Междисциплинарные олимпиады как способ формирования и контроля профессионально значимых компетентностей студентов

#

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ОЛИМПИАДЫ КАК СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНО ЗНАЧИМЫХ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ СТУДЕНТОВ

INTERDISCIPLINARY OLYMPIADS AS A WAY OF DEVELOPING AND ASSESSING STUDENTS' PROFESSIONALLY SIGNIFICANT COMPETENCIES

И. М. Зырянова, Г. Б. Тодер

Междисциплинарные олимпиады по химии и физике проводились авторами в Омском государственном университете путей сообщения более десяти лет. Междисциплинарные олимпиады развивают практику использования междисциплинарных заданий в образовательном процессе, способствуют достижению учебных целей, позволяют формировать и контролировать профессионально значимые интеллектуальные компетентности, связанные с актуализацией междисциплинарных связей, системностью знаний, целостностью понимания материала.

Ключевые слова: профессионально значимые компетентности, способ формирования и контроля, интегрированные знания, интегрированные умения, межпредметные связи, межпредметные задачи, междисциплинарные олимпиады.

I. M. Zyrianova, G. B. Toder

Interdisciplinary Olympiads in Chemistry and Physics have been conducted by the authors in Omsk State Transport University for over ten years. Interdisciplinary Olympiads develop a practice of using interdisciplinary tasks in teaching, contribute to the achievement of educational purposes, allow to develop and assess professionally significant intellectual competencies which have to do with interdisciplinary relations actualization, systemic organization of knowledge, and holistic understanding of material.

Keywords: professionally significant competencies, way of developing and assessing, integrated knowledge, integrated skills, interdisciplinary relations, interdisciplinary tasks, interdisciplinary Olympiads.

Одной из важнейших проблем качества профессионального образования является проблема проектирования содержания образования как системы профессионально значимых компетенций, овладение которыми в образовательном процессе предполагает определенную готовность выпускников учебных заведений к будущей профессиональной деятельности. Компетенции носят, как правило, интегрированный характер, проявляются ситуативно, существуют как потенциал, достраиваясь до конкретного содержания и проявления в конкретной ситуации. В отличие от навыка они осознанны; в отличие от умения - переносимы (связаны с целым классом предметов воздействия), совершенствуются не по пути автоматизации и превращения в навык, а по пути интеграции с другими компетенциями: через осознание общей основы деятельности наращивается компетенция, а сам способ действия включается в базу внутренних ресурсов. В отличие от знания компетенции существуют в форме деятельности (реальной или умственной), а не информации о ней [1]. В компетенциях выделяется практико-ориентированная направленность (способность определения процедуры «знание - действие»). Компетенции шире общеучебных умений и навыков по содержанию (включают поведенческий, ценностно-смысловой и другие аспекты), проявляются не только в процессе обучения, но и в течение всей профессиональной деятельности.

Комплексная профессиональная деятельность предполагает способность специалиста решать не только типичные задачи, возникающие в реальных производственных ситуациях, но и задачи творческого, инновационного характера. Следовательно, современные технологии обучения должны ориентировать студента на комплексное видение различных проблем, в том числе на выявление аналогий и взаимосвязей процессов и явлений, имеющих различную природу [2]. Для этого необходимо выявлять связи между различными дисциплинами, а также включать в стандартные и в новые курсы вопросы и задачи межпредметного содержания. Системный подход к изучаемому материалу, единство требований, умение использовать необходимую информацию из различных областей знания, сквозное обучение призваны обеспечить наиболее полное осуществление процесса преемственности при изучении специальных предметов на базе общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин. Понимание единства и взаимосвязи предметов приводит к единому, синтезированному представлению об учебном процессе и последующей работе, к формированию системного мировоззрения и системного стиля мышления, при котором молодой специалист - выпускник вуза анализирует отношения между различными формами деятельности и творчески использует весь набор полученных знаний, по мере необходимости расширяя его [3-5].

Ф

Однако современная наука, система представлений и знаний вообще, а также современная трудовая деятельность и образовательная система являются сильно дифференцированными, разделенными на сегменты. Эта сег-ментность приводит к возникновению проблемы формирования и оценивания системности знаний и интеграль-ности умений.

Традиционные образовательные технологии обеспечивают устойчивое усвоение базовых знаний, умений, навыков, являющихся основой для формирования профессионально значимых компетентностей. Однако на практике для контроля качества знаний наиболее популярны методы, общей чертой которых является разделение пройденного материала на элементы (отдельные единицы информации) и последующее установление степени освоения этих элементов, количественно выражающееся в оценке. С точки зрения авторов умение формировать единую картину по предмету на базе получаемой информации не менее важно, чем овладение отдельными единицами информации и частными методами работы с ней. Методы контроля, при которых оценивается интегральное знание и системное понимание материала, используются несравнимо реже. При таком подходе экзаменуемый выполняет задание, требующее комплексного понимания предмета в целом, а также умения выстраивать или, наоборот, выявлять связи между отдельными элементами знаний. Каждый метод контроля ориентирован на проверку степени овладения определенными приемами умственной и практической деятельности и позволяет их контролировать. Представляющаяся оптимальной для реализации целей контроля комбинация проверочных заданий двух описанных типов дает возможность ученику проявить себя, обогатив собственный опыт, а преподавателю - оценить знания ученика с различных сторон и таким образом получить оценку компетентности учащегося, гораздо точнее отражающую уровень его знаний, способностей и практических навыков. Однако увеличение количества заданий приводит и к увеличению времени их решения и, следовательно, к длительному непрерывному умственному и психологическому напряжению, которое может привести к заниженным результатам. Поэтому требуются инновационные педагогические технологии, позволяющие на каждом этапе профессиональной подготовки формировать и контролировать весь спектр интеллектуальных профессионально значимых компетентностей. Одним из полезных инструментов для реализации этих целей могут выступать олимпиады по отдельным дисциплинам и междисциплинарные олимпиады.

Олимпиады позволяют посредством создания игровой соревновательной ситуации получить достаточно достоверную и объективную информацию об уровне знаний и способностей их участников, в том числе о таких важных умениях, как обобщение и систематизация изучаемого материала. Как правило, человек, освоивший только стандартные приемы, используемые в заданных условиях, но не умеющий определять эти условия,

не справляется с олимпиадными заданиями. В то же время участник, обладающий навыком формировать систему знаний и ориентироваться в этой системе, имеет гораздо больше шансов понять и решить поставленные на олимпиаде задачи. Именно осознанное или неосознанное умение оценивать условия и выбирать модель и алгоритм решения задачи приводит к успешному результату. В этом смысле условия олимпиад гораздо ближе к жизненным ситуациям, в которых наиболее адекватно ориентируется тот, кто умеет находить среди всех возможных наиболее подходящую модель, отражающую ситуацию, а затем, в соответствии с этой моделью, вырабатывать наиболее эффективную линию своего поведения [6]. Кроме того, олимпиадные задания отличаются следующей особенностью: они должны быть сконструированы так, чтобы в процессе их решения и исследования был реализован («спровоцирован») качественный скачок в понимании (например, взгляд с другой стороны или новое видение) изучаемого явления. После этого условия, алгоритмы, процедуры и методы решения стандартных задач, известные численные и графические результаты подвергаются изменениям с целью получения ответа. Таким путем формируются навыки творческой деятельности студентов, в том числе ее когнитивные, оперативные, интимно-личностные компоненты.

Творческую активность любой личности формирует постоянный поиск способов построения единой системы из знаний и представлений, относящихся к различным областям человеческой культуры. Поэтому применительно к студенту как субъекту образовательных отношений можно утверждать, что поиск путей объединения в систему знаний из различных дисциплин формирует творческую активность личности студента. В центре такого поиска находятся интеграционные связи. Межпредметные олимпиадные задачи служат средством инициации поиска [7] таких связей.

В случае межпредметных заданий новое видение явления состоит в том, что при объединении нескольких частей, первоначально считающихся разрозненными, в результате осознания связей между ними возникает синтетическое понимание условий задачи, осуществляется акт синтеза [8] исследуемого явления. Поэтому на олимпиадах, содержащих межпредметные задания, появляется дополнительный, качественно новый по отношению к предметным олимпиадам механизм формирования системности знаний и представлений, интегральности умений и навыков, развития личностных и профессиональных качеств: при рассмотрении межпредметных задач студент получает опыт, который становится основой для формирования важных когнитивных ключевых квалификаций, - опыт восприятия целостности явления, разные стороны которого ранее изучались в разных дисциплинах и казались слабо связанными между собой, опыт открытия, переживания и осознания этой целостности. Одновременно, благодаря олимпиадному характеру задач, осуществляется выход за пределы стандартной ситуации и создаются

условия для проявления надситуационной активности. Соревновательный характер олимпиады усиливает испытанные позитивные ощущения и способствует их закреплению за счет состояния психоэмоционального подъема, свойственного олимпиадам.

Таким образом, при проведении олимпиад в случае правильного подбора задач появляется возможность настолько глубокого учебного воздействия на студентов, что в течение достаточно короткого промежутка времени оказываются задействованы все уровни познания - от операционального и предметного до рефлексивного и личностного. Поэтому планирование, организация (в частности, подбор задач) и проведение любых предметных, а тем более межпредметных олимпиад для успешной реализации их целей требует от преподавателя творческого подхода и использования всех компонентов педагогической деятельности: проектировочного, конструктивного, коммуникативного, организаторского, гностического [9]. Согласно классификации, приведенной в работе [9], такая педагогическая деятельность относится к самым высоким уровням - к уровням, системно моделирующим знания и поведение учащихся.

Заметим, что после проведения олимпиады, используя психоэмоциональный подъем и установившийся интерес ее участников, обязательно следует разобрать все предложенные задачи, представить их правильные решения. Такой педагогический прием обеспечивает конструктивность взаимодействия преподавателя со студентами и еще раз закрепляет полученные на олимпиаде знания и умения. Как показывает практика [10, 11], дальнейшая непрерывная педагогическая деятельность по закреплению и развитию этих умений способствует становлению творческой активности и продуктивной самостоятельной творческой деятельности студентов, последующему преобразованию внешней организации студента в самоорганизацию, которую рассматривают в настоящее время как конечную цель обучения и воспитания в вузе.

Наиболее просто реализовать междисциплинарные олимпиады по близким дисциплинам, например, по химии и физике. Междисциплинарные олимпиады по химии и физике проводились авторами в Омском государственном университете путей сообщения (Ом-ГУПС) в течение более десяти лет. На этих олимпиадах участникам давалось 5-7 задач различной сложности, для решения которых требовались знания и умения из различных разделов физики и химии. Приведем пример задания (2001 г.), для решения которого требуется совершить только одно «объединяющее» действие: взять данное, полученное при решении типовой задачи по физике (массу шариков), и подставить его в решение типовой задачи по химии. Два одинаковых маленьких медных шарика висят в керосине, соприкасаясь, на нитях одинаковой длины 80 см. После того, как шарикам сообщили заряд 2 нКл, нити образовали угол 20°. Какой объем водорода, измеренный при нормальных условиях, потребуется для восстановления оксида меди (II), ко-

торый получили при термическом разложении гидрок-сида меди (II), содержащего медь массой, равной массе двух шариков?

Несмотря на кажущуюся простоту приведенного задания, далеко не все студенты, получавшие отличные оценки по физике и химии, справились с ним полностью.

Другое задание (2009 г.), имеющее прикладной характер [12]. Найдите толщину отложившегося при электролизе на железной проволоке слоя олова (плотность олова 7298 кг/м3), если длина проволоки 2 м, а диаметр ее 0,0004 м. Ток силой 2,5 А в течение 30 мин пропускали через раствор хлорида олова. Выход по току равен 93%.

Для решения этого задания требуется уже применение физических и химических методов описания одних и тех же процессов. У участников формируется единое представление, связывающее предметные области, понятия и методы двух наук, а также понимание того факта, что применение результатов из различных сфер деятельности для достижения цели (в данном случае для получения материала с определенными свойствами) часто приводит к эффективнейшим практическим решениям.

Анализ результатов выполнения межпредметных заданий [13] показал, что этот учебный прием способствует формированию логического мышления, активности, ориентации на практическое применение полученных знаний, позволяя разрешить проблему выработки интегральных умений и навыков в учебном процессе, что, в конечном счете, приводит к воспитанию специалиста, способного быстро и эффективно включиться в свою профессиональную деятельность. В работах [10, 11] была представлена сравнительная динамика уровня осознанности межпредметных связей студентов экспериментальных и контрольных групп, а также некоторых других ключевых квалификаций, в частности, было показано, что именно участие в межпредметной олимпиаде дает наибольший скачок в скорости формирования нужных компетентностей студентов. Обработка и анализ работ учащихся на межпредметных олимпиадах позволили авторам количественно и качественно оценивать умения и навыки студентов, связанные с системностью знаний, целостностью понимания материала, способностью выбирать нужные методы из различных дисциплин и применять их к новым областям. Эти умения и навыки, как правило, трудно поддаются оценке при традиционном проведении экзамена (проводящегося в форме ответа на два-три вопроса, которые требуется дать вне связи с остальным материалом) и тем более при тестировании, ориентированном прежде всего на проверку воспроизведения отдельных элементов практических навыков или запоминания отдельных теоретических сведений. Оказывается, что очень часто даже задания, для решения которых требуется простое, логически однозначное, последовательное решение двух простейших задач из двух близких дисциплин приводит к огромным трудностям [10]. Трудности такого типа являются показателем отсутствия соответствующих умений у ученика. На прак-

тике они приводят к разрыву связей между системами знаний, формируемыми у студентов общеобразовательными, общепрофессиональными и специальными дисциплинами в период обучения, следствием чего является мнение о том, что выпускникам сразу по окончании вуза следует забыть все, чему их учили, так как эти знания им не пригодятся в будущей профессиональной деятельности. Фактически эта установка прикрывает боязнь или неумение формировать единую систему представлений на базе получаемой информации и применять подходы, известные в одних видах деятельности, к другим ее видам.

Таким образом, междисциплинарные олимпиады не только развивают практику использования межпредметных заданий в образовательном процессе и способствуют достижению учебных целей, но и позволяют формировать профессионально значимые интеллектуальные (в частности, методологические) компетентности, связанные с актуализацией междисциплинарных связей, а также решать задачи качественного контроля этих компетентностей, например, оценивать системность знаний участников и другие характеристики [11]. Для этого можно использовать, например, такие критерии, как уровень осознанности схем мыслительных процедур при решении задач [14], уровень сфор-мированности умственных действий [15], уровень осознанности межпредметных связей [16]. Посредством варьирования уровня предлагаемых на олимпиаде задач преподаватели получают дополнительную возможность управления качеством знаний и умений (формирования, контроля и коррекции).

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ключевые компетентности как результат образования // Приложение 1 к письму Департамента образования и науки г. Самары «О введении метода проектов в практику образовательных учреждений». - Самара, 2003 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: ^Ир://те^апе^уагЬе1. ги/те&апе'Ь^о/те'Ьс^/рг111.8Мт1 (дата обращения 8.06.2011).

2. Усова А. В. Методологические аспекты профессиональной подготовки студентов вузов // Мир науки, культуры, образования. -2002. - № 1011 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://e-1ib.gasu.ru/MNKO/archive/2002/12/ ас1ргоЬ1етв/01.Мт1 (дата обращения 8.06.2011).

3. Зырянова И. М. Реализация межпредметных связей общей химии и физики в задачах для студентов технических вузов // Университетское

образование: Матер. VI Междунар. науч.-метод. конф. - Пенза, 2002. С. 306-308.

4. Дубенский Ю. П. Существенные факторы профессиональной подготовки инженера: системный подход, проблемное обучение и реализация межпредметных связей // Университетская наука - образованию России. VI Царскосельские чтения: Матер. Междунар. конф. - СПб., 2002. - Т. X. - С.82-84.

5. Зырянова И. М. Формирование системного стиля мышления студентов на основе межпредметных связей // Университетское образование: Матер. X Междунар. науч.-метод. конф. - Пенза, 2006. - С. 282-286.

6. Зырянова И. М, Тодер Г. Б. Особенности контроля качества знаний студентов посредством проведения межпредметных олимпиад // Инновационные методы контроля качества знаний: Матер. семинара. - М., 2008. - С. 61-66.

7. Эльконин Б. Д. Психология развития. - М.: Академия, 2001. - 144 с.

8. Кант И. Пролегомены. - М.; Л.: ОГИЗ, 1934. -380 с.

9. Методы системного педагогического исследования / Под ред. Н. В. Кузьминой. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1980. - 172 с.

10. Зырянова И. М, Тодер Г. Б. Комплексный подход к образованию: реализация межпредметных связей в традиционных и новых образовательных технологиях // Математические структуры и моделирование. Вып. 11. - Омск: ОмГУ, 2003.

11. Зырянова И. М., Тодер Г. Б. Исследование изменения уровня осознанности межпредметных связей у студентов инженерно-технических специальностей // Наука и школа. - 2004. - № 5. -С. 27-45.

12. Зайцев О. С. Задачи и упражнения по химии. -М.: Химия, 1996. - 432 с.

13. Зырянова И. М., Тодер Г. Б. Система задач на основе межпредметных // Наука и школа. -2010. - № 5. - С. 63-67.

14. Ланкина М. П. Методологические основы подготовки специалистов на физическом факультете классического университета. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. - 356 с.

15. Селевко Г. К. Современные образовательные технологии. - М.: Народное образование, 1998. -256 с.

16. Ровкин Д. В. Дидактические основы технологии конструирования интегративного содержания учебного предмета: Автореф. дис. ... канд. пед. наук. - Омск, 1997. - 24 с.