и других дисциплин данной группы в техническом вузе позволяет сделать вывод о необходимости исследования и внедрения анали-тико-моделирующих средств с более совершенными дидактическими функциями, поддерживающими восприятие, осмысление, анализ, воспроизведение и применение знаний, координирующими сенсорику и интеллектику. Новые дидактические средства должны соединить статические свойства наглядности и динамические свойства ориентировочных основ действий, стать посредниками между изучаемыми объектами и мышлением студента.
Познавательная неопределенность создания требуемых дидактических средств характеризуется противоречием между потребностями педагогической практики профессионального образования в дидактических средствах с более совершенными презентационными и логическими функциями, с одной стороны, и дефицитом теоретических и экспериментальных исследований дидактических основ аналитико-моделирующих средств для формирования познавательных системных навыков студентов технического вуза заочной формы обучения, с другой стороны. Поиск дидактических средств и методов формирования познавательных системных навыков студентов технического вуза потребовал обоснования их концепции и соответствующих педагогических условий применения, проектирования и опытно-экспериментальной апробации в образовательном процессе изучения дисциплин технического цикла в вузе заочной формы обучения (на примере изучения материаловедения).
Концепция формирования познавательных системных навыков мыслительной деятельности студентов технического вуза на основе применения аналитико-моделирующих средств строится на следующих положениях:
- необходимости интеграции многомерно-деятельностного подхода и учения об ориентировочных основах действий;
- целесообразности применения мультикодового представления знаний для моделирования учебного материала;
- необходимости включения в педагогические условия системных наборов визуальных аналитико-моделирующих дидактических средств поддержки учебной деятельности субъектов образовательного процесса;
- желательности инициирования поисковой познавательной активности и самостоятельности студентов за счёт поддержки функций эмпирического и теоретического мышления.
В ходе выполненного исследования были решены следующие задачи:
- проанализировано состояние исследуемой проблемы в педагогической теории и практике, обоснован понятийный аппарат исследования;
- сформулирована концепция формирования познавательных системных навыков мыслительной деятельности студентов технического вуза при изучении дисциплин технического цикла на основе визуальных аналитико-моделирующих средств для заочной формы обучения (на примере материаловедения);
- теоретически обоснованы и экспериментально апробированы педагогические условия совершенствуемого познавательного процесса изучения дисциплин технического цикла в вузе заочной формы обучения;
- разработаны и апробированы соответствующие методические рекомендации по формированию познавательных системных навыков мыслительной деятельности студентов вуза для преподавателей дисциплин общепрофессионального цикла.
Теоретико-методологической основой решения перечисленных задач явились положения диалектико-материалистической теории познания и всеобщей связи явлений; целеполагания и научной идеализации; идеи системного подхода; теория деятельности и её роль в развитии личности (В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев и др.); развитие деятельностного подхода (В.А. Сластенин, Р.М. Асадуллин, Л.И. Васильев и др.); исследования поэтапного формирования умственных действий (Б.Г. Ананьев, П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина и др.), творческих аспектов деятельности (Д.Б. Богоявленская, В.И. Загвязинский и др.); теория и методика дидактической техно-логизации обучения (Г.К. Селевко, В.Э. Штейнберг и др.). Для решения поставленных задач и проверки гипотезы использовались взаимодополняющие методы исследования: монографический
(теоретический анализ философской, психолого-педагогической, научно-методической литературы); диагностический (анкетирование, тестирование, беседа, опрос, экспертная оценка); прогностический (самооценка, моделирование); экспериментальный (конста-
тирующий, формирующий, контрольный эксперименты); математическая статистика. Опытно-экспериментальная работа выполнялась непосредственно в образовательном процессе филиала Московского государственного университета технологий и управления в г. Мелеузе Республики Башкортостан.
По изучению состояния проблемы в педагогической теории и практике, ретроспективного анализа опыта преподавания общетехнических дисциплин была разработана концепция формирования познавательных системных навыков мыслительной деятельности студентов вуза при изучении дисциплин технического цикла на основе аналитико-моделирующих средств. Это позволило спроектировать авторский дидактический комплекс и педагогический паспорт к нему, исследовать зоны дидактического риска - области применения разрабатываемых когнитивных карт с мультикодовым представлением информации, выявить особенности формирования познавательных системных навыков студентов в ходе опытноэкспериментальной работы. Затем были проведены анализ, систематизация и обобщение полученных результатов, разработаны и внедрены практические рекомендации, в том числе по прогнозированию требований к субъектам образовательного процесса и деятельности педагога.
Решение поисковых задач позволило теоретически обосновать и экспериментально доказать эффективное дидактическое воздействие когнитивных карт с мультикодовым представлением информации, как дидактических моделирующих средств, на процесс формирования познавательных системных навыков мыслительной деятельности студентов технического вуза. Уточнены сущность и содержание понятий «мультикодовое представление информации», «когнитивная карта» с мультикодовым представлением информации (на примере материаловедения), «педагогический паспорт дидактического комплекса» как средство формирования познавательных системных навыков мыслительной деятельности студентов. Исследованы и апробированы педагогические условия поддержки функций теоретического и эмпирического мышления студентов, опирающихся на системное представление учебного материала в содержательной части деятельности. Это необходимо для определения и обоснования концепции совершенствования познавательного процесса в обучении дисциплинам технического цикла. Выявлены исходные дидактические положения для синтеза технологии обучения и информационной технологии, основными особенностями которых являются визуально-структурная и логическая близость Web-сети и координатно-матричных графических каркасов когнитивных карт, многомерность, топологичность и «грануляция»
представления знаний (выделение узловых элементов содержания). Предложен критериально-оценочный аппарат для диагностики сфор-мированности системных навыков студентов, а именно: качественного выполнения таких действий, как распознавание, объяснение и применение. Они оцениваются следующим образом: низкий уровень (фрагментарные и частично-систематизированные знания), средний уровень (дисциплинарная системность знаний) и высокий уровень (междисциплинарная системность знаний) в контрольной части учебной деятельности. Это позволяет проектировать педагогические условия, благодаря которым заданные результаты формирования системных навыков мыслительной деятельности студентов достигаются с меньшей дисперсией. Результаты исследования воплощены в дидактическом комплексе к дисциплине «Материаловедение» (в т.ч. - учебное электронное пособие «Основы материаловедения»), который содержит когнитивные карты с мультикодовым представлением информациим и представляет учебный курс как науку и как учебный предмет в целом, а технологический процесс представляет в статике и динамике. Фрактально смоделированный учебный материал стимулирует последовательный процесс поэлементного формирования умений мыслительной деятельности студента в процессе восприятия, при этом осмысленность и обобщенность достигается структурированностью и связанностью учебного материала.
Материалы исследования, теория и технология его выполнения обсуждались на методологических семинарах Научной лаборатории дидактического дизайна в профессионально-педагогическом образовании (ГОУ ВПО «БГПУ им. М. Акмуллы» - УрО РАО), тема исследования включена в НИР УрО РАО (раздел 3 «Содержание современные технологии образования на Урале: П. 29 «Теоретическо-
методологические основы проектирования инновационных технологий обучения» и П. 20 «Теория и практика инструментальной дидактики»).
Под познавательными системными навыками понимаются многократно повторяемые мыслительные устойчивые цепочки логических операций систематизации учебного материала, необходимые для того, чтобы умение выполнять эти действия были обобщены и осознаны, доведены студентами до автоматизма, что требуется для переноса их в познании не только других дисциплин, но и дальнейшей профессиональной деятельности.
Множество траекторий формирования познавательных системных навыков студентов технического вуза заочной формы обучения представлено на рис. 1: результаты учебной деятельности (знания, умения, навыки) и сетевого плана-графика процесса обучения (установочной сессии, самостоятельной работы студента, лаборатор-
но-экзаменационной сессии). Траектория «А» определяет начальные условия максимума интерференционной картины, образованной наложением вновь сформированных навыков на обретенные ранее, при изучении студентами дисциплин естественнонаучного цикла; навыки умственных действий максимальной начальной обученности, конечная точка которой, соответствует высокой оценке уровня сформированности системности знаний студентов. В свою очередь, траектория «В» определяет начальные условия минимума, конечная точка которой соответствует низкой оценке. При этом дисперсия начальных знаний, формируемых умений и навыков представлена на рис. 1 величинами 63, 6У, 6Н.
Таким образом, траектории «А» и «В» образуют коридор-тоннель, ограничивающий отклонения личностных траекторий, зависящих не только от условий обучения, но и от психофизиологических характеристик обучающихся. Формы траекторий «А» и «В» имеют три разных участка, что соответствует этапам формирования познавательных системных навыков заочной формы обучения в вузе. Участок 1: Формирование умения выполнять действие систематизации (установочная сессия), по П.Я. Гальперину. Форма траектории представляет собой ступенчатую линию, символизирующую пять этапов формирования умственного действия систематизации на основе теории П.Я. Гальперина:
Первый этап П.Я. Гальперин называет вводно-мотивационным (ВМ), на этом этапе действие только подготавливается и еще не выполняется. Студент знакомится с действием и условиями его выполнения, имея перед собой ориентировочную основу действия (ООД) в виде когнитивной карты с мультикодовым представлением информации (рис. 2).
Моделируемая учебная тема развертывается центробежным («солярным») образом, затем каждая координата определяется как ее измерение (или кластер узлов, объединенных в группу), благодаря чему она становится многомерной, между теми или иными парами координат формируются межкоординатные секторы, в пространстве которых размещаются элементы учебного материала в различных (мультикодовых) формах представления. Для иллюстрации свойств когнитивной карты приведены ее характеристики, к которым отнесены:
- образные и понятийные свойства, обусловленные тем, что когнитивная карта с мультикодовым представлением информации воспринимается как целостный образ, а ее фрагменты представлены в виде ключевых слов и наглядного дидактического материала в мультикодовой форме;
Рис. 1. Множество траекторий формирования познавательных системных навыков студентов технического вуза заочной формы обучения
- т.н. «смысловая гранулированность», выражающаяся в том, что опорные узлы и виды наглядного дидактического материала представляют собой существенные элементы содержания учебного материала и располагаются по признаку семантической близости, то есть образуют семантически связную систему из ключевых понятий и графических символов, которая имеет свойство опоры мышления при построении когнитивной карты с мультикодовым представлением информации (на примере материаловедения);
- аутодиалог с моделями когнитивной карты с мультикодовым представлением информации (на примере материаловедения), детерминированный эффектом взаимодействия мышления с моделью как мыслеобразом, вынесенным во внешний план познавательной учебной деятельности.
Рис. 2 Базовая конструкция когнитивной карты с мультикодовым представлением информации (на примере дисциплины «Материаловедение»)
К психологической характеристике когнитивной карты с мультикодовым представлением информации отнесены/
- повышение системности мышления студента-заочника, достигаемое благодаря формированию навыков мыслительной деятельности, выполнению логических операций свертывания и развертывания информации при ее использовании;
- поддержка механизмов памяти студента при помощи визуального представления в логически удобной форме набора необходимых понятий и графических наглядных элементов;
- совершенствование интуитивного мышления студента, облегчение дифференциации информации и ее вывода из подсознания благодаря представлению информации в структурированной и семантически связной форме;
• интенсификация педагогической рефлексии, основанной на том, что модели когнитивной карты с мультикодовым представлением информации (на примере материаловедения) в качестве «виртуального собеседника» помогают студенту «сгущать» и прояснять информацию, формулировать вопросы и генерировать нестандартные идеи, мыслить оригинально.
На втором этапе - формирование действий в материальной (материализованной) форме (МД) - систематизация выполняется с развертыванием операций идеализации, сравнения, анализа, синтеза, абстрагирования и конкретизации.
Третий этап - этап речевого действия (РД) систематизации -направлен на формирование действия как речевого; элементы действия представлены в форме социализированной речи; действие претерпевает дальнейшее обобщение, но остается еще не автоматизированным и не сокращенным.
Четвертый этап - этап выполнения речевого действия про себя (РДС) - заключается в том, что обучаемый, как и на предыдущем этапе, проговаривает весь процесс решения задачи, но делает это про себя, без внешнего проявления, беззвучно.
Сокращение и автоматизация действия систематизации свидетельствуют о том, что его формирование переходит на пятый, заключительный этап - этап умственного действия (УД) - действие быстро сокращается и автоматизируется, становится недоступным самонаблюдению. Оно превращается в навык.
Участок 2: Выполнение упражнений на основе усвоенного умения (самостоятельная работа студента в межсессионный период) заключается в систематических упражнениях студентов на основе усвоенных умений. Навык формируется благодаря выполнению системы алгоритмических упражнений учебного электронного пособия «Основы материаловедения». С целью самоконтроля в нем предусмотрены тесты, в случае неправильного ответа, студент отсылается к материалу пособия, содержащему объяснение этого вопроса. Контрольной точкой является выполнение и защита контрольной работы. Преподаватель обращает внимание на степень осознания обобщенности действия студентом: улавливает ли он общность, находит ли точки приложения для переноса, усматривает ли в новой ситуации моменты, позволяющие перенести в нее выработавшийся и обобщившийся способ действия систематизации.
Участок 3: Перенос навыка в новые условия (лабораторноэкзаменационная сессия). У преподавателя существует возможность коррекции результата самостоятельной работы студента. Угол наклона (рис. 1) рассматриваемой траектории третьего этапа больше, чем второго, это интерпретируется как увеличение скорости процесса формирования, которая зависит от личного контакта студента и преподавателя. Контрольной точкой в завершении траектории является экзамен по материаловедению, распределение результатов которого, как показали экспериментальные данные, подчиняется нормальному закону.
Принципиальная новизна дидактической формы когнитивной визуализации, реализованная на принципах структурирования, связывания и свертывания учебного материала, позволяет преодолеть одноканальность мышления студентов, оно проявляется в трудности удержания в осознаваемой части мышления одновременно и описательной (перерабатываемой), и управляющей информации (указания, ориентировки). Это позволяет облегчить объяснение наиболее трудных для восприятия разделов дисциплины, давать студентам углубленные знания по сложным темам в более наглядной и доступной форме, что раньше не представлялось возможным при объяснительно-иллюстративной логике учебного процесса.
1. Посягина, Т.А. Проектно-технологический подход и дидактический инструментарий преподавателя для формирования мотива обучения [Текст] // Среднее профессиональное образование. -2007. - №11. - С. 62-63. (ВАК)
2. Посягина, Т.А. Дидактическая характеристика и характер применения авторского комплекса по дисциплине «Материаловедение» [Текст] / Т.А. Посягина // Управление качеством обучения в системе непрерывного профессионального образования (в контексте Болонских деклараций) : сб. науч. тр. / Выпуск 10, т. 3. - Москва, 21-22 марта 2006 г. - С. 342-347.
3. Посягина, Т.А. Когнитивные карты материаловедения [Текст]
/ Т.А. Посягина // Вестник Учебно-методического объединения по профессионально-педагогическому образованию: специализиро-
ванный выпуск / Изд-во ГОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т». - Екатеринбург, 2007. - вып. 2(41). - С. 259-262. (0,160 п.л.)
4. Посягина, Т.А. Критическая масса материаловедения [Текст] // Педагогический журнал Башкортостана. - 2008. - №2(15). - С. 127-134.
