Формирование компетенций выпускника технического университета с использованием проектно-организованного обучения

УДК 378.662.147

Г. В. Ерофеева, Е. А. Склярова, И. П. Чернов

ФОРМИРОВАНИЕ КОМПЕТЕНЦИЙ ВЫПУСКНИКА ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОЕКТНО-ОРГАНИЗОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ

В статье обсуждаются перспективы применения проектно-организованного обучения в учебном процессе технических университетов. Рассматривая учебный процесс на основе системного подхода, в статье сформулированы основные этапы проектно-организованного обучения. Материалы статьи будут полезны разработчикам проектно-организованного обучения.

Ключевые слова: проекты, компетенции, совокупность методов.

Качество образования, как понятие, имеет два аспекта:

- первый - это соответствие стандартам или спецификации, которое достигается тем, что программа дисциплины и банк тестовых заданий строго следует содержанию дисциплины в ГОС;

- второй - соответствие запросам потребителя, т. е. формирование компетенций выпускников с учетом потребностей рынка специалистов.

Понятие «рыночные отношения» появилось в сфере высшего образования на рубеже ХХ-ХХ1 вв., это говорит о том, что выпускник высшего учебного заведения превращается в «товар» на международном рынке потребительских услуг. «На рынке образовательных услуг в настоящее время все больше ценятся не только высококвалифицированные специалисты, но и всесторонне грамотные творческие личности, которые сами “добывают” необходимые знания и на их основе порождают новые. Именно такие гармонично развитые специалисты приносят своим фирмам наибольшую прибыль, а потому наиболее востребованы на рынке труда» [1, с. 3]. «Покупателя» - работодателя прежде всего интересуют способности выпускника применять знания при решении практических задач производства, создании новых конкурентоспособных устройств и технологий, т. е. профессиональные компетенции будущего работника.

Попытки готовить таких специалистов привели к пересмотру традиционных методов обучения, к появлению новых инновационных методов, способов и подходов, в том числе и связанных с Болонским процессом. Наиболее широко и эффективно в учебном процессе технических университетов применяются: проблемно-ориентированное и проектно-организованное обучение, компетентностный подход, контекстное обучение, личностно ориентированный подход и др.

Широкий спектр применения проектно-организованного обучения, на наш взгляд, обусловлен возможностями, которые обеспечиваются при применении данного метода в учебном процессе. Л. С. Выготский указывал [2]: «... Только то обучение является хорошим, которое забегает вперед развития». Этим свойством обладает развивающее обучение, при котором учебный процесс ориентирован на потенциальные возможности человека и их реализацию. Проек-

тно-организованное обучение обладает всеми признаками (характеристиками) развивающего обучения [3]:

- основная роль руководителя проекта в процессе его выполнения - организация деятельности студентов, формирование познавательной самостоятельности, развитие и формирование способностей (компетенций) студентов к практическому применению знаний;

- проектно-организованное обучение приспосабливается к уровню и особенностям индивидуума;

- работа над проектом представляет собой цепь усложняющихся задач, которые вызывают у студента потребность в овладении специальными знаниями и навыками, в создании новой, не имеющей аналога в его опыте схемы решения;

- студент является полноценным субъектом выполнения проекта. Усвоение знаний и формирование способов деятельности выступают при выполнении проекта как процесс и результат деятельности студента;

- проектно-организованное обучение направлено на развитие всецелостной совокупности качеств личности;

- проектно-организованное обучение происходит с опорой на зону ближайшего развития студента, воспитывает у него веру в свои силы. Знания и компетенции, свойства и качества личности выступают как результаты работы над проектом и как условия дальнейшей деятельности студента, в ходе которой происходит его развитие.

Кроме того, применение данного метода обучения обеспечивает:

- совместное применение с проблемно-ориентированным обучением, при этом проблема ставится на лекции, расчет - на практическом занятии или самостоятельно с группой студентов, частичная или полная экспериментальная проверка на оборудовании для выполнения проектов при соответствующей темам проектов постановке проблем;

- применение естественнонаучных и математических знаний при решении реальных задач в нестандартных ситуациях и формирование профессиональных компетенций уже на младших курсах [4];

- учет закономерностей научных основ социального опыта;

- применение в совокупности компетентностно-го и личностно ориентированного подходов и контек-

стного обучения;

- междисциплинарный характер обучения; позволяет задействовать мыслительные операции [5]:

- анализ - мысленное расчленение целостной структуры объекта отражения на составляющие элементы;

- синтез - воссоединение элементов в целостную структуру;

- сравнение - установление элементов сходства и различия;

- обобщение - выделение общих признаков на основе объединения сущностных свойств или сходства;

- абстрагирование - выделение какой-либо стороны или аспекта явления, которое в действительности как самостоятельное не существует;

- конкретизация - отвлечение от общих признаков и подчеркивание частного, единичного;

- систематизация, классификация - мысленное распределение предметов и явлений по группам и подгруппам.

Все эти операции являются различными сторонами основной операции мышления - опосредования (т. е. раскрытия все более существенных связей и отношений) [5, с. 65-66].

Учесть закономерности научных основ социального опыта позволяет психологическая теория поэтапного формирования умственной деятельности, которая объясняет природу усвоения человеком социального опыта и дает основания для разработки методики обучения любому предмету. Теория поэтапного формирования умственных действий и понятий, в которой наиболее полно и конструктивно представлены закономерности процесса усвоения, возникла на основе применения известным психологом П. Я. Г аль-периным деятельностного подхода к процессу обучения [6].

Согласно этой теории, процесс усвоения новых видов познавательной деятельности, а следовательно, и входящих в нее новых знаний, включает шесть основных этапов. Результатом обучения является формирование различных видов познавательной деятельности или отдельных ее элементов: понятий, представлений, различных умственных действий.

I этап - ознакомление обучаемого с целью действия и создания у него необходимой мотивации.

II этап - разъяснение пути выполнения действия и составление ориентировочной основы действия. Ориентировочная основа действия (ООД) - система указаний (ориентиров), пользуясь которыми человек выполняет заданное действие. ООД может быть представлена обучаемому полной, т. е. достаточной для правильного выполнения действия и получения требуемого результата обучения или неполной, когда обучаемый должен сам определить недостающие ориентиры, необходимые для выполнения действия. И, на-

конец, обучаемому может быть предоставлена возможность самостоятельного построения ООД на основе имеющихся у него знаний или выбора некоторых ориентиров из числа ранее использованных в других действиях.

III этап - выполнение и формирование действия в материальной или материализованной форме. Материальное действие - это действие с реальными предметами.

IV этап - формирование действия как внешнеречевого (в форме устной или письменной записи речи).

V этап - формирование действия в речи про себя. На этом этапе происходит проговаривание про себя выполняемых операций, при этом речь быстро и сильно сокращается и проговаривается то, что не полностью усвоено, неясно, непонятно.

VI этап - выполнение действия умственно, мысленно (внутренняя речь переходит в мысль).

В результате формирования умственного действия в соответствии с последовательностью перечисленных этапов, внешние по своей форме процессы преобразуются в процессы, протекающие в умственном плане, сознании. При этом они обобщаются, сокращаются, автоматизируются, становятся способными к дальнейшему развитию.

В процессе умственного развития одни звенья познавательной деятельности еще только формируются, проходят процесс интериоризации (перевод внешних действий во внутреннее осмысление), другие, ранее сформированные, могут и экстериоризоваться.

Трансформируя этапы теории формирования умственных действий и понятий к возрастной категории и особенностям обучающихся в вузах, ставя задачу развития креативного мышления, расширения кругозора, формирования способностей обучающихся к применению знаний на практике, по крайней мере, первые три этапа этой теории можно использовать в проектно-организованном обучении. Учитывая, что при применении проектно-организованного обучения его этапы будут обсуждаться, контролироваться как преподавателем, так и лидером проекта, можно говорить о частичном включении и других этапов, например рефлексии или осмысления. При этом преподаватель будет играть роль тьютора, т. е. он должен вооружить обучающегося определенными мыслительными инструментами познания и подготовить в соответствии с его психофизиологическими возможностями понятийную структуру осваиваемого им предметного содержания. Тем самым он не только активизирует, но и оптимизирует познавательную активность студента.

Междисциплинарный характер обучения обусловлен особенностями учебного процесса технического университета. Специфика учебного процесса в техническом университете состоит в практической направленности изучаемых дисциплин, при этом физика представляет собой фундаментальную основу дис-

циплин технического направления (электротехника, микроэлектроника, материаловедение, сопротивление материалов, прикладная механика, теоретическая механика, геофизика и др.), она также связана с дисциплинами гуманитарного и экономического направлений (философия, история, экономика и др.); т. е. физика в техническом университете является основой взаимосвязанных дисциплин, взаимодействующих в учебном процессе с субъектом (обучающимся). Выявив физическую основу проекта, а также связи физической основы с другими дисциплинами (например математикой и химией) и дисциплинами направления, команда студентов может выстроить структурную и конструкторскую части проекта. Учитывая вышесказанное, структуру выполнения проекта можно выстроить следующим образом:

I. Анкетирование студентов и формирование команд, а также выявление лидеров команд, распределение студентов по группам на основе личностно ориентированного метода.

2 . Представление наиболее интересных для студентов сторон выполнения проекта: теоретические знания и практические навыки, материальная заинтересованность при доведении проекта или научных исследований до результата, востребованного заказчиками.

3. Распределение команд по проектам.

4. Постановка целей, задач проектов и создание условий для мотивации студентов (разрабатываются совместно преподавателями и разработчиками тем проектов, в качестве которых могут выступать сотрудники выпускающих кафедр).

5. Выявление физико-химических основ проектов, а также связей физико-химических основ с дисциплинами направления при тьюторском участии преподавателя.

6. Планирование содержания проекта и распределение обязанностей между членами команды.

7. Разработка содержания проекта, его теоретическое описание. Возможны два варианта:

- содержание проекта и теоретическое описание разрабатываются преподавателями;

- содержание проекта и теоретическое описание разрабатываются студентами, обсуждаются в команде и утверждаются преподавателями.

8. Составление расписания проверок результатов работы команд (расписание составляется лидерами проектов).

9. Обсуждение конструкторской части проекта и ее утверждение.

10. Расчетная часть и моделирование отдельных деталей проекта.

II. Обсуждение результатов расчета и моделирования.

12. Выбор конструкционных материалов.

13. Экономический расчет и маркетинговое прогнозирование.

14. Практическая реализация проекта и его испытание, уточнение описания проекта.

15. Защита проекта.

16. Подготовка статьи или доклада на студенческой конференции, а также участие в грантах.

Работа над проектами позволяет сформировать универсальные компетенции (общенаучные, инструментальные, социально-личностные и общекультурные, макет Федерального образовательного стандарта нового поколения), а также профессиональные компетенции благодаря установлению научной основы проекта и связей дисциплин направления с тематикой проекта и практическим навыкам в экспериментах и при изготовлении устройств.

Результаты работы над проектами могут быть использованы в курсовой, выпускной и дипломной работах студентов или стать ее частью.

Компетенции выпускника технического вуза, сформированные проектно-организованным обучением, можно представить следующим образом.

Выпускник способен:

1. Проявлять глубокие естественнонаучные, математические знания в проведении научных исследований в перспективных областях профессиональной деятельности.

2. Обрабатывать, анализировать и обобщать научно-техническую информацию, осуществлять презентацию результатов проектов.

3. Планировать и проводить проектные исследования по профессиональной деятельности, критически оценивать полученные теоретические и экспериментальные данные и делать выводы, знать правовые основы в области интеллектуальной собственности.

4. Понимать необходимость самостоятельного обучения и повышения квалификации в течение всего периода обучения.

5. Эффективно работать самостоятельно в качестве члена команды по междисциплинарной тематике, быть лидером в команде, консультировать по вопросам выполнения проектов.

Сформированность компетенций бакалавров по направлению 010700 «Физика» и магистров (образовательная программа «Физика конденсированного состояния»), анализируется по результатам междисциплинарного экзамена, а также при подготовке и защите курсовых, выпускных квалификационных работ и магистерских диссертаций. Как показывают результаты защит, работы выполнены на высоком профессиональном уровне. Бакалаврам охотно предлагают поступать в магистратуру других факультетов Томского политехнического университета и других вузов, магистры востребованы научно-исследовательскими учреждениями как в России, так и за рубежом. От работодателей получены положительные отзывы.

Список литературы

1. Манушин Э., Добряков А. Практика модернизации // Высшее образование. М.: Логос, 2007. № 8. С. 3-16.

2. Выготский Л. С. Педагогическая психология / под ред. В. В. Давыдова. М.: Педагогика, 1996. 345 с.

3. Давыдов В. В. Теория развивающего обучения. М., 1996. С. 251-264.

4. Ларионов В. В., Писаренко С. Б. Проектно-ориентированное обучение физике в системе открытого образования // Открытое образование. М.: Минобрнауки, 2007. № 4. С. 11-15.

5. Николаенко В. М. Психология и педагогика. М.: ИНФРА-М; Новосибирск: НГАЭиУ, 2000. 175 с.

6. Гальперин П. Я. Методы обучения и умственного развития. М.: Педагогика, 1985. 212 с.

Ерофеева Г. В., доктор педагогических наук, доцент, профессор.

Национальный исследовательский университет ресурсоэффективных технологий.

Пр.Ленина, 30, г Томск, Томская область, Россия, 634050.

E-mail: egv@tpu.ru

Склярова Е. А., кандидат педагогических наук, доцент.

Национальный исследовательский университет ресурсоэффективных технологий.

Пр.Ленина, 30, г Томск, Томская область, Россия, 634050.

E-mail: skea@tpu.ru

Чернов И. П., доктор физико-математических наук, профессор.

Национальный исследовательский университет ресурсоэффективных технологий.

Пр. Ленина, 30, г. Томск, Томская область, Россия, 634050.

E-mail: chernov@tpu.ru

Материал поступил в редакцию 02.10.2009

G. V. Erofeeva, E. A. Sklyarova, I. P Chernov THE FORMATION OF TECHNICAL UNIVERSITY GRADUATE COMPETENCIES USING PROJECT BASED EDUCATION

In the article the prospects of applying the project based education in the training process of technical universities are discussed. Examining training process on the basis of systems approach, in the article are formulated the basic stages of project based education. The materials of article will be useful for the developers of project based education.

Key words:projects, competence, aggregate of methods.

Erofeeva G. V

National Research University of Resource-Effective Technologies.

Ul. Lenina, 30, Tomsk, Tomskaya oblast, Russia, 634050.

E-mail: egv@tpu.ru

Sklyarova E. A.

National Research University of Resource-Effective Technologies.

Ul. Lenina, 30, Tomsk, Tomskaya oblast, Russia, 634050.

E-mail: skea@tpu.ru

Chernov I. P

National Research University of Resource-Effective Technologies.

Ul. Lenina, 30, Tomsk, Tomskaya oblast, Russia, 634050.

E-mail: chernov@tpu.ru