CC BY
22
обобщающей контрольной работы. Контрольная работа включала решение химических задач и объяснение методики обучения решению этих задач в будущей практической деятельности. При анализе работы мы применили следующие критерии:
1. Умение видеть учебную проблему (поставить, сформулировать проблему) и организовать свой поиск решения.
2. Умение высказывать догадки по исследуемой теме, превращать их в гипотезу.
3. Умение дедуктивно мыслить в процессе решения химических задач.
4. Умение осознавать логический строй своего дедуктивного мышления в процессе объяснения.
5. Умение делать доказательные выводы.
6. Проявлять устойчивый интерес к решению задач.
В. МИХАЛКИН, докторант Ижевский государственный технический университет
Повышение уровня подготовки выпускников технических университетов обеспечивается в первую очередь качественной физико-математической подготовкой, призванной заложить универсальную базу для изучения
Каждый показатель был оценен по пятибалльной шкале: 5 баллов соответствовало очень высокому уровню, 4 балла - высокому уровню, 3 балла -среднему уровню, 2 - ниже среднего, 1 - низкому уровню.
Для эксперимента были выбраны студенты третьего курса естественногеографического факультета Казанского госпедуниверситета примерно с одинаковой успеваемостью, готовящиеся получить квалификацию учителя биологии и химии. Результаты представлены в таблице 1.
Анализ полученных результатов свидетельствует об определенных по-
ложительных сдвигах в уровне развития профессионального мышления студентов и подтверждает мысль о зависимости его от методической деятельности преподавателя вуза, от организационных форм учебной работы в целом.
Новый общенаучный курс
общетехнических и специальных дисциплин, привить навыки использования математического аппарата для решения естественнонаучных и инженерных задач.
Современный подход к фундамента-
Таблица 1
Средние баллы в группах студентов по каждому показателю
Критерии 1 2 3 4 5 6
Контрольная 3,2 3,4 3,1 3,0 3,4 3,5
Экспериментальная 4,1 4,5 4,0 3,8 4,3 4,6
лизации физико-математической подготовки студентов не может свестись к борьбе за «увеличение числа часов на физику и математику», он предполагает формирование целостной системы знаний как основы профессиональной компетентности.
Мышление категориями, понятиями и моделями современной физики необходимо не только профессиональным физикам, но и всем, кто готовится к продуктивной творческой деятельности в области современной техники и технологии. В инженерно-технической практике чаще всего встречаются случаи совместного воздействия различных физических явлений и процессов на функционирование технических объектов. Для количественной оценки физических явлений и повышения эффективности функционирования технических объектов необходимо использование методов и средств их математического моделирования, которое становится сегодня особым родом инженерной деятельности.
Превращение математического моделирования физических процессов и явлений из метода научного познания в средство решения инженерных задач находит свое отражение в государственных образовательных стандартах и нормативных документах авторитетнейших образовательных организаций [1]. Так, например, Европейская федерация национальных ассоциаций инженеров, предъявляя требования к компетенции современного инженера, формулирует два из них следующим образом:
• быть способным работать над многодисциплинарными объектами;
• быть способными создавать теоретические модели, позволяющие прогнозировать физические явления и использовать указанные модели.
С точки зрения той решающей роли, которую математические модели физи-
ческих явлений играют в технических приложениях, вызывает удивление, что методы математического моделирования и соответствующий языковой словарь не являются частью стандартного арсенала понятий, изучаемых в общих курсах физики и математики технических университетов. Обучение методам моделирования настоятельно требует разработки и введения принципиально нового общенаучного курса математического моделирования физических процессов и явлений.
По мнению автора, такой курс обеспечивает целостность изучения базовых естественнонаучных дисциплин -физики и математики, отвечает современному состоянию научного и технического знания и адекватен возможности решения актуальной проблемы фундаментализации физико-математической подготовки будущих инженеров. Приобщение студентов к культуре моделирования в полной мере отвечает требованиям фундаментализации высшего образования, поскольку оно смещает приоритеты с прагматических знаний на развитие научных форм мышления, с исторического контекста становления научного знания на современные представления о структуре и целостном их содержании, устраняет разрыв между современным состоянием наук и архаическим стилем их преподавания.
Основываясь на разработке основных признаков фундаментальности учебной дисциплины, представленных в [2], автор выдвигает следующие положения дидактической концепции нового общенаучного курса.
1. Общенаучный курс математического моделирования физических процессов и явлений является завершающим курсом в цикле ЕНД. Главное его отличие в инженерном образовании состоит в том, что он подводит итоги изучения отдельных дисциплин, интег-
рируя и выявляя дополнительно общие естественнонаучные и методологические подходы, по-своему преломляемые в каждой из них.
2. Дидактическая цель курса - формирование подвижной структуры знаний и умений, применяемых для количественного решения широкого круга задач естественнонаучного характера. Общей основой его является формирование культуры математического моделирования как «философии использования» знаний базовых дисциплин цикла ЕНД при построении, решении и использовании моделей физических процессов и явлений.
3. Предмет изучения - процесс математического моделирования физических процессов и систем при решении учебных, профессионально ориентированных задач как освоение особого рода инженерной деятельности, обеспечивающей научное аргументирование и принятие профессиональных решений.
4. Методология курса - его целостность, осуществляемая через интеграцию фундаментальных понятий дисциплин цикла ЕНД (физики, математики и информатики), их методов, объяснительных и прогностических возможностей.
5. Средство - систематическое обучение основным методам построения и решения математических моделей, позволяющим систематизировать эмпирические данные, выявлять и формулировать количественные закономерности изучаемых объектов.
6. Использование математического аппарата или соответствующих вычислительных средств по принципу разумной достаточности, который предостерегает от стремления к излишней детализации или чрезмерной обобщенности результатов моделирования.
7. Ограничения на воспроизведение исторической картины развития про-
блемы, ее решений или становления теоретических представлений. Предпочтительным считается системный подход, адекватный современному состоянию проблемы с позиции целостного взгляда на изучаемый объект.
Суть курса заключается не в жесткой привязке фундаментальных дисциплин к решению профессиональных задач, а в обучении методам и средствам математического моделирования, инвариантных по отношению к конкретным областям инженерной деятельности. Оно основывается на синтезе предметных знаний дисциплин физики, математики и вычислительной техники в целостную систему получения профессионально значимых решений. При этом сама познавательная ситуация (проблема) рассматривается как проявление общих законов фундаментальных дисциплин, как средство проверки усвоения учебной информации и креативных способностей обучаемых.
Дидактический потенциал общенаучного курса математического моделирования проявляется многопланово, открывая следующие перспективы:
• совершенствование методологии отбора содержания базовых дисциплин физики, математики, вычислительной техники и информатики, составляющих основу общенаучного курса математического моделирования;
• развитие всех основных дисциплин цикла ЕНД и реализация их междисциплинарных коммуникаций, составляющих основу целостности и фундаментализации физико-математической подготовки будущих инженеров;
• математизация инженерного образования и развитие культуры математического моделирования, адекватной новому содержанию научного и технического знания объектов и знаменующей новый методологический
подход, совершенствующий научнопедагогическую практику;
• приобщение студентов к научноконструкторскому поиску, позволяющему ощутить радость собственных открытий и осознать значимость математического моделирования как одного из важнейших компонентов инженерной деятельности.
На основании приведенных аргументов автором апробирован общенаучный курс математического моделирования физических объектов и систем [3], которым завершается цикл ЕНД. Одна из его важнейших особенностей заключается в преобразовании специфического стиля модельного отображения физической реальности, развиваемое в курсах общей физики. Отметим, что в них преобладает феноменологическое описание реальности на основе дескриптивных моделей, раскрывающих физический смысл изучаемых явлений [4]. Такое описание в курсе математического моделирования необходимо трансформировать в прогностический тип описания изучаемых объектов на основе их системных моделей.
Существенное упрощение перехода между различными типами описания достигается автором при использова-
нии энергетических моделей, поскольку функционирование технических объектов связано прежде всего с преобразованиями энергии. Использование энергетических моделей упрощает переход от понятийно-терминологического языка к формализованному языку математики, что позволяет избежать противоречий между общепринятыми представлениями различных физических областей.
В заключение отметим, что создание принципиально новых учебных курсов, ориентированных на формирование целостных представлений о физической реальности, отражает замечательное единство развития физики и математики. Литература
1. Мануйлов В.Ф., Митин Б.С. Инженерное образование на пороге XXI в. - М., 1996.
2. Голубева О.Н. Концепция фундаментального естественнонаучного курса в новой парадигме образования // Высшее образование в России. - 1994. - № 4.
3. МихалкинВ.С. Основные концепции ма-
тематического моделирования физических объектов и систем. - Ижевск, 1999.
4. Гладун А.А. Физика как культура моде-
лирования // Физическое образование в вузах. - 1996. - Т. 2. - № 3.
ПЕРЕЧЕНЬ
периодических научных изданий, рекомендованных ВАК Минобразования РФ для публикации результатов диссертационных исследований (на соискание ученой степени доктора наук)
... 18. Альма Матер (Вестник высшей школы)
... 96. Вопросы истории ... 103. Вопросы психологии ... 105. Вопросы философии ... 112. Высшее образование в России ... 238. Известия Российской академии образования
... 251. Информатика и образование
... 344. Народное образование ... 368. Общественные науки и современность
... 385. Педагогика
... 441. Психологическая наука и образование
... 510. Социологические исследования ... 512. Социология образования ... 610. Человек
