Естественнонаучное образованиев высшей школе: состояние, проблемы

УДК 378.14:5

Старостина Светлана Ефимовна Svetlana Starostina

ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ: СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ

NATURAL SCIENCES EDUCATION AT UNIVERSITY: CONDITION, PROBLEMS, PROSPECTS

Статья посвящена анализу современного состояния естественнонаучного образования, которое призвано обеспечить инновационное развитие страны и формирование человеческого капитала, выявлению проблем в естественнонаучном образовании. На основании результатов педагогического эксперимента автор приходит к выводу, что совершенствование естественнонаучной подготовки студентов гуманитарных специальностей возможно, в первую очередь, при положительном изменении отношения к естественнонаучным дисциплинам всех участников образовательного процесса, наличии у них высокой мотивации к изучению данных дисциплин

Елючевые слова: современное естественнонаучное образование, высшее профессиональное образование, инновационное развитие, человеческий капитал, естественнонаучная картина мира, научное мировоззрение, мотивация, педагогический эксперимент, обновление естественнонаучного образования, пути обновления

The article deals with revealing of problems in natural sciences education and analysis of a contemporary state of natural sciences education that has an aim to provide with an innovational development of the country and formation of human resource. On the base of results of pedagogical experiment the author concludes that perfection of natural sciences education is possible, firstly, with a positive change of all educational process participants’ attitude toward natural sciences disciplines and availability of motivation to study these disciplines

Key words: contemporary natural sciences education, higher professional education, innovational development, human resource, natural sciences world outlook, scientific worldview, motivation, pedagogical experiment, renovation of natural sciences education, ways ofrenovation

Вначале XXI в. отчётливо просматривается взаимосвязь между качеством образования и развитием экономики страны, ростом благосостояния граждан, сохранением культурной идентичности нации. Образование становится необходимым и важным фактором экономического и технического развития общества.

Инновационное развитие страны, прорыв в сфере информационно-телекоммуникационных технологий и технологий наносистем, разумное природопользование, предупреждение экологических катастроф, развитие энергетики и энергосбережения, перспективных направлений военной и специальной техники требуют получения принципиально нового знания, которое дают

только фундаментальные естественные науки. Именно результаты фундаментальных исследований обеспечивают высокий темп развития производства, возникновение совершенно новых отраслей техники.

Вступив на путь техногенной цивилизации, мы уже не можем сойти с него. Все шире вовлекаются в производство считавшиеся прежде весьма далекими от практики достижения таких областей знаний, как лазерная и плазменная физика, квантовая механика, физика элементарных частиц, микробиология, генная инженерия, каталитическая химия и т.д. Конкурентоспособность наиболее процветающих фирм в значительной мере обеспечивается фундаментальными разработками в иссле-

довательских лабораториях при фирмах, в университетах, в разнообразных научнотехнических центрах.

Экономика, основанная на знаниях, предъявляет и более высокие требования к уровню квалификации и компетентности современного специалиста, и требует как подготовки сильных «узких» специалистов, так и наличие у большинства людей, широкого естественнонаучного взгляда на мир, творческого мышления и эрудиции, что возможно только в рамках массового естественнонаучного образования достаточно высокого уровня.

Вхождение человечества в постиндустриальную фазу развития общества (в общество знаний) актуализирует проблему эффективности обязательного естественнонаучного образования, в силу его реального влияния на качество жизни человека, и ставит обновление естественнонаучного образования в число приоритетных задач развития системы высшего образования. По словам ректора МГУ В.А. Садовничьего: «Ни один гражданин не может разумно участвовать в жизни общества не будучи знакомым с тем, как естественные науки влияют на его повседневную жизнь и как формируют его мир» [2].

Обновление сферы естественнонаучного образования должно стать необходимым фактором развития экономики и основой формирования человеческого капитала, обеспечив одновременно экономический и социальный эффекты. Результатом обновления естественнонаучного образования будет являться не только полученный интегрированный объем знаний, навыков и умений, но и личностные качества выпускников: креативность критичность мышления; способность трудиться в высокотехнологичных областях; наличие естественнонаучного взгляда на мир; ответственность в принятии решений; умение ориентироваться в сложном, противоречивом, но взаимосвязанном мире; готовность к обучению в течение всей жизни. По мнению многих ученых (О.Н. Голубевой, H.H. Моисеева, B.C. Степина, А.Д. Суханова и др. [3; 4; 8 и др.]) естественнонаучное образование

может стать личностно и социально значимым фактором благодаря его огромному мировоззренческому, методологическому, содержательному и познавательному потенциалам.

Анализ философской, науковедческой, психолого-педагогической литературы [1; 5; 6; 7], а также эмпирического опыта дает основание утверждать, что в современном естественнонаучном образовании, на уровне высшей школы, сложилась достаточно сложная ситуация — естественнонаучное образование на протяжении последних десятилетий практически не реализует свои образовательно-развивающие возможности. Такое положение обусловлено следующими проблемами:

— упал престиж естественнонаучного образования, а как следствие этого, отмечается снижение интереса к естественным наукам, отсутствие мотивации студентов гуманитарного направления к изучению естественнонаучных дисциплин;

— происходит утрата традиций российского естественнонаучного образования, что приводит к низкому качеству естественнонаучной подготовки выпускников средних учебных заведений;

— увеличивается разрыв между достижениями в развитии самих естественных наук и уровнем естественнонаучного образования, что ставит иод угрозу развитие научно-технического потенциала страны, и может привести к утрате конкурентоспособности нашей науки и техники на мировом рынке;

— усиливается разрыв между естественнонаучным и гуманитарным образованием, что ведет к снижению фундаментальности образования, препятствует диалогу и дальнейшему сближению двух направлений общечеловеческой культуры.

Естественнонаучное образование в условиях, когда Россия взяла курс на инновационное развитие экономики, намечены пути вхождения её в единое европейское образовательное пространство, не может оставаться в стороне, в отрыве от реальных потребностей страны. Необходимо наметить направления обновления естествен-

ненаучного образования, разрешения выделенных проблем. Что в первую очередь, на наш взгляд, связано с повышением его престижа, поскольку реализация качественного естественнонаучного образования невозможна без достаточной мотивации учащихся различных ступеней образования и их ближайшего окружения. Мотивация, на наш взгляд, должна поддерживаться не только преподавателями естественных наук, но и преподавателями, реализующими гуманитарные дисциплины, а также информационной политикой со стороны общества.

Особого внимания в этой связи заслуживает высшее педагогическое естественнонаучное образование, готовящее преподавательские кадры для средней школы. От качества естественнонаучной подготовки студентов всех специальностей, наличия у них мотивации к получению знаний, сегодня во многом зависит успех реформ естественнонаучного образования. Педагогические вузы должны готовить выпускников, способных демонстрировать в ходе преподавательской деятельности не только профессионально-педагогические навыки, знание современных педагогических технологий, готовность к межличностному общению, но и широкий естественнонаучный кругозор, особый тип рационального мышления, характеризующийся критичностью, научной мировоззренческой позицией, свойственной естественнонаучному знанию.

В последнее время, на основе фундаментальных естественных наук, происходит становление современной естественнонаучной картины мира, которая дает человеку ясное представление о мире, в котором он живет, о его месте и роли в этом мире. Создавая базу для научных исследований, естественнонаучная картина мира устраняет тягу к тайне, веру в чудо, становясь неотъемлемой частью общечеловеческой культуры, укрепляя взаимосвязь между естественнонаучной и гуманитарной культурой в рамках современной цивилизации. Поэтому рассмотрение естественнонаучной картины мира должно являться неотъемлемым компонентом высшего педагогического об-

разования, как студентов естественнонаучных направлений, так и студентов гуманитарных специальностей.

Знакомство с современной естественнонаучной картиной мира студентов гуманитарных специальностей происходит в рамках естественнонаучной подготовки, осуществляемой в первую очередь в курсе «Концепции современного естествознания» (далее КСЕ), который имеет большое значение для профессионального становления будущих учителей. Государственным образовательным стандартом по дисциплине КСЕ констатируется, что основной целью данной дисциплины является формирование целостной картины мира, базирующейся на основных принципах и концепциях современного естествознания и являющейся фундаментом современного мировоззрения. Поэтому построение концептуального каркаса естественнонаучной картины мира, основанного на стержневых идеях современной физики, биологии, химии, является одной из основных задач данной дисциплины.

Основные проблемы, связанные с реализацией курса КСЕ, как отмечают многие исследователи [3; 6], связаны с отсутствием концептуального подхода к определению содержательной структуры курса и его учебно-методического обеспечения, несогласованностью с современными требованиями к содержанию образования и организации учебного процесса. Это привело к созданию огромного количества учебников, учебных пособий и программ, реализующих различные идеи и подходы. На этапе становления курса КСЕ, в первую очередь в педагогических вузах, диапазон подходов к определению его содержания был достаточно широк. От попытки сведения курса к углубленному изучению отдельных естественных наук, что привело рассмотрению огромного количества фактического материала, изучение которого было ограничено временными рамками, до сведения содержания предмета к изучению исторических аспектов развития естествознания и рассмотрению современных научных открытий и концепций.

Сохраняется традиционное преподавание курса КСЕ, которое сводится к изложению определенной суммы знаний по отдельным естественным наукам и оценке остаточных знаний студентов, по этим конкретным элементам проводимой в форме Интернет-тестирования, что не может служить основой мотивации изучения курса КСЕ.

Для поднятия интереса к естественным наукам, повышения мотивации студентов гуманитарного направления к изучению естественнонаучных дисциплин помимо сведений о достижениях современного естествознания, даваемых в контексте противоречивого характера процесса получения новых знаний, содержание курса КСЕ должно включать вопросы общенаучного и общекультурного содержания. Необходимо знакомить студентов гуманитарных специальностей с вопросами о роли естествознания как основы инновационного развития общества, показывать социальную значимость современных естественнонаучных открытий, выяснять роль и место естественных наук в решении глобальных проблем человечества, выявлять пути взаимосвязи и взаимопроникновения различных направлений научного знания (гуманитарных, общественных и естественных наук), показывать вклад исследователей-естест-воиспытателей в развитие и становление современных научных представлений, широтой их научных интересов, вниманием большинства ученых к проблемам культуры, экологии, сохранения цивилизации.

Другая сторона мотивации изучения КСЕ заключается в раскрытии сущности методов научного исследования, поскольку любому специалисту необходимо владеть хотя бы его основами, владеть не на уровне объяснения сущности метода, а на уровне применения. Человек, владеющий научным методом, как правило, является вполне востребованным специалистом и вне области своей специализации.

В настоящее время, когда возрастает роль естественнонаучного образования в развитии общества, необходимо осознать, что обновление содержания естественнона-

учного образования — это сложный процесс, требующий учета всех его структурных компонентов, знания основных тенденций развития естественнонаучного образования в различных странах мира, использование богатейшего опыта преподавания дисциплин естественнонаучного цикла в нашей стране. Это процесс, который невозможно реализовать без высокой мотивации участников процесса, основанной на устойчивом интересе к естествознанию. Научный подход к формированию содержания естественнонаучных дисциплин, соответствующий новым требованиям современного образования, — залог успешной реализации поставленных задач.

С целью подтверждения выдвинутых предположений, изучения состояния естественнонаучного образования в современном вузе, выявления отношения студентов к естественнонаучным дисциплинам, определения особенностей и специфики обучения студентов гуманитариев, определения перспектив организации обучения студентов в курсе «Концепции современного естествознания», нами в 2006-2010 гг. на базе читинских вузов проводился педагогический эксперимент. В ходе эксперимента осуществлялось анкетирование и тестирование студентов гуманитарных специальностей (до и после изучения курса), анкетирование преподавателей, осуществляющих подготовку по циклам специальных дисциплин.

Первый раздел опроса был посвящен определению роли естественнонаучной подготовки в высшем профессиональном образовании студентов гуманитарных специальностей, оценке уровня естественнонаучной подготовки выпускников средних учебных заведений, а также выяснению отношения к дисциплинам естественнонаучного цикла со стороны преподавателей выпускающих кафедр.

Современное положение естественнонаучного образования в высшей школе сегодня представляется сложным. Участники опроса ответили следующим образом (% от числа опрошенных):

— 52 % студентов гуманитарных специальностей считают, что профессиональ-

ное образование по их профилю не должно включать естественнонаучные дисциплины?;

— из 48 % студентов, которые дали положительный ответ на данный вопрос анкеты, 45 % вносят уточнение: эти знания должны быть минимальны, давать общие представления о явлениях природы, без углубления в сущностные связи и отношения;

— большинство опрошенных преподавателей (88 %), осуществляющих подготовку по циклам общепрофессиональных и специальных дисциплин, высказались за необходимость включения естественнонаучных дисциплин в высшее профессиональное образование, причем большая часть мнений на этот счет носит безоговорочный характер: 69% экспертов не видят

оснований сомневаться в необходимости естественнонаучного образования;

— вместе с тем, потребность в естественнонаучных знаниях при преподавании общепрофессиональных и специальных дисциплин испытывает только 49 % опрошенных.

Конечно, указанными обстоятельствами сложность ситуации с естественнонаучным образованием не исчерпывается, однако результаты опроса подтверждают наше предположение об отрицательном отношении к естественнонаучным дисциплинам, и в частности к курсу КСЕ, не только студентов, но и отдельных преподавателей.

Экспертный рейтинг ответов на вопрос

о роли и значении естественнонаучного образования для студентов гуманитарных направлений представлен на диаграмме.

6 кГ

5^

>2

1 — расширяют кругозор

2 — формируют научный стиль мышления

3 — формируют научное мировоззрение

4 — иллюстрируют единство естественнонаучной и гуманитарной культур

5 — мешают изучению специальных дисциплин

6 — не играют заметной роли в профессиональном образовании

Студенты

Преподаватели

Результаты ответа на вопрос анкеты о роли естественнонаучных дисциплин в профессиональной подготовке

В ответе на данный вопрос мнения студентов и преподавателей разделились. Большинство студентов — 61 % (22% +39 %), считает, что естественнонаучные дисциплины не играют заметной роли в профессиональной подготовке, либо их роль в профессиональной подготовке специалистов данного профиля не ясна, либо вообще данные дисциплины мешают изучению специальных и общепрофессиональных

дисциплин, с ними согласилось только 13 % преподавателей.

Влияние естественнонаучных дисциплин на становление научного мировоззрения, формирование научного стиля мышления, развитие целостного интегративного образа мира (единство естественнонаучной и гуманитарной культур) отметили 26, 33, 35 % опрошенных студентов и 48, 51, 43 % опрошенных преподавателей соответствен-

3

но. Большинство студентов (75 %) отмечают роль естественнонаучных дисциплин в расширении кругозора и эрудиции человека. Отмечая роль естественнонаучных дисциплин в комплексном рассмотрении профессиональных проблем (более 58 % преподавателей), вместе с тем потребность в естественнонаучных знаниях при преподавании специальных дисциплин испытывает только 49 % опрошенных преподавателей, что говорит о той или иной степени несоответствия.

В завершении данного раздела анкеты студенты гуманитарных специальностей ответили на вопросы, позволяющие констатировать уровень их естественнонаучной подготовки.

У 52 % опрошенных студентов после окончания школы не сформирован единый целостный взгляд на мир (результаты ответа на вопрос «Можно ли утверждать, что мир един?»), 20 % считает, что между наукой и искусством лежит «пропасть», а 37 % опрошенных студентов думает, что общего между естественнонаучным и гуманитарным знанием ничего нет. Ответы студентов на предложенную группу вопросов пестрят ошибками, донаучными представлениями. Причины этого мы усматриваем в живучести житейских представлений и в распространении антинаучных знаний (астрология, магия ит.п.).

Богатый материал для размышления дает анализ ответов на вопросы анкеты, касающихся понимания фундаментальных естественнонаучных понятий, которые являются категориями культуры, а также основных общенаучных принципов, первоначально введенных в физике. Большинство студентов (64 %) не смогли перечислить фундаментальные понятия естествознания, 75 % опрошенных на вопрос «Перечислите общенаучные принципы, первоначально введенные в физике» не дали ответа, 25 % оставшихся сводили ответ на этот вопрос к различным явлениям природы, законам сохранения, лишь два человека (из 300 опрошенных) назвали принцип дополнительности.

Результаты эксперимента дают осно-

вания утверждать, что в современном естественнонаучном образовании, на уровне высшей школы, сложилась критическая ситуация, которую необходимо, по мнению участников опроса, изменить.

Учитывая, что по окончании вуза выпускники гуманитарных специальностей не будут профессионально заниматься естественными науками, следовательно, естественнонаучное образование должно обеспечить получение и усвоение студентами некоторого минимума ЗУНов и компетентностей, соответствующего базовым представлениям о мире, позволяющего сформировать целостную естественнонаучную картину мира, развить интерес к естественным наукам и естественнонаучным исследованиям, дать человеку возможность осмыслить свое поведение в современном мире, обеспечить готовность выпускников к жизни в высокотехнологичном обществе, овладеть научным методом познания окружающего мира, развить свои творческие способности.

Определению основных направлений организации обучения, возможностей использования современных технологий обучения, комплекса педагогических условий способствующих повышению эффективности естественнонаучного образования, был посвящен второй раздел опроса.

Согласно полученным данным, лишь небольшая часть участников опроса (около

6 % студентов) считает, что система естественнонаучной подготовки в высшей школе полностью соответствует потребностям личности и современного российского общества. При этом на главном направлении работы педагогических вузов — ожидания школы как основного потребителя педагогических кадров — оценка «полностью удовлетворяет» вообще отсутствует. Подобная тенденция зафиксирована в опросе преподавателей, реализующих общепрофессиональные и специальные дисциплины.

Как отмечают студенты, усвоению содержания естественнонаучных дисциплин мешает: недостаточная естественнонаучная подготовка в школе (79 %); слабые координационные связи между преподавателями,

реализующими конкретную образовательную программу (48 %); отсутствие опыта и умений установления межпредметных связей (42 %); отсутствие методических рекомендаций, раскрывающих содержательный и технологический аспекты изучения естественнонаучных дисциплин (35 %); малое количество часов, предусмотренное на изучение данных дисциплин (28 %).

В ходе ответа на вопрос: «Что, по Вашему мнению, может помочь более успешному овладению естественнонаучными дисциплинами?», были получены следующие результаты:

— наличие доступных для понимания учебников (47 %);

— нестандартные формы проведения занятий (32 %);

— увеличение количества творческих и проблемных заданий (25 %);

— использование компьютерных программ (22 %);

— усиление профессиональной направленности дисциплин (11 %).

Конечно, это не все факторы, способствующие успешному овладению естественнонаучными знаниями. Более полная информация была получена при анализе ответов студентов на вопрос: «Каковы основные пути обновления высшего естественнонаучного образования?». По их мнению, пути обновления естественнонаучного образования таковы:

— разработка и реализация программы, включающей вариативную составляющую (47 %);

— реализация модульного обучения (42

%);

— включение в содержание естественнонаучных дисциплин элементов профессиональных знаний и квазипрофессиональ-

Литература

ной деятельности (57 %);

— предоставление возможности студентам выбора учебных курсов естественнонаучного содержания (38 %);

— ориентация на опыт и запросы студентов при обучении естественнонаучным дисциплинам (29 %);

— учет индивидуальных и познавательных стилей учащихся (35 %);

— самоуправление своей учебной деятельностью (28 %);

— взаимообучение и участие в оценке своих достижений (19 %);

— использование интерактивных технологий обучения (43 %).

Результаты педагогического эксперимента подтверждают наличие проблем в естественнонаучном образовании. Анализ результатов, в первую очередь вопросов второй группы, связанных с организацией процесса обучения, выявляет важнейшие социально-профессиональные и педагогические условия успешного решения задач естественнонаучного образования и позволяет определить основные направления его совершенствования. Реализация данных направлений требует не только целенаправленного и планомерного обновления целей, содержания и технологий естественнонаучного образования (это лишь надводная часть айсберга, хотя и очень необходимая, которая существует в виде огромных объемов методической работы), но и изменения в мышлении основных участников образовательного процесса, в их отношении к естественнонаучным дисциплинам, понимании значимости естественнонаучного образования для обеспечения высоких темпов развития экономического роста страны и развития человеческого капитала.

1. Алиева Н.З. Философско-методологические основания естественнонаучного образования в контексте постнеклассической науки: автореферат дне. ... д-рафилос. наук: 09.00.08. — Ростов-н/Д., 2009. — 34 с.

2. Алферов Ж.И., Садовничий В.А. Роль образования и науки в укреплении государства и развитии экономики страны // Образование, которое мы можем потерять: сб. / иод. общ. ред. В.А. Садовничего. — М., 2002. — 368 с.

3. Голубева О.Н., Суханов А.Д. Естественнонаучная концепция современного естествознания // Физика в системе современного образования (ФССО-99). — СПб., 1999. — Т. 1. — С. 1415.

4. Моисеев Н.Н. Универсум. Информация. Общество. — М.: Устойчивый мир, 2001. — 200 с.

5. Кондаков А.М. Образование как ресурс развития личности, общества и государства: дис. ... д-рапед. наук: 13.00.01. — Москва, 2005. — 322 с.

6. Симонов В.М. Дидактические основы естественнонаучного образования: гуманитарная парадигма. — Волгоград: Перемена, 2000. — 293 с.

7. Скрппко З.А. Естественнонаучная подготовка учащихся социально-гуманитарной направленности в системе начального профессионального образования: дис. ... д-ра пед. наук. — Томск, 2008. - 417 с.

8. Степин B.C. Наукаилженаука // Науковедение. — 2000. —№1. — С. 53-61.

Коротко об авторе____________________________________________________Briefly about the author

Старостина C.E., канд. пед. наук, доцент, до- S. Starostina, candidate of pedagogical science, senior

кторант, Забайкальский государственный гумани- lecturer, senior lecturer, Ph.D. degree, Zabaikalsky

тарно-педагогический университет им. Н.Г. Черны- State Humanitarian and Pedagogical University named

шевского (ЗабГГПУ) afterN.G. Chernyshevsky

sestarost@mail.ru

Научные интересы: теория и методика профес- Scientific interests: theory and methods of profes-

сионального обучения, естественнонаучное образо- sional learning, natural science education for students

ванне студентов гуманитарных специальностей learning humanitarian classes