CC BY
18УДК 378.147
Контролируемая самостоятельная работа студентов: первые итоги и перспектива
© А.В. Купавцев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Раскрыта методика организации контролируемой самостоятельной работы (КСР) студентов под руководством преподавателя, важнейшей особенностью которой является активная учебно-познавательная деятельность студентов. КСР представляет принципиально новый вид обучения в современном вузе, в основе которого лежит субъектная деятельность учения студентов. Формирование активной субъектной позиции студентов к учебе и приобретению профессиональных знаний превращается в первостепенную образовательно-воспитательную задачу современной высшей школы.
Ключевые слова: аудиторная самостоятельная работа студентов, цели КСР, деятельностное содержание обучения, субъектная деятельность учения.
Самостоятельной работе студентов в современном профессиональном образовании уделяется особое внимание. Ее важную роль в достижении высокого качества общепрофессиональной и специальной подготовки отмечает Федеральный государственный стандарт высшего профессионального образования (ВПО).
МГТУ им. Н.Э. Баумана активно практикует различные формы самостоятельной работы студентов. Новый ее вид - контролируемая самостоятельная работа (КСР) студентов - является обязательным, наполненным персональной самостоятельной учебно-познавательной деятельностью студентов, учебным аудиторным занятием. Главная цель этого занятия заключается в выполнении студентами под руководством и при контроле со стороны преподавателя самостоятельной учебной работы. При этом не на сообщение новой информации студентам направлено в целом обучение, а на углубление и упрочнение знаний, устранение недостатков в них.
КСР посвящается отработке вопросов и тем, изложенных или затронутых на лекциях и семинарах, применению знаний при решении учебных проблем и задач, освоению способов деятельности по научной дисциплине. КСР может включать в себя проработку или даже частичное выполнение домашних заданий, подготовку к рубежному контролю (РК) и другим контрольным мероприятиям, исправление графика учебной дисциплины. КСР студентов противостоит бездумному списыванию и скачиванию из Интернета решений домашних задач и заданий, способствует осмыслению и осознанию материала учебного курса.
Важнейшая особенность КСР состоит в наполнении ее активной учебно-познавательной деятельностью студентов, в создании условий успешного освоения студентами предметной деятельности по научной дисциплине как прикладных составляющих базовых профессиональных компетенций. Освоение конкретных и обобщенных видов воплощенной в научной дисциплине деятельности является филогенетически обусловленной формой получения знаний и освоения развивающейся практики, ибо во всех теоретических обобщениях и понятиях науки аккумулируется специфическая человеческая деятельность (принцип деятельности в образовании [1]). В деятельности человека раскрываются связи и отношения вещей, означен-ность информации [2], формируются научно-ценностные ориентиры и морально-этические нормы [3]. Благодаря творческой активности человек пополняет свои знания об окружающем мире, повышает их глубину и качество, развивает способности, приобретает профессиональную квалификацию.
Многосторонни функции деятельности учащихся в образовании: освоение и углубление знаний, овладение видами деятельности в теории и на практике, освоение способов решения учебных и научно-производственных проблем и задач, формирование современного способа мышления, развитие способностей и приобретение опыта научного исследования и творчества.
Наполненная деятельностным содержанием КСР студентов превращается в инструмент достижения высоких образовательных результатов через посредство формирования умений и опыта деятельности по научной дисциплине. Так, в КСР по физике, посвященной решению прямой задачи кинематики, студенты вспоминают и осваивают различные кинематические характеристики через освоение способов их нахождения с использованием кинематического уравнения движения.
Пример прямой задачи кинематики. Движение материальной точки задано уравнением: г = (А + В12)\ + О], где А = 10 м, В = -5 м/с2, С = 10 м/с. Запишите уравнение движения точки в параметрической (координатной) форме. Получите уравнение и начертите траекторию точки. Найдите выражения для скорости у(^) и ускорения а(^). Для момента времени I = 1с вычислите: модули скорости, полного, тангенциального и нормального ускорений, а также радиус кривизны траектории и угол между скоростью и полным ускорением [4]. Дополнительно: определите импульс точки и силу, действующую на нее в этот момент времени. Массу материальной точки принять равной 1 кг.
Требование задачи формулируется подробно, чтобы указать все действия, которые должен выполнить и осознать студент. Для обеспечения индивидуальной учебно-познавательной деятельности каж-
дый обучающийся получает персональное задание - уравнение движения материальной точки в виде зависимости радиуса-вектора от времени г = г(/) (вариант по номеру в журнале группы) 1. г = Сй + + (А - Б?)\. 2. г = (А - ВГ2)1 + С]. 3. г = БИ + Е?\. 4. г = (-А + ВГ2)1 + + С]. 5. г = Ег\ + Б]. 6. г = -си - (А - Вг2)\. 7. г = -СП + (А - Вг2)\. 8. г = (А + ВГ2)1 - О. 9. г = -Бй + Е] 10. г = (А - ВГ2)1 + С^. 11. г = = Е2й - Б]. 12. г = С/1 - (А - В^). Значения коэффициентов: А = 10 м, В = 5 м/с2, С = 10 м/с, Б = 1 м/с, Е = 2 м/с2.
Цель КСР студентов под руководством преподавателя определяется не содержанием учебной темы, а предстоящей учебно-познавательной самостоятельной деятельностью студентов для достижения запланированного образовательного результата. Цель КСР является основой и руководящим принципом формирования ее структуры и содержания. Малоэффективным представляется превращение КСР в лекцию, семинар, инструктаж. Требования к организации КСР студентов сложнее, нежели обычного семинара. Полноценная КСР требует наличия у студентов учебной литературы, конспекта лекций, достаточного количества задачников, раздаточного материала для обеспечения учебной работой каждого студента, а также и создания комфортных условий его самостоятельного учебного труда. КСР-занятие иногда приходится корректировать в процессе выявления трудностей в освоении способов предметной деятельности и задаваемых студентами вопросов.
4; 10
5; 11
6; 12
Траектории материальных точек (по вариантам 1-12)
Контроль процесса самостоятельной работы студентов проводится поэтапно. Преподаватель фиксирует выполнение учебного
задания каждым студентом по частям, имея конкретные ответы к выделенным этапам учебно-познавательной деятельности учащихся. В КСР по кинематике для проверки и дифференцированного учета выполнения самостоятельной работы студентами преподаватель сверяет: 1) рисунки параболических траекторий (см. рисунок), 2) выражения для модуля скорости; 3) значения тангенциального ускорения; 4) радиусов кривизны и 5) указанных углов.
В соответствии с целями и тематикой КСР разрабатывается сценарий, в котором намечаются этапы выполнения задания, формы самоконтроля решения задачи студентами, учет и оценка преподавателем выполнения студентами этапов самостоятельной работы.
Пример сценария КСР студентов по теме «Построение кван-тово-механической модели атома водорода». При выполнении КСР студенты конструируют волновую функцию электрона в атоме водорода, воспроизводя содержание учебного материала по данной теме и осваивая технологию построения модели. Каждый студент получает персональное задание, в котором состояние электрона определено квантовыми числами.
№ варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9* 10* п, I 3й 2р 3й 15 2р 3й 3й 2р 25 3р
т 1 +1 -1 0 0 0 -2 -1 0 0
Найденная волновая функция используется для определения параметров состояния электрона.
Ниже приведен алгоритм выполнения КСР.
1. Построение радиальной части волновой функции, представля-
(П"1 ^
емой степенным рядом Яп, / (г) = в"аг ^ Ъктк , где п, I - главное и ор-
V к=1 )
битальное квантовые числа электрона. Студенты знакомятся с применением уравнения Шрёдингера для определения постоянного множителя а, энергии электрона Е и коэффициентов Ък (кроме первого из них). Проверкой является совпадение множителя а с выражением а = 1/пг1 (г1 - радиус первой боровской орбиты электрона) и энергии Е с энергетическим уровнем по модели Бора.
2. Составление координатной части у(г, 0, ф) волновой функции электрона в атоме водорода для заданных значений орбитального I и магнитного т квантовых чисел с использованием нормированных сфе-
1 „ /Г 44%
рических функций вида 7(0, ф) = У, т(0, ф): 70,0 = , ; 71,0 =
71 ±1 =, — (8т0)е±гф; 720 =Л/— (3сов20-1); 7г±1 = Л —(вт0со80)е±гф; \8% V16% \8%
72,±2 = Л— (в1п20)е±г2ф; 7э,б=Л — сов0(5сов20 - 3). \32% V16%
3. Вычисление модуля орбитального момента импульса электрона с использованием оператора квадрата модуля момента импульса
4. Пространственное квантование момента импульса электрона с вычислением проекции момента импульса Ьг и углов 0 = агс1§(Ь2/Ь) с направлением внешнего магнитного поля.
5. Конструирование электронной оболочки атома путем изображения в полярных координатах распределения плотности вероятности электрона в зависимости от угла 0 в виде огибающей кривой, соединяющей концы радиус-векторов, длины которых пропорциональны плотности вероятности.
В этой самостоятельной работе студенты осуществляют самопроверку в соответствии с рекомендациями, содержащимися в самом задании. Но все же, отмечая выполнение п. 1 задания, преподаватель обращает внимание студентов на согласованность значений коэффициента 1/пг1 в показателе степени экспоненты и энергии Е1/п2 электрона с моделью атома Резерфорда - Бора. В п. 3 преподаватель удостоверяется, что при вычислении значения модуля момента импульса электрона с помощью соответствующего оператора в расчетах сократились синусы и косинусы координатных сферических углов, и полученный результат совпадает с расчетом модуля момента импульса электрона с помощью побочного квантового числа. При контроле п. 5 преподаватель сверяет расчеты студентов с известными изображениями оболочек распределения плотности вероятности для различных случаев [5].
Конкретная учебно-методическая цель КСР ставится и в тех случаях, когда самостоятельная работа студентов связана с различными учебными мероприятиями: рубежным контролем, семестровым домашним заданием и т. п. Как показывает практика, простое выполнение семестрового домашнего задания в аудитории на КСР-занятии малоэффективно и дискредитирует саму идею внеаудиторного самостоятельного решения задач студентами. При включении в КСР разбора домашнего задания преподаватель формулирует конкретную учебно-познавательную цель. Например, в задачах № 2 семестрового домашнего задания по физике на применение законов сохранения момента импульса и энергии целью является обучение студентов составлению уравнений этих законов при различных типах соударений тел, вычисление моментов инерции тел относительно конкретных осей вращения и др.; в домашнем задании № 3 первого модуля по физике - обучение
( А
Ь2 = Ь2у '
V
и проверка по орбитальному квантовому числу: Ь = Пу11 (I +1).
студентов самоконтролю путем сравнения периодов затухающих и незатухающих колебаний, с использованием физического смысла коэффициента и декремента затухания, проверкой энергетического баланса в задаче о механическом затухающем колебании и т. д.
Введение КСР вносит определенную коррекцию в учебный процесс. Например, задачу 1.2 из домашнего задания № 1 по физике второго семестра о соударении частицы с движущейся массивной стенкой, знакомящей студентов с относительным движением, классическим законом сложения скоростей и применением правила параллелограмма для векторов, целесообразно выполнить на первом КСР, расширив ее до фронтального выполнения ее графической части сразу на занятии со студентами всей группы. В итоге этот фрагмент содержания учебного курса физики будет проработан всеми студентами, а не только теми из них, которым достался соответствующий вариант домашнего задания.
Роль КСР студентов университета не исчерпывается поправками и коррекцией процесса обучения и не сводится исключительно к оказанию помощи студентам в изучении курса и своевременном выполнении учебного графика. Потенциал КСР как формы самообучения студентов вуза значительнее и глубже [6]. Находясь в тесной связи и взаимодействии с традиционными формами обучения в вузе, КСР открывает новые возможности решения образовательных проблем. КСР - не эпизод и не просто методическое средство в университетской образовательной практике, а компонент образовательной базы для подготовки специалистов высокого класса, отвечающих запросам сегодняшнего дня. Она кладет начало перестройке университетского образования на основе интенсивно-деятельностного и субъектно-ориентированного обучения, персонифицированного образования в соответствии со способностями и личностной позицией обучающегося к учебе, формированию профессиональных базовых компетенций и ментально-деятельностной компетентности специалиста. Введение в практику ВПО контролируемой самостоятельной работы студентов следует расценивать как веление времени, как ответ на неотложные требования к общенаучной и профессиональной подготовке современных выпускников университетов [7, 8].
КСР представляет собой принципиально новый вид обучения в современном вузе, который наряду с лекциями и групповыми занятиями является формой обучения, отвечающей компетентностному подходу к профессиональному образованию. Как специфическая форма учебной работы студентов КСР реализует в обучении субъектную деятельность учения (СДУ) личности, благодаря чему обучающиеся сущностно включаются в учебный труд. Как активная форма обучения КСР представляет собой фундаментальную основу достижения высокого качества образования благодаря перестройке
всего образовательного процесса на принципах субъектности, индивидуальности и личностной увлеченности студентов.
Формирование субъектной позиции обучающихся к учебе и приобретению профессиональных знаний в настоящее время является актуальным и востребованным приоритетом современного высшего образования. При традиционных формах обучения, ориентированных на учебную группу в целом и на некоторую «осредненную» индифферентную личность, всегда случаются ситуации, когда несознательный студент, присутствуя на занятии, отвлекается на посторонние предметы и не включается в учебно-познавательный процесс.
К сожалению, находятся студенты, которые не желают участвовать и в самостоятельной учебной работе. Привыкшие получать из Интернета быстрые ответы и готовую информацию эти студенты недооценивают исключительные возможности, предоставленные такой формой обучения, как КСР под руководством преподавателя. Дальнейшее развитие и совершенствование современного высшего образования состоит в расширении и развитии самостоятельной и творческой работы студентов, в субъектно-деятельностном участии личности в образовании.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Давыдов В.В. Виды обобщений. Москва, 1972, с. 347.
[2] Леонтьев А.Н. Психология образа. Вестник МГУ. Сер. 14. Психология, 1979, № 2.
[3] Теоретические основы содержания общего среднего образования. Краев-ский В.В., Лернер И.Я., ред. Москва, Педагогика, 1983, с. 150.
[4] Чертов Ф.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике: учеб. пособие для студентов. 5-е изд., перераб. и доп. Москва, Высш. шк., 1988, с. 15.
[5] Акоста В., Кован К., Грэм Б., Основы современной физики. Москва, Просвещение, 1981, с. 227.
[6] Купавцев А.В. Самостоятельная работа под руководством преподавателя как самообучение физике студентов технического университета. Физическое образование в вузах, 2010, т. 16, № 3, с. 40-53.
[7] Купавцев А.В. Интенсивно-деятельностное обучение как основа компе-тентностного подхода к профессиональному образованию в техническом университете. ВестникМГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012, № 2, с. 113-120.
[8] Купавцев А.В. Интенсивно-деятельностное обучение физике в образовательных стандартах третьего поколения. Физическое образование в вузах, 2011, т. 17, № 3, с. 104-114.
Статья поступила в редакцию 05.06.2013
Ссылку на эту статью просим оформлять следующим образом: Купавцев А.В. Контролируемая самостоятельная работа студентов: первые итоги и перспектива. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 8. URL: http://engjournal.ru/catalog/pedagogika/hidden/877.html
Купавцев Анатолий Владимирович - канд. педагог. наук доцент кафедры «Физика» МГТУ им. Н.Э. Баумана. е-mail:avkup@bk.ru
