CC BY
15Е.А. Гончар, В.Ю. Горбунова, О.В. Гумерова
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ГЕНЕТИКОВ: ДИДАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
Ключевые слова: профессиональная подготовка генетиков, дидактическая многомерная технология, логико-смысловое моделирование, логико-смысловая модель, технология контекстного обучения.
Аннотация: В статье рассматривается внедрение в образовательный процесс профессиональной подготовки генетиков многомерной дидактической технологии: внедрение логико-смысловых моделей в преподавание общепрофессиональных и специальных дисциплин; подготовка студентов к использованию дидактической многомерной технологии в обучении биологии в школе; разработка студентами логико-смысловых моделей по темам выпускных квалификационных работ. Разработан обучающий модуль «Многомерная дидактическая технология» для формирования у студентов умений логико-смыслового моделирования, педагогической визуализации и контекстного обучения. Экспериментальная работа включает апробацию модуля, а также установление корреляции между уровнем невербального Ю студентов и качеством выполненных ими логико-смысловых моделей.
Драматичная история развития генетики в России обусловила относительно позднее становление этого направления высшего профессионального образования в отечественных вузах (в том числе в БГПУ имени М. Акмуллы), поэтому модели профессиональной подготовки специалистов-генетиков формировались в течение последних десятилетий. В связи с переходом высшего образования на новые образовательные стандарты, требуется пересмотр традиционных знаниевых моделей профессиональной подготовки специалистов в ином компетентностном формате, с бережным отношением к сложившимся традициям. Так, во ФГОС ВПО по направлению 06.03.01 «Биология» регламентируются общекультурные, обшепрофессиональные и профессиональные компетенции, которые должны быть сформированы у выпускников в результате освоения программы бакалавриата. Профессиональная подготовка по профилю целиком выносится в вариативную часть программы, поэтому для педагогического обоснования модулей учебных дисциплин и практик необходимо сначала изучить предметную профессиональную область «Генетика» в качестве цели профильного образования студентов.
В общем виде профессиональная подготовка бакалавров-генетиков базируется на предметной области, составляющими которой являются:
1) система знаний и методов биологических наук с расширенной подсистемой генетических научных дисциплин;
2) виды профессиональной деятельности специалиста-генетика, реализуемые на производствах, использующих биологические, биоинженерные, биомедицинские и природоохранительные технологии, а также в сфере генетических научных исследований широкого спектра; это, согласно ФГОС ВПО, научно-исследовательская, научно-производственная и проектная, организационно-управленческая и информационно-биологическая деятельность;
3) педагогическая деятельность, включающая подготовку и проведение занятий по биологии, экологии, химии в общеобразовательных организациях, экскурсионную, просветительскую и кружковую работу.
Если цель профессиональной подготовки ясна, то проблема - «Как сформировать профессиональные компетенции у студентов?» - еще требует своего осмысления и новых дидактических решений. Как спроектировать и реализовать на практике образовательный процесс, в котором студенты проявят навыки системного владения (то есть на уровне компетенций) знаниями, универсальными учебными и предметными действиями в ситуациях решения учебных, а затем и профессиональных задач? Поиск ответа логично начинать с описания тех дидактических аспектов образовательного процесса, где у студентов наблюдаются трудности в ситуациях освоения профессионально-направленных знаний и действий, их практического применения, а затем переходить к выбору педагогических подходов, которые могут обеспечить условия для совершенствования образовательного процесса,
пеппгогичесний журнал спшнортостпнп ы 2(57). я015 §®§®а®е
нацеленного на достижение студентами компетентностного результата профессиональной подготовки.
Первый дидактический аспект характеризуется многоплановостью научного содержания образования студентов, обусловленной современным теоретическим и прикладным значением генетики как науки, занимающей центральное место в современной биологии. Генетика изучает явления наследственности и изменчивости, которые в большой степени определяют все главные свойства живых существ, поэтому ее достижения входят важной составной частью почти во все биологические дисциплины, где жизнь изучается на всех уровнях организации: атомном, молекулярном, хромосомном, клеточном, тканевом, органном, организменном, популяционно-видовом, экосистемном и биосферном. В связи с этим в обучении у студентов наблюдаются трудности систематизации разноуровневых знаний об организации жизни, многие из них не усматривают связи между этими знаниями, распределенными во множестве учебных дисциплин. Эти трудности обнаруживаются при применении сначала студентом, а потом молодым специалистом знаний на компетентностом уровне при решении профессиональных задач.
Второй дидактический аспект базируется на основном педагогическом противоречии профессионального образования генетика, когда овладение профессиональной деятельностью должно быть обеспечено в рамках иной по своей сути учебной деятельности (сложность формирования социальных навыков выпускников; трудности применения знаний и умений, «рассыпанных» по множеству учебных дисциплин в профессиональной деятельности; слабое развитие профессиональной мотивации [6]). В традиционной модели профессиональной подготовки генетиков разрешение данной проблемы выносится на производственную практику старших курсов, а также выполнение выпускной квалификационной работы. Трудность же заключается в том, что на производственной практике и при выполнении выпускной квалификационной работы не все студенты демонстрируют достижение необходимого компетентностного уровня учебно-профессиональной деятельности, так как зачастую не понимают смысла выполняемой работы и, прежде всего, научно-исследовательской деятельности, не принимают участия в ее планировании и реализации с позиции субъекта.
Третий дидактический аспект отражает специфическое проблемное поле педагогической деятельности, к выполнению которой студенты должны быть подготовлены в вузе. По нашим наблюдениям, большинству из студентов трудно переходить с уровня «большой» биологии на уровень «общеобразовательной» биологии, то есть популяризировать научные знания, а также проектировать деятельность учащихся на современном уроке биологии, тем более в условиях отсутствия в вузовском учебном плане школьной педагогической практики.
Таким образом, анализ дидактических аспектов показывает, что причины затруднений студентов располагаются в двух плоскостях, и для их преодоления требуются, соответственно, два различных педагогических подхода. В первой плоскости - недостаточные способности многих студентов осуществлять сложные умственные действия, а также эффективно актуализировать необходимые знания при решении учебных и профессиональных задач. Отсюда потребность использования в процессе обучения дидактических средств визуализации - инструментов, помогающих систематизировать новые знания, и связывающих их с уже имеющимися по другим дисциплинам, обеспечивая тем самым студентов способом «свертывания» и «развертывания» знаний. Такие инструменты основаны, в первую очередь, на когнитивной визуализации знаний, когда мыслеобразы знаний формируются во внутреннем плане учебной деятельности и материализуются при вынесении во внешний план в ходе изучения учебной темы или выполнения задания. Протекающие в высоком темпе сложные психические процессы восприятия, осмысления, запоминания знаний поддерживаются визуализиро-
ванными мыслеобразами когнитивного характера, что помогает студентам распоряжаться ресурсами мышления, его вербальным и образным компонентами.
Во второй плоскости - причина трудностей студентов, как то: отсутствие дидактически спланированного поэтапного перехода студентов от учебной деятельности к профессиональной, с постепенной трансформацией учебной деятельности в учебно-профессиональную путем овладения компетенциями в условиях квази-профессиональной деятельности [6]. К таким условиям относятся: профессионально-направленные практические задания; проблемные ситуации, имитирующие производство или научное исследование; преемственность содержания профессионально-направленного опыта, осваиваемого студентами на лабораторных практикумах, учебной и производственной практиках, при выполнении курсовых проектов и выпускных квалификационных работ. По нашему мнению, для преодоления отмеченных трудностей в первом случае необходимы технологии педагогической визуализации, а во втором - технология контекстного обучения. В данной статье рассматривается внедрение в профессиональную подготовку будущих генетиков одной из технологий педагогической визуализации, проблема же ее интеграции с технологией контекстного обучения требует специального исследования.
Изучение методов педагогической визуализации показывает, что наиболее универсальным является метод логико-смыслового моделирования, имеющий глубокие методологические корни: антропокультурные, социокультурные и информационные. Логико-смысловые модели реализуют все три принципа когнитивной визуализации: структурирование знаний, связывание элементов знаний, свертывание обозначения элементов знаний. Они обладают высокой плотностью упаковки информации, компактностью и универсальностью, используются для поддержки различных этапов учебной деятельности (восприятие, переработка, хранение, воспроизведение и т. п.). Благодаря объединению смыслового и логического компонентов образуется информационная образно-понятийная модель представления знаний на естественном языке, ключевые слова которой могут дополняться или замещаться формулами, знаками, пиктограммами и другими обозначениями знаний. Внедрение в практику логико-смысловых моделей (ЛСМ) является целью дидактической многомерной технологии (ДМТ), реализующей когнитивные принципы визуального представления знаний и важные дидактические функции: иллюстративные, регулятивные, моделирующие и другие [8]. Логико-смысловое моделирование широко применяется в научно-исследовательской и педагогической деятельности. В настоящее время продолжается разработка теории дидактической многомерной технологии, обобщается обширный опыт ее применения в общем и высшем образовании. Особенно востребована данная образовательная технология в области медицинского образования (родственного генетическому образованию), где существует большая потребность в инструментах, обеспечивающих систематизацию, алгоритмизацию, логизацию и визуализацию профессиональных знаний и умений студентов адекватно современным медицинским технологиям и требованиям общества, а также физиологическим возможностям человеческой памяти [1].
Изложенные обстоятельства обусловливают использование дидактической многомерной технологии в профессиональной подготовке бакалавров по направлению 06.03.01 «Биология», профиль «Генетика». Совершенствование профессиональной подготовки генетиков с помощью дидактической многомерной технологии достигается решением следующих исследовательских задач:
- обосновать направления применения дидактической многомерной технологии в профессиональной подготовке будущих генетиков;
- разработать обучающий модуль по основам дидактической многомерной технологии;
- разработать критерии оценки качества логико-смысловых моделей;
- исследовать причины, обусловливающие уровень овладения студентами умением проектировать логико-смысловые модели.
пеппгогичесний журнал спшнортостпнп ы 2(57). sois sssss.
Подготовка специалистов-генетиков на кафедре генетики БГПУ имени М. Акмуллы охватывает деятельность преподавателей по проектированию и использованию логико-смысловых моделей при преподавании дисциплин «Общая генетика», «Генетика и селекция», «Современные проблемы биологии», «Экологическая генетика», «Генетическая рекомбинация», «История и методология генетики». Студенты изучают дидактическую многомерную технологию в курсе «Методика и технология обучения биологии»; на завершающем этапе профессиональной подготовки разрабатывают под руководством преподавателей логико-смысловые модели по темам выпускных квалификационных работ [3, 4].
Анализ результатов образовательной практики позволяет видеть, что в профессиональной подготовке генетиков дидактическая многомерная технология может эффективно использоваться по трем направлениям.
1. В преподавании общебиологических и специальных дисциплин: на начальном этапе изучения дисциплины логико-смысловые модели используются преподавателем в качестве ориентирующей основы для студентов, помогающей им структурировать новые знания. На промежуточных и заключительном этапах изучения дисциплины логико-смысловые модели разрабатываются студентами в качестве развернутой модели курса или его разделов -анализ / синтез знаний, обобщение, организация контроля за результатами обучения.
2. Основы дидактической многомерной технологии изучаются и апробируются студентами в курсе теории и методики обучения биологии в качестве одной из инновационных образовательных технологий.
3. При выполнении студентами выпускной квалификационной работы первая логико-смысловая модель отражает суть проводимого генетического исследования (в качестве исследовательского инструмента и эффективного способа наглядного представления смысла и логики работы на ее защите), а вторая - демонстрирует способ использования теории и результатов исследования в преподавание школьной биологии на базовом или профильном уровне.
Благодаря этому, профессиональная подготовка будущих генетиков совершенствуется как в знаниевом, так и в деятельностном компонентах образования. Дидактическая многомерная технология обеспечивает интерактивный характер преподавания, поскольку в образовательном процессе визуализируются и структура знаний, и способ решения учебных и учебно-профессиональных задач, что является основой обсуждения, проблемной дискуссии, мозгового штурма и способствует развитию у студентов способности к творчеству в его научном, методическом и дизайнерском аспектах.
Оценивая предшествующий опыт внедрения дидактической многомерной технологии в профессиональную подготовку генетиков как положительный, необходимо отметить и существующие проблемы. Так, анализ логико-смысловых моделей из выпускных квалификационных работ и мнений преподавателей о результатах деятельности студентов в области логико-смыслового моделирования выявил следующие трудности: неготовность части студентов к самостоятельному моделированию; логические и смысловые ошибки в моделях; небрежное графическое оформление. Вывод: для успешного преодоления отмеченного необходимы специальные условия обучения студентов основам логико-смыслового моделирования для формирования соответствующих умений на уровне компетенции. С этой целью в рамках дисциплины «Технологии и методики обучения биологии» разработан образовательный модуль «Дидактическая многомерная технология» (3-й курс; 18 часов). Изучая его, студенты знакомятся с историей создания дидактической многомерной технологии, ее основными положениями; учатся проектировать логико-смысловые модели; овладевают умением построения моделей в программе Corel Draw. В эксперименте участвовали 20 студентов 3-го курса направления «Биология», профиль «Генетика». В таблице 1 приводится реализованное на практике планирование лекционных и практических занятий модуля с указанием часов и содержания обучения. Изучение теоретического содержания модуля
«Дидактическая многомерная технология» строилось на основе работ автора [7] и материалов Научной лаборатории дидактического дизайна - сайт http://dd.oprb.ru. После знакомства с теорией, студенты учились применять ее на практике, а именно осуществляли проектирование пяти логико-смысловые моделей.
Таблица 1
Планирование модуля «Дидактическая многомерная технология»_
№ Тема занятия Вид занятия, часы Содержание
1 Дидактическая многомерная технология Лекция 2 часа История создания дидактической многомерной технологии. ДМТ как универсальная образовательная технология. Теория логико-смыслового моделирования
2 Основы проектирования логико-смысловых моделей Лекция 2 часа Порядок проектирования ЛСМ. Анализ готовых моделей
3 Логико-смысловое моделирование в обучении биологии. ЛСМ как инструмент научного исследования Лекция 2 часа Использование ЛСМ в образовании. Опыт применения ЛСМ в обучении биологии. Логико-смысловое моделирование в научно-исследовательской деятельности
4 Проектирование ЛСМ по биографиям великих ученых-биологов Практическое занятие 2 часа Разработка в группах по 4-6 человек ЛСМ по биографиям известных ученых-биологов по темам «В.И. Вернадский и его научное наследие», «Н.И. Вавилов и его научное наследие», «И.И. Мечников и его научное наследие» (проблемная дискуссия в группе)
5 Создание моделей в программе CorelDraw Практическое занятие 2 часа Выполнение ЛСМ по биографиям ученых-биологов в программе CorelDraw. Задание СРС: разработать ЛСМ «Основы экологии» по разделу учебника по общей биологии для 10-11 классов
6 Моделирование знаний по генетическим дисциплинам. Проектирование ЛСМ по теме «Митоз» Практическое занятие 2 часа Совместное с преподавателем моделирование междисциплинарных знаний по теме «Митоз» (интерактивная лекция, проблемная дискуссия). Задание СРС: разработать ЛСМ по теме «Мейоз»
7 Критерии оценки качества выполнения ЛСМ Практическое занятие 2 часа Обоснование критериев оценки качества выполнения ЛСМ. Оценка и самооценка на их основе выполненных ЛСМ по теме «Мейоз». Обсуждение удачных решений и ошибок (проблемная дискуссия). Задание СРС: разработать ЛСМ по теме «Матричные процессы» (вариант 1)
8 Проектирование ЛСМ «Матричные процессы» Практическое занятие 2 часа Оценка и самооценка выполненных ЛСМ по теме «Матричные процессы» (вариант 1). Обсуждение вариантов моделирования (проблемная дискуссия). Задание СРС: с учетом замечаний разработать ЛСМ по теме «Матричные процессы» (вариант 2)
9 Итоговое занятие Практическое занятие 2 часа Подведение итогов изучения модуля «Дидактическая многомерная технология в обучении биологии». Оценка и самооценка выполненных ЛСМ по теме «Матричные процессы» (вариант 2)
Первую ЛСМ студенты выполняли в малой группе (4-6 человек); учебная задача -систематизировать информацию о жизненном пути и научном наследии выдающихся ученых-биологов. На несложном примере студенты осваивали принцип многомерности смыслового поля темы и логику построения ЛСМ (первая координата - начальная, восьмая -итоговая; порядок расположения узловых элементов - от центра к периферии). Преподаватель выступал в роли консультанта; в процессе групповой дискуссии студенты разрабатывали черновики логико-смысловых моделей. На следующем практическом занятии в компьютерном классе студенты, работая в паре, учились оформлять ЛСМ в программе Corel Draw. Вторая ЛСМ по теме «Основы экологии» выполнялась студентами самостоятельно на основе информации учебника по общей биологии за 10-11-й классы. Учебная задача была сложнее: правильно выделить координаты и узловые элементы, охватив все смысловое
аепагогичесний журнал Башкортостана ы 2(57). sois ssssss*
поле основ экологии, представить их логическую последовательность; соблюсти иерархию понятий. Третья ЛСМ - «Митоз» - проектировалась на доске преподавателем совместно со студентами, при этом озвучивалась логика рассуждений, дискутировались спорные моменты. На этом этапе решалась учебная задача нового уровня: «собрать» в одной модели знания по нескольким общепрофессиональным и профильным дисциплинам 1-3 курсов, относящихся к процессу митоза. Четвертая ЛСМ - «Мейоз» - выполнялась студентами самостоятельно, учебная задача во многом была аналогична предыдущей, однако, как показал эксперимент, правильно выполнить ее студентам оказалось непросто. Потребовалось коллективное обсуждение индивидуальных вариантов выполнения ЛСМ, в ходе которого преподавателем выявлялись причины смысловых и логических ошибок. Перед обсуждением результатов выполнения этого задания преподавателем были представлены «Критерии оценки качества выполнения логико-смысловых моделей», по которым и проводилась оценка ЛСМ (рассматриваются в статье ниже).
Задание по проектированию ЛСМ «Матричные процессы» также подразумевало систематизацию междисциплинарных знаний, одновременно являясь формой итогового контроля (проект) по дисциплине «История и методология генетики». Первый вариант этих ЛСМ выполнялся студентами полностью самостоятельно, и в своей массе имел невысокое качество. Поэтому преподаватель, не рассматривая каждую работу отдельно, организовал обсуждение, вычерчивая на доске эскиз ЛСМ и отмечая некоторые координаты и узловые элементы, которые «выпали» в моделях студентов. Задавая студентам проблемные вопросы, он направлял с помощью ЛСМ их мыслительный процесс. Завершающей учебной задачей модуля была (с учетом результатов обсуждения) разработка второго варианта ЛСМ «Матричные процессы», оценка которого показала, что уровень выполнения студентами второго варианта моделей значительно выше первого (но не одинаково высокий у всех). Соответственно, возникает вопрос: почему одни студенты справляются с задачами логико-смыслового моделирования лучше, а другие хуже и от чего зависит уровень овладения студентами умением логико-смыслового моделирования? Чтобы ответить на него, необходимо рассмотреть критерии оценки качества выполнения логико-смысловых моделей.
Критерии оценки качества выполнения логико-смысловых моделей необходимы для диагностики результатов обучения, а именно: для определения уровня овладения студентами умением логико-смыслового моделирования и проведения корректирующих действий в процессе обучения студентов основам дидактической многомерной технологии. Критерии были сформированы на базе теории логико-смыслового моделирования, а также на основе анализа смысловых, логических и оформительских ошибок, допускаемых студентами в процессе работы (табл. 2).
Таблица 2
Критерии оценки качества выполнения логико-смысловых моделей_
Названия критериев Характеристика уровней реализации критерия Баллы
1.Общая структура ЛСМ неправильная нумерация координат, нарушена логика К1 (вводная) и К8 (итоговая) 1
координаты выделены верно; нарушен порядок расположения узлов (надо от центра к периферии) 2
структура ЛСМ соответствует требованиям 3
II. Раскрытие в модели смыслового поля темы тема не раскрыта (выпадение значимых разделов) 1
тема раскрыта не полностью (выпадение отдельных частных вопросов) 2
тема раскрыта полностью, охвачены все разделы и частные вопросы 3
III. Смысл и логика в координатах: названия координат соответствуют не главным разделам знаний, а отдельным частным вопросам; отсутствует или плохо просматривается логика в их порядке выделения от К1 до К8 1
названия координат соответствуют главным разделам знаний, прослеживается логика в порядке их выделения, но названия координат 3 и более координат громоздкие, неточные 2
все верно по разделам знаний, емкие и точные названия координат 3
IV. Смысл и логика в узлах модели: недостаточное или избыточное количество узлов, нарушена логика их выделения в модели; характерны громоздкие названия (больше 3 слов); отмеченные ошибки имеют 3 и более координат 1
есть отдельные небольшие недостатки в логике и полноте раскрытия темы в узлах не более чем в 2 координатах 2
с логикой выделения узлов все в порядке, их названия емкие и точные. 3
V. Смысл и логика в линиях связей модели линий связей в модели нет, хотя несколько требуется 1
линии связей есть, но можно было бы провести еще 2
линии связей показаны полностью, они уместны по смыслу и логичны 3
VI. Оформление и восприятие модели неправильное размещение и ориентация названий координат и узлов; неравномерно распределен текст внутри модели 1
названия правильно размещены и ориентированы, равномерно распределен текст; восприятие портят мелкие недочеты, т.е. смещение узлов, «скученность названий» в 1-2 координатах и пр. 2
модель красивая, хорошо воспринимается и читается; отличное исполнение в программе CorelDraw 3
Максимально возможная оценка ЛСМ - 18 баллов, минимальная - 6 баллов. Эти баллы позволяют оценить уровень владения студентами логико-смысловым моделированием как: высокий (18-15 баллов), средний (14-10 баллов) и низкий (9-6 баллов). На основании данных критериев выполнена оценка всех разработанных студентами логико-смысловых моделей. В качестве примера на рисунке 1 представлена удачная ЛСМ по тематике «Биографии великих ученых-биологов».
семья
(K2
этапы жизни
K3
Реабилитаци
Тюремное заключение-^ и гибель
персона
н.и.вавилов и его научное наследие
В.Е.Писарев (1882-1972 гг.) -селекционер, генетик
И.А.Веселовский (1889-1986 гг.) - селекционер
Ф.Х.Бахтеев (1905-1982 гг.) - биолог-селекционер
Е.Н.Синская (1889-1965 гг.) - генетик, ботаник-систематик, селекционер, эколс
М.И.Хаджинов (1899-1980 гг.) - генетик, селекционер
окружение
П.М.Жуковский (1888-1975 гг.) -ботаник, генетик, эволюци онист
Т.Д.Лысенко (1898-1976 гг.) -создатель псевдонаучного направления агробиологии
Е.С.Якуш^вский (1902-1989 гг.) - ученый-селекционер РЭ.Регель (1867-1920 гг.)\ основатель прикладной ботаники
результаты экспедиций
K5
- Стипендия им. Н.И.Вавилова
- Международные школы, посвященные памяти Н.И.Вавилова
- Ежегодные Вавиловские чтения
Г.Д.Карпеченко (1899-1941 гг.) -генетик
память
ученики
научные достижения
Рис.1. Логико-смысловая модель «Н.И. Вавилов и его научное наследие» (Э. Гимранов, студент 3-го курса направления «Биология», профиль «Генетика»)
аепагогический журнал Башкортостана ы 2(57). sois sssss.
Данная модель иллюстрирует многомерность жизни и научного наследия выдающегося ученого-биолога Н.И. Вавилова; ее логический элемент выполнен в «солярной» коорди-натно-матричной форме рекурсивного типа для размещения понятий и смысловых связей между ними. ЛСМ спроектирована согласно сценарию логико-смыслового моделирования: от К1 (вводная координата) до К8 (итоговая координата), узлы модели размещаются от центра к периферии, все смысловые связи уместны и достаточны [7, 22]. Модель хорошо воспринимается и прочитывается; тщательно оформлена в программе Corel Draw, по принятым критериям она оценивается в 18 баллов, - следовательно, ее автор овладел умением логико-смыслового моделирования на высоком уровне.
Ниже, в таблице 3, приводятся результаты оценки уровней овладения студентами логико-смысловым моделированием на основе оценки качества ЛСМ, выполненных самостоятельно. Это - ЛСМ «Основы экологии», разработанная по материалам учебника по общей биологии для 10-11-го классов, а также ЛсМ «Матричные процессы», выполненная студентами в двух вариантах (первый - пробный, второй выполнен после обсуждения ошибок).
Таблица 3
Уровни владения студентами умением логико-смыслового моделирования
Название темы ЛСМ Высокий уровень (18-15 баллов) Средний уровень (14-10 баллов) Низкий уровень (9-6 баллов)
Чел. Проценты Чел. Проценты Чел. Проценты
«Основы экологии» 3 15% 11 55% 6 30%
«Матричные процессы» (вариант 1) 2 10% 12 60% 6 30%
«Матричные процессы» (вариант 2) 7 35% 11 55% 2 14%
Аналогичные оценки качества выполнения первых двух моделей у одних и тех же студентов позволили предположить, что уровень овладения логико-смысловым моделированием зависит от интеллектуальных способностей студентов. В своих рассуждениях мы опирались на ранее полученные знания о наследуемости способностей к выполнению интеллектуальных задач, а именно: зависимости уровня развития невербального интеллекта человека от его генотипа [2]. Для проверки данной гипотезы были использованы результаты диагностики уровня невербального интеллекта у студентов, участвовавших в эксперименте. Для этого был применен интеллектуальный тест Р. Кеттелла как инструмент оценки: интеллекта при приеме на работу, прогноза успешности профессионального переобучения, выбора уровня образования, оценки интеллектуального развития и выявления причин неуспеваемости учащихся. Для выделения групп испытуемых по уровню развития невербального интеллекта использовалась следующая градация Ю: 90-100 баллов - «норма»; 110-120 баллов - «способные»; 121-140 баллов - «одаренные»; 143-150 баллов - «талантливые»; 151 балл и выше - «гениальные». Распределение студентов по данным группам показано в таблице 4, из которой видно, что подавляющее большинство студентов экспериментальной группы относится к «одаренным». Средний балл Ю по экспериментальной группе равен 126,7±7,7.
Таблица 4
Распределение студентов по группам уровней развития невербального интеллекта
Количество студентов «Норма» 90-100 баллов «Способные» 101-120 баллов «Одаренные» 121-140 баллов «Талантливые» 141-150 баллов «Гениальные» 151 балл и >
Чел. % Чел. % Чел. % Чел. % Чел. %
20 человек 0 - 4 20 15 75 1 5 0 -
Далее был проведен корреляционный анализ с использованием коэффициента корреляции рангов Спирмена (ге) - непараметрического показателя, с помощью которого выявляется связь между рангами соответствующих величин в двух рядах измерений, в нашем
случае между уровнем невербального /О студентов и баллами, полученными ими за три логико-смысловые модели.
Напомним, что ранговая корреляция - это метод корреляционного анализа, отражающий отношение переменных, упорядоченных по возрастанию их значения. Наиболее часто коэффициенты ранговой корреляции применяются при анализе связей между признаками, измеряемыми в порядковых шкалах. Преимущество коэффициентов ранговой шкалы - возможность их использования независимо от характера распределения коррелирующих признаков. Первый этап расчета коэффициентов ранговой корреляции - ранжирование рядов переменных, которое начинается с расположения переменных согласно возрастанию их значений (разным значениям присваиваются ранги, обозначаемые натуральными числами). Если встречаются несколько равных по значению переменных, им присваивается усредненный ранг [5,144]. Коэффициент корреляции рангов Спирмена (гэ) определяется из уравнения:
г =1-6-
2Х
Ы- (V -1)
где 6- разность между рангами сопряженных признаков, а N -число пар.
Если полученный коэффициент близок к +1, то это значит, что оба ряда практически совпадают, а если он близок к -1, то можно говорить о полной обратной зависимости. Результаты корреляционного анализа сравниваемых распределений (оценка /О и баллы оценки качества выполнения трех ЛСМ) представлены в таблице 5.
Таблица 5
Название темы ЛСМ Коэффициент Спирмена, rs П = (N-2) Критические значения rs, p = 0,05 *
«Основы экологии» + 0,54 18 0,377
«Матричные процессы» (вариант 1) + 0,53 18 0,377
«Матричные процессы» (вариант 2) + 0,67 18 0,377
* достоверно при 5% значимости
Таким образом, полученные значения коэффициента корреляции рангов Спирмена (rs) позволяют утверждать, что относительно высокие баллы IQ у студентов соответствует высоким баллам оценки качества выполненных ими ЛСМ. И, наоборот, относительно низкие баллы IQ у студентов соответствует полученным ими невысоким баллам за ЛСМ. Так, корректирующие действия, предшествующие выполнению второго варианта ЛСМ «Матричные процессы» не привели к одинаково высоким результатам проектирования ЛСМ у всех студентов. Действительно, два студента (14 %), получившие низкие баллы за эту ЛСМ, имеют показатели IQ, значительно ниже среднего балла по группе (111 и 117 баллов). Также, по нашим наблюдениям, на качество выполнения логико-смысловых моделей влияет отношение студентов к работе: как правило, более старательные и ответственные из них лучше справились с заданиями.
Выполненное нами исследование позволяет сформулировать следующие выводы.
На основе анализа дидактических аспектов профессионального образования предлагаются два различных подхода к совершенствованию профессиональной подготовки будущих генетиков - технологии дидактической визуализации и технологии контекстного обучения. В данной работе показана возможность внедрения в образовательный процесс многомерной дидактической технологии, суть которой - использование в обучении логико-смыслового моделирования. Внедрение данной технологии в профессиональную подготовку генетиков целесообразно осуществлять по трем направлениям: применение логико-смысловых моделей в преподавании общепрофессиональных и специальных дисциплин; подготовка студентов к использованию дидактической многомерной технологии в обучении
пеппгогичесний журнал спшнортостпнп ы 2(57). so is sssssss
биологии в школе; разработка студентами логико-смысловых моделей по темам выпускных квалификационных работ. Для этого нами разработан обучающий модуль «Многомерная дидактическая технология», направленный на формирование умений логико-смыслового моделирования.
Уровень овладения студентами логико-смысловым моделированием непосредственно связан с их интеллектуальными способностями: студенты с относительно высоким уровнем развития невербального интеллекта лучше систематизируют знания на уровне понимания, способны «видеть» связи, понимают перспективы дальнейшего наращивания знаний; студенты с относительно низким уровнем развития невербального интеллекта испытывают затруднения в процессе логико-смыслового структурирования знаний - это, как правило, нарушения иерархии понятий в координатах и узлах ЛСМ, отсутствие или неполнота выявленных между ними связей. Использование лСм вне зависимости от уровня развития интеллекта студентов в качестве инструмента визуализации активизирует их мыслительные процессы, благодаря чему студенты, овладевшие умением логико-смыслового моделирования, способны выполнять анализ условий учебных и учебно-профессиональных задач, находить способ их решения, актуализировать необходимые для этого знания.
Разработанный образовательный модуль для обучения студентов основам дидактической многомерной технологии способствует повышению эффективности профессиональной подготовки будущих генетиков на всех трех упомянутых направлениях. Так, на первом направлении улучшается качество построения и оформления студентами ЛМС, что повышает эффективность использования моделей как контрольного инструмента усвоения знаний по дисциплине / комплексу дисциплин (так как студенты освоили алгоритм проектирования ЛСМ и компьютерную программу Corel Draw). На втором направлении студенты самостоятельно разрабатывают ЛСМ по школьной программе, показывают фрагменты уроков с их использованием. На третьем направлении - повышение качества разработанных студентами ЛСМ по темам выпускных квалификационных работ. В предшествующие годы модели, разрабатываемые студентами методом «проб и ошибок», часто содержали дефекты смыслового и логического характера; плохо воспринимались визуально (студенты недостаточно осознавали суть логико-смыслового моделирования и не обладали соответствующими дизайнерскими умениями).
Последующей (и перспективной!) задачей исследования является психолого-педагогическое обоснование интеграции дидактической многомерной технологии и технологии контекстного обучения при общепедагогической и предметной профессиональной подготовке генетиков, в том числе внедрение локальной методики формирования компетенции логико-смыслового моделирования, по сути общекультурной, способствующей формированию многих профессиональных и специальных компетенций у бакалавров-генетиков.
1. Галиев, Р.Г., Штейнберг, В.Э. Профессионально-педагогические проблемы медицинского образования. -Уфа : Изд-во БГПУ, 2009. - 174 с.
2. Горбунова В.Ю., Гумерова О.В. Молекулярно-генетические и средовые факторы в развитии когнитивных способностей человека // Материалы XI международной междисциплинарной научно-практической школы-конференции «Современные проблемы науки и образования, 2011. - С. 163-164.
3. Горбунова, В.Ю., Штейнберг, В.Э., Зарипова, Т.Ю., Тимофеева, О.В. Использование многомерных дидактических инструментов при изучении биологии // Биология в школе, 2007. - №7. С. 29-30.
4. Горбунова, В.Ю., Штейнберг, В.Э., Манько, Н.Н., Зарипова, Т.Ю. Совершенствование преподавания общей и медицинской генетики на основе инструментальной дидактики // Медицинская генетика, 2005. - Т.4. - №4.
5. Бурлачук, Л.Ф., Морозов, С.М. Словарь-справочник по психодиагностике. - СПб. : Питер Ком, 1999. - 528 с.
6. Вербицкий, А.А. Личностный и компетентностный подходы в образовании: проблемы интеграции / А.А. Вербицкий, О.Г. Ларионова. - М. : Логос, 2009. - 336 с.
7. Штейнберг, В.Э. Дидактическая многомерная технология (ДМТ). - Уфа : НЛДД, 2013. - 41 с. Режим доступа : http://dd.oprb.ru.
8. Штейнберг, В.Э. От логико-смыслового моделирования - к микронавигации в содержании учебного материала // Педагогический журнал Башкортостана, 2013. - № 2. С. 108-117.
