CC BY
28
УДК 378 ББК 74.48
СИСТЕМАТИЗАЦИЯ И ОБОБЩЕНИЕ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ ПО ФИЗИКЕ У БАКАЛАВРОВ ПРОФИЛЯ ПОДГОТОВКИ «УПРАВЛЕНИЕ НЕДВИЖИМОСТЬЮ»
I С.В. Крайнева, О.Р. Шефер
Аннотация. Обсуждается опыт по разрешению противоречия между реалиями информационного общества, требованиями работодателей и готовностью выпускников вузов учиться всю жизнь средствами создания условий для развития у бакалавров профиля подготовки «Управление недвижимостью» способности и готовности самостоятельно систематизировать и обобщать знания и умения при изучении дисциплины «Физика Земли». В статье рассмотрены функции профессиональной деятельности бакалавра высшей школы, успешное выполнение которых связано с развитием культуры умственного труда, владением рациональными приемами умственной деятельности, в том числе, систематизацией и обобщением. Данный вид владения начинает формироваться под руководством учителя в школе, совершенствуется под руководством преподавателя в вузе, что продемонстрировано на примере освоения бакалаврами профиля подготовки «Управление недвижимостью» дисциплины «Физика Земли». В процессе педаго-98 гического эксперимента доказано, что использование приемов систематизации и обобщения через разработку требований к усвоению фундаментальных физических понятий в процессе освоения бакалаврами дисциплины «Физика Земли» способствует повышению коэффициента полноты сформированности понятийного аппарата курса и умения оперировать им в нестандартных ситуациях, что обеспечивает целостное представление о мире и формированию у бакалавров профессиональных умений.
Ключевые слова: обучение, приемы систематизации и обобщения, дисциплина «Физика Земли».
SYSTEMATIZATION AND SYNTHESIS OF KNOWLEDGE AND SKILLS IN PHYSICS AMONG THE BACHELORS OF THE SPECIALIZATION "PROPERTY MANAGEMENT"
I S.V. Kraineva, O.R. Schefer
Abstract. The article considers the experience in resolving the contradiction between the realities of the information society, the demands of employers and readiness of graduates to continue life-long learning by means of creating conditions for the development of bachelors specialization "Property management" the ability and readiness to independently organize and synthesize their knowledge and skills while studying the discipline "Physics of the Earth". The article discusses the functions of professional activity of the bachelor of high school, successful implementation of which is associated with the development of a culture of intellectual labor, the possession of rational methods of intellectual activity, including systematization and synthesis. This type of ownership begins to be formed under the guidance of the teacher at school, is improved under the guidance of the teacher in the university, which is demonstrated by the example of the development of the bachelor's profile of the preparation of "Real Estate Management" discipline "Physics of the Earth". In the process of the pedagogical experiment it is proved that the use of methods of systematization and generalization through the development of the requirements for the assimilation of fundamental physical concepts, in the process of mastering the bachelors of the discipline "Physics of the Earth" contributes to an increase in the completeness of the formation of the conceptual apparatus of the course and the ability to operate it in nonstandard situations, about the world and the formation of professional skills 99 among bachelors.
Keywords: teaching, methods of systematization and synthesis, discipline of "Physics of the Earth".
Одной из задач высшей школы является подготовка компетентного выпускника, способного самостоятельно пополнять и углублять свои знания и умения, переводя их во владения на требуемом профессиональном уровне в зависимости от решаемых задач. Учитывая с одной стороны реалии информационного общества, с другой требования работодателей [1], выделим требования,
предъявляемые к выпускнику высшей школы:
• отличные знания по своей специальности;
• коммуникабельность;
• мобильность;
• наличие практического опыта по специальности;
• готовность работать за невысокую заработную плату на первом этапе своей карьеры;
• наличие индивидуальном профессиональной стратегии;
• креативность;
• готовность к преодолению трудностей, высокая работоспособность;
• трудолюбие и высокая трудовая дисциплина;
• знание рынка труда и технологии карьеры;
• широкий кругозор;
• готовность учиться всю жизнь самостоятельно систематизируя и обобщая свои знания.
Сформированные у бакалавра — выпускника вуза профессиональные качества, знания, умения и владения должны не только соответствовать профессиональным стандартам [2], но и позволить ему в профессиональной деятельности выполнять разнообразные функции: информационную, развивающую, ориентационную, мобилизационную, конструктивную, организационную, коммуникативную, исследовательскую. Осуществление той или иной деятельности опирается всегда на определенные знания, умения и владения, перечень которых 100 определен Профессиональным стандартом для каждой функции работника. А следовательно, работник, опираясь на культуру умственного труда, должен в течение всей свой жизни уметь пополнять и систематизировать профессиональные знания, что закладывается в годы обучения в вузе.
Рассмотрим те функции бакалавра высшей школы, которые связаны с развитием собственной культуры умственного труда, рациональных приемов умственной деятельности, которая начинает формироваться под руководством учителя в школе, совершенствуется под руководством преподавателя в вузе.
Приведем перечень функций и соответствующих им владений знаниями и умениями в указанном аспекте, формируемых у бакалавров профиля подготовки «Управление недвижимостью» на примере дисциплины «Физика Земли» (таблица 1).
Бакалавр, согласно основной образовательной программы профиля подготовки «Управление недвижимостью», должен владеть понятийным аппаратом всех изучаемых дисциплин, приемами научной организации умственного труда, умением систематизировать свои знания, целенаправленно развивать приемы работы с предметной информацией, расположенной на разных носителях.
Успех вхождения в профессиональную деятельность бакалавра зависит от уровня овладения им знаниями и умениями, определенных ООП и конкретизированных в компетенциях.
Существуют различные точки зрения относительно места формирования профессиональных знаний, умений и владений. До введения Федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования, то есть до введения ком-петентностного подхода, считалось, что профессиональные умения студенты приобретают только при изучении специальных профессиональных дисциплин. Такой взгляд на обучение «вытекает» из представлений о том, что студенты, еще учась в школе, приобрели навыки умственной деятельности, и нет необходимости учить студентов рациональным приемам умственного труда в вузе, отдельные же стороны профессиональных умений студенты приобретут при изучении профессионального блока образовательной программы.
Таблица 1
Функции и соответствующие им владения знаниями и умениями, формируемые у бакалавров профиля подготовки «Управление недвижимостью» при изучении дисциплины «Физика Земли»
№ Функции Владения
Знаниями Умениями
1 Информационная о понятиях физики Земли, методах научного познания и исследовании физических явлений на Земле и околоземном пространстве оперировать совокупностью понятийного аппарата, раскрывающего сущность процессов и явлений, происходящих на Земле и околоземном пространстве применять физические методы исследования процессов и явлений, происходящих на Земле и околоземном пространстве использовать различные источники информации, как на бумажных, таки электронных носителях, для описания процессов и явлений, происходящих на Земле и околоземном пространстве
2 Развивающая о логических действиях над физическими понятиями (определение, ограничение, обобщение, разделение) применять методы познания, формулировать выводы, осуществлять изложение учебного материала как индуктивными, так и дедуктивными методами постановки вопросов, требующих сравнения, расчленения целого на части, объединение частей в целое
3 Мобилизационная о важнейших положениях научной организации умственного труда систематизировать предметные знания средствами работы с информацией, расположенной на различных носителях
4 Конструктивная о структуре, содержании и понятийном аппарате «Физика Земли» как учебного предмета в целом устанавливать межпредметные и внутрипредметные связи, формировать целостное естественнонаучное знание и диалектическое мировоззрение
Другие авторы, например, К.И. Васильев, считают, что любую фундаментальную науку нельзя одинаково изучать в вузах, готовящих специалистов разных профессий. Поэтому в тематике и содержании лекций, практических и лабораторных занятий по специальным предметам необходимо отражать специфику соответствующего производства [3, с. 68-76.].
При подготовке бакалавров освоение базовых общеобразовательных дисциплин должно оказывать влияние не только на знания и умения в области тех наук, которые находятся в их основе, но и на знания и умения в профессиональной области по направлению подготовки.
В практике современного образования, подчиняющегося парадигме Информационного общества «образование через всю жизнь», остро стоит
проблема привития обучающимся культуры работы с информацией, как научной, так и профессиональной. Частично эта проблема решается или ставится пока в отдельных методиках, но в большинстве случа- 101 ев целенаправленной работы в этом направлении не проводится, или эта работа осуществляется стихийно, по интуиции.
Проводимые авторами данной статьи исследования показывают, что бакалавры первых курсов вузов слабо владеют умениями обобщать, систематизировать, не знают способов хранения и применения получаемых знаний на практике в нестандартных ситуациях, в квазипрофис-сиональной ситуации.
Исследования показали, что знания бакалавров профиля подготовки «Управление недвижимостью» по
102
многим фундаментальным вопросам по дисциплине «Физика Земли» оказываются поверхностными. Иногда они остаются на уровне знаний выпускников средней школы, например, по таким вопросам, как «плавление», «отвердевание», «закон сохранения и превращения энергии».
Причины такого низкого уровня усвоения знаний у бакалавров видим в следующем:
• в недостаточности внимания формированию фундаментальных понятий, а также обобщенных знаний о теории и ее структуре;
• в недостаточном внимании вопросам систематизации и обобщения знаний на лекциях и практических занятиях по дисциплине «Физика Земли»;
• в недооценке приобретенных бакалаврами знаний по физике в период школьного обучения;
• в отсутствии единого подхода к формированию общенаучных понятий;
• в недостаточном внимании, в период обучения в старших классах средней школы, к процессу систематизации обобщения знаний по физике, со стороны учителя и тех обучающихся которые не сдают ЕГЭ по физике.
В процессе изучения материальных объектов человек приобретает знания о них с помощью ряда мыслительных операций (сравнение, анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, систематизация).
Обобщение — процесс образования общего понятия или раскрытие общего / существенного в отдельном. Обобщение, с одной стороны, — сведение многообразных признаков к единой основе, а с другой — выведение всевозможных частных свойств и
признаков из одной основы. Различают два вида обобщения: эмпирическое и теоретическое [4].
Систематизация — это процесс организации материальных объектов, а также знаний о них в определенную систему. «Систематизирует любой прием, позволяющий представить тот или иной объем знаний как некоторую систему» [5, с. 96]. Систематизация позволяет наряду с другими мыслительными операциями изучить систему: найти системообразующий признак, с помощью классификации распределить данное множество предметов на классы по определенному для каждого класса признаку. Классификация является конечным результатом систематизации. Непременным условием осуществления систематизации и обобщения знаний является изучение логической структуры учебного предмета.
Для практического использования систематизации и обобщения знаний надо знать приемы их осуществления.
В методике обучения физике в средней школе ряд исследователей (А.А. Бобров, В.В. Завьялов, А.Н. Звягин, В.В. Мултановский, А.В. Усова и др.) считают, что проблема систематизации и обобщения может быть решена успешно при условии выделения уровней систематизации и обобщения. А.В. Усова, В.В. Завьялов уровни систематизации соотносят с четырьмя видами ассоциаций: локальных, частносистемных, внутрисистемных и межсистемных [6, с. 107-114.]. А.Н. Звягин считает возможным в основу разделения уровней систематизации, положить степень объяснения научных фактов и выделяет следующие уровни систе-
матизации: уровень научных фактов (нулевой), понятийный уровень, уровень теории, уровень частной естественнонаучной картины мира [7]. В.В. Мултановский уровни обобщения связывает со структурными элементами системы знаний, акцентируя при этом внимание на теории и обобщающем понятии «взаимодействие» [8].
При освоении бакалаврами дисциплины «Физика Земли» в вузе считаем необходимым предоставлять им структуру темы (раздела) дисциплины, выделяя при этом основные понятия, законы, теории и связывая изучение материальных объектов с теорией познания. Предоставляя обучающимся при освоении ими дисциплины «Физика Земли» пояснение, каким образом идет процесс познания, как возникают понятия (1-я ступень познания), как открываются законы (2-я ступень познания), создаются теории (3-я ступень познания), формируется физическая картина мира (4-я ступень познания), а также, как формируется система знаний, совместно с обучающимися составляем словарь о значении общенаучных терминов; знакомим (напоминаем) с содержанием обобщенных планов изучения структурных элементов системы физических знаний [9]. Планы обобщенного характера позволяют осуществить единый подход к изучению явлений, физических величин, законов, теорий при освоении ООП по дисциплине «Физика Земли». Овладение этими планами дает бакалаврам надежный ключ к самостоятельному изучению законов, процессов в новой ситуации, в том числе профессиональной направленности. Кроме
того, бакалавры приобретают эффективные, регулярные, оптимальные приемы мышления и памяти. Следовательно, планы обобщенного характера являются одним из средств систематизации и обобщения знаний бакалавров профиля подготовки «Управление недвижимостью» по дисциплине «Физика Земли».
Но недостаточно только объяснить единый подход к структурным элементам системы знаний. Содержание лекций также строится с опорой на обобщенные планы, при этом совместно с бакалаврами расставляем акценты, какие пункты плана им известны из школьного курса физики, какие раскрываем на лекции, а на какие пункты, обучающиеся должны самостоятельно найти ответ при подготовке к практическим и лабораторным занятиям. В процессе освоения обучающимися дисциплины «Физика Земли» требуем от них систематического использования планов при проведении всех видов учебных занятий.
К одному из средств систематизации и обобщения знаний мы относим 103 разработку требований к усвоению фундаментальных физических понятий. Рассмотрим содержание понятия «энтропия».
1. Энтропия — функция состояния (доказать, что изменение энтропии не зависит от пути перехода системы из одного состояния в другое).
2. Энтропия аддитивна, т.е. изменения энтропии системы равно сумме изменений энтропии отдельных элементов системы
М = Д^ + ДО2 +... + .
3. Энтропия изолированной системы при необратимых процессах растете ДО > 0.
104
4. Выяснить понятия: «микросостояние», «макросостояние», «термодинамическая вероятность».
5. Связь энтропии с термодинамической вероятностью
S = кh P + const.
6. Определение понятия «энтропия»: энтропия — это функция состояния, однозначно определяющая состояние термодинамической системы, являющаяся мерой беспорядка в системе и равная отношению бесконечно малого приращения количества теплоты к температуре системы.
Критерии, выраженные в требованиях к ответу о фундаментальном понятии, мы сообщаем студентам на лекции в начале процесса формирования понятия; объяснение ведется по изложенному плану или основные признаки понятия обобщаются в конце изучения темы.
Основные требования к понятию включены в планы семинарских занятий для того, чтобы бакалавры могли их использовать при подготовке к занятию.
По мнению авторов данной статьи, единый подход к изучению основных структурных элементов физических знаний при освоении обучающимися дисциплины «Физика Земли» является эффективным.
Об этом говорит результаты исследования, проведенного на базе ЧОУ ВО «Южно-Уральский институт управления и экономики» в 2015-2016 и 2016-2017 учебных годах. Как правило, в экспериментальных группах обучающиеся при ответах на вопросы: «понятие внутренней энергии», «понятие энтропии», «первый и второй закон термодинамики» используют планы обобщенного характера, требования к основным понятиям. В контрольных и экспериментальных группах в конце семестра были даны программированные задания следующего содержания: «Из всех приведенных ниже суждений об энергии и внутренней энергии составьте правильный, последовательный и логический ответ на вопрос „Дать понятие внутренней энергии"». Ответ дается в виде записи правильных и последовательных суждений. Все выбранные суждения нужно расположить в логической последовательности изложения ответа на поставленный вопрос. После формулировки вопроса приводилось 15 суждений об энергии. Цель проведения таких заданий: проверить усвоение основных признаков и объема понятия; умение обобщать и систематизировать полученные знания.
Таблица 2
Коэффициент полноты усвоения «внутренняя энергия»
Группы Коэффициент полноты усвоения Количество студентов, показавших правильную последовательность суждений (в % от общего количества опрошенных)
2015-2016учебный год
Контрольная (К1) Ззу 201 0,37 30
Экспериментальная (Э1) Ззу 202 0,51 66
2016-2017учебный год
Контрольная (К2) Ззу 202 0,42 30
Экспериментальная (Э2) Ззу 201 0,53 66
Рис. Пример изучения явлений переноса
Результаты исследования помещены в таблице 2.
Как видно из таблицы 2, обучение бакалавров единому подходу к усвоению структурных элементов физических знаний, лежащих в основе дисциплины «Физика Земли», логической последовательности суждений оказывает положительное; влияние на величину сохраняющейся информации (выходной тезаурис).
Знания о структурных элементах физических знаний можно систематизировать и обобщать с помощью графов. Рассмотрим пример изучения явлений переноса. С помощью графа изображается ход изучения понятия «явление переноса» (рис.).
Данные проведенного эксперимента доказывают, что использование приемов систематизации и обоб-
щения знаний в процессе освоения бакалаврами дисциплины «Физика Земли» способствует повышению коэффициента полноты усвоения знаний. В таблице 3 помещены результаты исследования по основным понятиям и явлениям раздела «Тепловое поле Земли».
Итак, исходя из требований ФГОС ВО, ООП профиля подготовки «Управление недвижимостью» уровня бакалавриата, профессионального стандарта, образовательной парадигмы информационного общества исключительно важное значение 105 приобретает вопрос организации планомерной и целенаправленной работы по систематизации и обобщению знаний и умений обучающихся высшей школы, обеспечивающих целостное представление о мире, со-
Таблица 3
Коэффициенты полноты усвоения знаний по разделу «Тепловое поле Земли»
Структурные элементы системы физических знаний Коэффициенты полноты усвоения знаний
контрольные группы экспериментальные группы
(К1) (К2) (Э1) (Э2)
Тепловое поле Земли 0,42 0,37 0,48 0,55
Явления переноса 0,26 0,32 0,47 0,63
Явления термического характера 0,45 0,57 0,62 0,59
Коэффициент температуропроводности 0,23 0,19 0,32 0,55
действующих формированию у них профессиональных умений. Данную работу необходимо проводить при освоении бакалаврами всех курсов как общеобразовательных, так и профессиональных, предусмотренных учебным планом.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Васильев, К.И. Профессиональная педагогическая направленность обучения и воспитания в педагогическом вузе [Текст] / К.И. Васильев // Вопросы профессиональной подготовки студентов педвузов и университетов / под ред. В.С. Грибова. — М.: Педагогика, 1978. — С. 68-76.
2. Давыдов, В.В. Виды обобщения в обучении [Текст] / В.В. Давыдов. — 2-е изд. — М.: Педагогическое общество России, 2000. — 480 с.
3. Звягин, А.Н. Совершенствование систематизации знаний учащихся в процессе обучения в средней школе: автореф. дис... канд. пед. наук [Текст] / А.Н. Звягин. — Челябинск, 1980. — 19 с.
4. Лазарев, Г.И. Молодой специалист на рынке труда: ожидания выпускника и взгляд работодателя [Текст] / Г.И. Лазарев [Электронный ресурс]. — URL: http://
106 [email protected] (дата обращения: 10.10.2017).
5. Мултановский, В.В. Проблема теоретических обобщений в курсе физики средней школы: дис. д-ра пед. наук [Текст] / В.В. Мултановский. — Киров, 1978. — 378 с.
6. Справочная информация: «Профессиональные стандарты» (Материал подготовлен специалистами КонсультантПлюс) [Электронный ресурс]. — URL: http://www. consultant.ru/document/cons_doc_LAW_1 57436 (дата обращения: 10.10.2017).
7. Уемов, А.И. Формальные аспекты систематизации знания и процедур его развития // Системный анализ и научное знание [Текст] / А.И. Уемов / под ред. Д.П. Горского. — М.: Наука, 1978. — С. 95-141.
8. Усова, А.В. О систематизации знаний студентов по физике [Текст] / А.В. Усова,
В.В. Завьялов // Совершенствование процесса обучения физике в средней школе. Вып. 4. — Челябинск, 1977. — С. 107-114.
9. Усова, А.В. Формирование у школьников научных понятий в процессе обучения [Текст] / А.В. Усова. — 2-е изд. — М.: Изд-во университета РАО, 2007. — 309 с.
REFERENCES
1. Davydov V.V., Vidy obobshhenija v obuche-nii, 2nd., Moscow, Pedagogicheskoe obsh-hestvo Rossii, 2000, 480 p. (in Russian)
2. Lazarev G.I., Molodoj specialist na rynke truda: ozhidanija vypusknika i vzgljad rabo-todatelja, available at: http://prof.center@ vvsu.ru (accessed: 10.10.2017). (in Russian)
3. Multanovskij V.V., Problema teoreticheskih obobshhenij v kurse fiziki srednej shkoly, ScD dissertation (Pedagogy), Kirov, 1978, 378 p. (in Russian)
4. Spravochnaja informacija: "Professionalnye standarty" (Material podgotovlen specialistami KonsultantPljus), available at: http://www.con-sultant.ru/document/cons_doc_LAW_157436 (accessed: 10.10.2017). (in Russian)
5. Uemov A.I., "Formalnye aspekty sistem-atizacii znanija i procedur ego razvitija", in: Sistemnyj analiz i nauchnoe znanie, ed. D.P. Gorskogo, Moscow, Nauka, 1978, pp. 95-141. (in Russian)
6. Usova A.V., Formirovanie u shkolnikov nauchnyh ponjatij v processe obuchenija, 2nd., Moscow, 2007, 309 p. (in Russian)
7. Usova A.V., Zavjalov V.V., "O sistematizacii znanij studentov po fizike", in: Sover-shenst-vovanie processa obuchenija fizike v srednej shkole, Vyp. 4, Cheljabinsk, 1977, pp. 107114. (in Russian)
8. Vasilev K.I., "Professionalnaja pedagogi-cheskaja napravlennost obuchenija i vospi-tanija v pedagogicheskom vuze", in: Voprosy professionalnoj podgotovki studentov pedvu-zov i universitetov, ed. VS.Gribova, Moscow, Pedagogika, 1978, pp. 68-76. (in Russian)
9. Zvjagin A.N., Sovershenstvovanie sistematizacii znanij uchashhihsja v processe obuchenija v srednej shkole, Extended abstract of PhD dissertation (Pedagogy), Cheljabinsk, 1980, 19 p. (in Russian)
Крайнева Светлана Васильевна, кандидат биологических наук, доцент, кафедра информационных, математических и естественнонаучных дисциплин, Южно-Уральский институт управления и экономики, [email protected] Kraineva S.V., PhD in Biology, Associate Professor, Information, Mathematics and Natural Sciences Department, South Ural Institute of Management and Economics, [email protected]
Шефер Ольга Робертовна, доктор педагогических наук, доцент, профессор, кафедра физики и методики обучения физике, Южно-Уральский государственный гуманитарно-педагогический университет, [email protected] Shefer O.R., ScD in Education, Associate Professor, Professor, Physics and Methods of Teaching Physics Department, South Ural State Humanitarian-Pedagogical University, shefer-olga@ yandex.ru
1G7
