CC BY
52
УДК 378. 147: 51 Т. И. ФЕДОТОВА
Омский государственный технический университет
ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ, НАПРАВЛЕННОГО НА ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩЕГО ИНЖЕНЕРА_________________________________________
Статья посвящена особенностям организации процесса обучения математике в техническом вузе, направленного на формирование профессиональной компетентности будущего инженера.
Ключевые слова: профессиональная компетентность, лекция, практическое занятие, самостоятельная работа студентов, лабораторные занятия.
В настоящее время, в условиях перемен, к подготовке молодых специалистов в России предъявляются новые требования. Обществу необходимы высококвалифицированные, профессионально компетентные, творчески мыслящие, способные принимать правильные решения специалисты. А формирование современной профессиональной компетентности становится одной из основных функций всего процесса подготовки будущих инженеров. Поэтому особую актуальность приобретает модернизация системы высшего профессионального образования, которая требует поиска новых организационно-методических средств и технологий повышения качества подготовки специалистов.
Следует отметить, что в науке достаточно эффективно разрабатывается и разносторонне рассматривается проблема компетентности. Но вместе с тем до сих пор продолжаются научные споры о сущности компетентности, ее соотношения с компетенцией; обсуждается проблема ключевых, базовых и специальных компетентностей. С позиции нашего исследования, особый интерес представляют научные поиски путей формирования профессиональной компетентности.
Профессиональная компетентность — это интегральная характеристика личности специалиста, представляемая комплексом компетенций в профессиональной сфере деятельности, включающей его личностное отношение к ней и ее предмету.
Формированию профессиональной компетентности способствует математическое образование. Обязательными требованиями математического образования в вузе являются следующие: непрерывность изучения и применения математики; фундаментальность математической подготовки; ориентированность курса математики на практику; равноценность математической подготовки для всех форм обучения по одной и той же специальности; преемственность математической подготовки на всех ступе-
нях образования. В техническом вузе математика выступает как особая образовательная дисциплина, так как знания, полученные по математике, являются фундаментом для изучения других общеобразовательных, общеинженерных и специальных дисциплин.
В процессе обучения математике необходимо развивать интеллектуальные способности студентов, ориентироваться на формирование у них продуктивного мышления, профессионально значимых интеллектуальных умений. Приобретаемые студентами знания и умения должны стать инструментом для решения задач других дисциплин и в будущей профессии. Студенты должны быть готовы к самостоятельной деятельности по применению полученных знаний и их совершенствованию, к добыванию новых знаний. Таким образом, организация обучения, реализующего требования профессиональной направленности, предполагает активную учебно-познавательную деятельность студентов, характеризующуюся осознанным мотивированным интересом и самостоятельностью.
В учебном процессе по изучению математики в техническом вузе традиционно реализуются следующие виды занятий: лекции, практические занятия, самостоятельная работа студентов, лабораторные работы.
Лекция продолжает оставаться одной из важнейших форм обучения в вузе. На лекциях по математике студенты получают представления об историческом пути математической наук, об источниках ее понятий, о ее связи с практикой, о неизбежности ее прогресса и многом другом. Перед студентом раскрывается широкая перспектива использования математических методов в различных практических ситуациях, в познании окружающего мира.
Лекция предназначена для того, чтобы облегчить студенту понимание основных идей дисциплины, показать связи одной науки с другими отраслями знания,
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (78) 2009 МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ
МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (78) 2009
с актуальными проблемами наших дней, вселить в его сознание уверенность в собственных силах, а также привить интерес к дальнейшему познанию как уже открытого, так и неизвестного.
Заметим, что известные педагоги и ученые, преподававшие в инженерных вузах, всегда призывали наполнить содержание курса математики знаниями, иллюстрирующими связи теории с практикой. Так, Б. В. Гнеденко в 1981 г. писал: «В значительной степени сейчас лекции используют для того, чтобы систематически сообщать основной материал программы... Я придерживаюсь иной точки зрения и считаю, что лекция ... предназначена в первую очередь для того, чтобы облегчить студенту понимание основных идей дисциплины, развернуть перед ним связи одной науки с ... актуальными проблемами наших дней, вселить в его сознание уверенность в собственных силах, а также привить интерес к дальнейшему познанию как уже открытого, так и неизвестного. Встреча с лектором для студента должна состоять. в создании широкой и глубокой научной концепции, в выяснении места данной науки в системе научных знаний и ее возможностей в прогрессе человеческого знания, в ее связях с практикой» [1]. Как мы видим, Б. В. Гнеденко пишет не только о том, чтобы дополнить лекции, а значит, и весь курс новым содержанием, но также о необходимости формировать такие качества (состояния) личности студента, как уверенность в собственных силах и интерес к дальнейшему познанию, которые, говоря современным языком, являются компетенциями [2, 3].
Современный подход к пониманию роли лекции связан с переменой точки зрения на обучающегося не как на объект, а как на субъект учебно-воспитательного процесса. Лекция должна стимулировать творческую активность студента, формировать у него стремление глубже проникнуть в сущность явления, процесса, потребность в поиске новых решений в том или ином виде деятельности. Сообщение в лекции каких-либо профессиональных сведений должно являться не самоцелью, а средством развития специалиста, формирования у него профессионального стиля мышления, интереса как к дисциплине, так и к профессиональной деятельности.
Лекции по курсу математики призваны формировать необходимый математический аппарат будущего инженера и определять стратегию применения общих математических методов к специальным вопросам. Математические методы не должны существовать в сознании студентов независимо от предстоящей деятельности, ведь нередко эти методы возникали в связи с решением различных практических вопросов.
Для развития продуктивного мышления студентов и для реализации связи излагаемого материала с профессиональными приложениями при введении основных математических понятий и методов, рекомендуется следующая структура лекции или, в зависимости от объема материала, блока лекций:
— постановка нескольких задач прикладного, в том числе профессионального для студентов данной специальности, содержания, описывающих качественно различные процессы;
— построение обобщенной математической модели этого класса задач;
— изучение математических методов решения задач данного класса;
— применение изученных методов для решения прикладных и профессиональных задач и выявления свойств процессов, которые могут исследоваться с помощью этой модели.
Отметим, что при таком подходе создаются предпосылки для проблемного изложения учебного материала, позволяющего повысить познавательный интерес и активность работы студентов на лекции. В частности, создание проблемной ситуации, заключающейся в выяснении возможности описания разнородных задач общей абстрактной моделью и в поиске такой модели, стимулирует работу мысли студентов, направляет не на пассивное восприятие, а на участие в разрешении проблемы и понимание содержания лекции.
Таким образом, лекция дает возможность формировать многие компоненты профессиональной компетентности будущего инженера, а именно, профессиональные знания, связанные с математикой, элементы профессиональной деятельности (моделирование простейших процессов профессиональной деятельности), профессиональные качества личности (психологические — внимание, восприятие, память, речь, мышление, умение учиться).
Инженерная деятельность носит коллективный характер. Поэтому формирование таких качеств личности как умение общаться (деловое общение), уважать мнение других, способность легко вступать в контакты с другими людьми, подчинять свои интересы интересам коллектива, чувство товарищества, ответственность за общее дело, умение входить в положение другого и понимать образ его мыслей, способность отстоять свою точку зрения и т.д. имеет особое значение в становлении профессиональной компетентности инженера.
Все эти качества достигаются в результате совместного (коллективного и группового) решения учебных задач на практических аудиторных занятиях. Такая работа предоставляет студентам возможность для проявления личной активности, в условиях обязательного совместного выполнения заданий партнеры поставлены перед необходимостью кооперировать свои усилия в достижении обшей цели. Здесь проявляется психологический фактор «вместе», способствующие преодолению неуверенности в себе, особенно при затруднениях в выполнении задания, осознанию «общего фонда мыслей». Каждый студент в этом случае при объяснении материала, его закреплении и контроле, оценке выполненных действий и заданий фактически выполняет функции преподавателя, т.е. социально значимую деятельность, что является важным звеном в формировании элементов организационно управленческой деятельности инженера.
С. И. Зиновьев в работе отмечает [4], что под практическими занятиями понимают «любые занятия, проводимые под руководством преподавателя и направленные на углубление научно-теоретических знаний и овладение определенными методами работы по той или иной дисциплине учебного плана». В той же работе отмечается, что именно на практических занятиях происходит активный процесс формирования специалистов, углубляются и расширяются знания, полученные в лекционном курсе, осуществляется связь теории с практикой и приложениями к другим наукам, т. е. прочное и сознательное усвоение теории невозможно без решения задач и упражнений, использующих понятия и теоремы, изложенные в лекционном курсе.
Практическое занятие, таким образом, является основным средством решения следующих задач:
— полного понимания и усвоения теоретического материала;
— установления связи теоретического материала, изложенного на лекциях, со всем курсом математики и со смежными дисциплинами;
— формирования навыков в постановке задач;
— приобретения и совершенствования навыков применения теоретических знаний (знаний теоретического материала) для решения задач.
Следовательно, практическое занятие является носителем нескольких функций — познавательной, контролирующей, корректирующей и др. Поскольку функции, возложенные на практическое занятие, многоплановы, то и разнообразны и типы практических занятий.
Для контроля уровня усвоения материала и повышения эффективности обучения на практическом занятии целесообразно использовать такие виды дидактического материала, как контролирующие тесты (в которые включены теоретические и практические вопросы), индивидуальные задания для самостоятельной работы, контрольные работы. При использовании индивидуальных заданий на практическом занятии преподавателем осуществляется обучающая помощь. В случае решения индивидуальных заданий дома, на занятии целесообразна устная проверка домашней работы, поскольку при этом опрашиваемый студент учится излагать решение грамотным математическим языком, а окружающие приучаются следить за логикой рассуждений, проверять ее правильность (в ходе опроса доска используется для показа наиболее рациональных и оригинальных решений).
Известно, что обучаемый осмысливает и хорошо запоминает лишь то, что проходит через его собственную познавательную деятельность, а деятельность эта наиболее активна при самостоятельной работе.
Роль самостоятельной работы в формировании профессиональной компетентности будущего специалиста исключительно велика. Поэтому не случайно ей уделяется большое внимание преподавателями вузов. Лейтмотивом всех статей и монографий о самостоятельной работе является воспитание сознательного отношения самих студентов к овладению теоретическими и практическими знаниями, привитие привычки к напряженному интеллектуальному труду. Это считается одной из важнейших задач образования. Однако важно, чтобы студенты не просто приобретали знания, но и овладевали способами их добывания, то есть научить студентов учиться часто бывает важнее, чем вооружить их конкретными предметными знаниями [5].
В современной дидактике самостоятельная работа студентов рассматривается, с одной стороны, как вид учебного труда, осуществляемый без непосредственного вмешательства, но под руководством преподавателя, а с другой — как средство вовлечения студентов в самостоятельную познавательную деятельность, средство формирования у них методов ее организации. Эффект от самостоятельной работы студентов можно получить только тогда, когда она организуется и реализуется в учебно-воспитательном процессе в качестве целостной системы, пронизывающей все этапы обучения студентов в вузе.
При изучении высшей математики целесообразно использовать компьютерные программы. Их, как показывает практика, можно использовать на лабораторных занятиях по математике.
Если говорить об использовании компьютера для решения задач, то оптимальным вариантом является применение так называемых математических пакетов (программ, предназначенных для выполнения разного рода математических и научно-технических расчетов). Такие программы некоторое время назад приобрели популярность в нашей стране, и уже существуют
их русифицированные версии. Самые известные математические пакеты — МаШСа^ МаШЬаЪ, Ма-р1е и некоторые другие. Математические пакеты не лишают студентов возможности мыслить в поисках решения, а только лишь освобождают его от долгих и однотипных вычислений (производя вычисления на бумаге, легко допустить ошибку, которую затем весьма непросто найти, и решение окажется неверным) а это есть повышение качества учебного процесса.
Для проведения лабораторной работы с использованием компьютерных программ необходима следующая подготовка:
1. Выбор содержания компьютерного практикума, типовых заданий.
2. Установка соответствующего программного обеспечения (такое ПО может быть включено в стандартный набор устанавливаемых программ в компьютерном классе).
3. Составление методических указаний по выполнению работы по изучаемой теме.
4. Создание электронных учебников и электронных задачников.
Можно выделить два подхода к проведению лабораторных работ по математике с использованием интегрированных пакетов. Один предполагает как можно более полное рассмотрение возможностей системы, не добиваясь прочных навыков ее использования. Решаемые задачи в этом случае играют роль иллюстраций.
Другой подход исходит из необходимости решать определенный круг задач и обучать тем приемам, которыми необходимо владеть при решении этих задач.
Выполнение заданий на лабораторных работах желательно начинать с одного из примеров, решенных на практическом занятии.
Как показало наше экспериментальное исследование, достижение целей формирования профессиональной компетентности будущего инженера на этих видах занятий, возможно осуществлять с помощью включения в содержание обучения разработанных нами профессионально ориентированных задач.
Библиографический список
1. Гнеденко Б.В. Математическое образование в вузах. — М. : Высшая школа, 1984. — С. 129— 130.
2. Байденко В. Компетенции в профессиональном образовании (К освоению компетентностного подхода) // Высшее образование в России. — 2004. — № 11. — С. 15—19.
3. Зимняя И.А. Ключевые компетентности — новая парадигма результата образования // Высшее образование сегодня. — 2003. - № 5. - С. 34-45.
4. Зиновьев С.И. Учебный процесс в советской высшей школе : пособие для преподавателей вузов. — 2-е изд-е. — М. : Высшая школа, 1975. — 316 с.
5. Рубаник А., Большакова Г., Тельных Н. Самостоятельная работа студентов // Высшее образование в России. - 2005. -№ 6. - С. 120- 124.
ФЕДОТОВА Татьяна Ивановна, аспирантка кафедры «Теория и методика обучения и воспитания математике» Омского государственного педагогического университета, ассистент кафедры высшей математики Омского государственного технического университета.
Статья поступила в редакцию 27.04.2009 г.
© Т. И. Федотова
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (78) 2009 МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ
