Формирование профессиональной компетентности у студентов технического вуза (на примере обучения дисциплинам естественнонаучного цикла)

УДК 37.01:530.1

О. Ф. Лапаник

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ У СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА

Аннотация. В статье с позиций компетентностного подхода рассматривается организация образовательной траектории студентов технического вуза при обучении дисциплинам естественнонаучного цикла. Автором на примере курса «Общая физика» был проведен педагогический эксперимент, продемонстрировавший положительную динамику уровня сформированности профессиональной компетентности.

Ключевые слова: процесс формирования профессиональной компетентности, компетенции, модульно-рейтинговая технология обучения, уровни сформиро-ванности профессиональной компетентности.

Abstract. Using the competence approach the article deals with the formation of the educational trajectory of technical university students when teaching Science. During the pedagogical experiment based on General Physics the professional competence formation level was stated.

Index terms: process of formation of professional competence, module-rating teaching technology, levels of professional competence formation.

Концепцией российского образования на период до 2010 г. определена основная задача системы профессионального обучения - подготовка квалифицированного, конкурентоспособного на рынке труда специалиста, готового к постоянному профессиональному росту и самообразованию, лично ответственного за уровень своих компетенций.

Компетенции - это интегральные характеристики, которые отражают наличие способностей решать профессиональные проблемы [2]. Перечень обязательных компетенций для выпускников разных специальностей определен государственным стандартом. Так, будущий специалист технической сферы должен обладать способностью к постоянному профессиональному совершенствованию в области науки и техники.

Для студентов технических вузов особую значимость имеют дисциплины естественнонаучного цикла, закладывающие основы общепрофессиональных и научно-исследовательских компетенций. Однако в процессе обучения естественнонаучным дисциплинам пока сохраняется противоречие между необходимостью создания модели формирования профессиональной компетенции и малоэффективными способами организации образовательного процесса в вузе, не позволяющими продуктивно решать

эту задачу. Актуальность поиска новых теоретико-методологических основ непрерывного формирования профессиональных компетенций в технических учебных заведениях подтверждается и анализом психолого-пе-дагогической литературы. Образовательный процесс требуется реорганизовать таким образом, чтобы сохранить его фундаментальность и при этом усилить практическую направленность. Фундаментальная подготовка будущих специалистов обеспечивает освоение универсальных способов деятельности, опирающихся на обобщенные знания законов природы и их использование в решении технических задач. Но без обретения практических навыков и умений обучение техническим профессиям не может считаться качественным и успешным. Таким образом, нужен новый подход, направленный на приобретение знаний, умений и навыков реальной, практической деятельности.

Очевидно, что для построения модели формирования профессиональной компетенции наиболее приемлемым является компетентнос-тный подход, который представляет собой ориентацию на такие цели-векторы образования, как обучаемость, самоопределение, развитие индивидуальности.

Категориальная база компетентностного подхода связана с понятием «компетентность», сущность которого определяется как наличие высшего, обобщенного уровня знаний, способности специалиста взять на себя ответственность за результаты собственной деятельности и выполнять свои функции с учетом собственных возможностей [2]. Компетентност-ный подход ориентирован на достижение определенных результатов, приобретение значимых компетенций.

Профессиональная компетентность является характеристикой качества подготовки студентов, основывается на развитии творческих и аналитических способностей личности и проявляется только в деятельности -предметно-информационной, деятельностно-коммуникативной, ценностно-ориентированной [4].

В вузах до сих пор преобладает традиционное построение процесса обучения, применяются технологии, в которых основным источником информации для студентов является преподаватель. Даже инновационные технологии, с помощью которых студентами должны приобретаться навыки профессиональной мобильности, регулярного обновления профессионального опыта и т. д., чаще всего используются в рамках традиционной образовательной концепции, ориентированной только на передачу предметных знаний [5].

Нами была предпринята попытка совершенствования процесса формирования профессиональной компетентности при обучении дисциплинам естественнонаучного цикла (на примере курса «Общая физика»). В качестве основных принципов обучения выступали единство фунда-

ментальности и практической направленности обучения, а также учет индивидуальных особенностей студентов во всех формах и видах учебной деятельности (лекциях, лабораторных, практических и самостоятельных работах).

Любой педагогический процесс характеризуется следующими составляющими: способом управления, видом информационного процесса, типом средств передачи информации и управления познавательной деятельности. На рисунке представлена схема модели формирования профессиональной компетентности студентов.

Схема модели формирования профессиональной компетентности студентов технических специальностей на примере обучения дисциплинам естественнонаучного цикла

В разработанной модели содержательное поле формируется в двух измерениях: дисциплина и модули. Дисциплина играет роль методологической базы, фундамента. Содержание модуля соотносится с компетенцией. Таким образом, осуществляется переход к такому типу обучения, когда акцент с содержания (что преподают) переносится на результат (какими компетенциями овладеет студент, что он будет знать и готов делать).

На лекциях осуществляется теоретическая подготовка: рассматриваются фундаментальные законы, дается обзор современной картины мира. В нашем случае имеется в виду естественнонаучная, физическая картина мира, представленная механической, электродинамической и квантово-полевой составляющими. Студенты знакомятся с информацией о последних достижениях науки и техники, примерами их использования для конкретных специальностей. На практических занятиях решаются задачи, связанные непосредственно с получаемой специальностью, задачи расчетно-графического характера, выполняются задания с выводом расчетной формулы, проводятся деловые игры. При выполнении лабораторных работ при выводе рабочих формул, умений работать с приборами, анализировать полученные результаты, рассчитывать погрешности измерений происходит закрепление навыков применения теоретических знаний. Самостоятельная работа предусматривает написание рефератов по актуальным практическим темам, проведение учебно-исследовательской, научно-исследовательской работы и подготовку докладов для студенческих научно-технических конференций.

Процесс обучения в общем виде можно представить как последовательное, поступенчатое повышение уровня сформированности профессиональных компетенций, или готовности к профессиональной деятельности:

• первый уровень предполагает выполнение заданий, для которых достаточно пассивное знание понятий, определений, законов, формул;

• второй - требует умений решать простые («типовые») задачи на основании усвоенных знаний;

• третий - предусматривает навыки решения нестандартных задач.

Такая структура организации обучения позволяет постепенно снижать степень помощи преподавателя студентам по мере обретения ими опыта самостоятельной работы.

В зависимости от уровня усвоения учебной информации студентами и закрепления у них практических умений были сформированы следующие критерии оценки сформированности знаний и умений:

• низкий уровень - узнавание: студент не представляет и не может спрогнозировать конечной цели (например, какой результат он должен получить при выполнении лабораторной работы); выполняет задание или решает задачу с подсказкой, применяя целиком весь алгоритм или его отдельные операции; плохо подготовлен к самостоятельной работе; не может оценить полученные результаты; путается в переводе единиц измерения из одной системы в другую; затрудняется в сборке электрических схем; не умеет работать со справочной литературой; слабо владеет техническими терминами;

• средний уровень - воспроизведение: студент нечетко видит цель работы; решает типовую задачу или выполняет лабораторную работу в со-

ответствии с правилом или алгоритмом, но осуществляет эту работу по памяти, т. е. подразумевается, что студент усвоил алгоритм решения задач или выполнения лабораторных работ и не пользуется подсказками; способен оценить полученные результаты; умеет работать со справочной литературой, строить графики; знает технические термины; однако испытывает трудности при оценке погрешности;

• высокий уровень - применение: студент умеет четко сформулировать цель работы; без затруднений выводит рабочие формулы (теоретические и экспериментальные); выполняет реальные нетиповые задачи; умеет самостоятельно добывать новую информацию; эвристические задания выполняет не по готовому, а по созданному в ходе самого действия алгоритму или правилу.

Наше исследование проводилось на двух выборках, которые составили студенты «Института пищевой и холодильной техники» и «Института прикладной биотехнологии» Дальневосточного технического рыбохозяйственного университета. Были сформированы экспериментальная (ЭГ) группа из 80 человек и контрольная (КГ), в которую вошло 82 человека. Контрольная группа обучалась по традиционной системе, а экспериментальная - по разработанной модели (см. рисунок).

Известно, что традиционное обучение оценивается по конечному результату, который описывается знаниями, умениями и навыками выпускника. В экспериментальной группе была реализована модульно-рейтинговая система обучения, которая включает следующие позиции: разбиение дисциплины на отдельные составные части - модули; проведение разнообразного систематического контроля знаний; оценивание результатов на основе индивидуального кумулятивного индекса (ИКИ). Расчет ИКИ в модуле проводился следующим образом:

• рейтинговая оценка за лабораторную работу (0-40 баллов);

• промежуточный тест-экспресс (0-5 баллов);

• оценка за работу на лекциях (по 1 баллу);

• оценка за самостоятельную работу (написание и защита реферата - 5 баллов);

• оценка за контрольную работу в модуле (0-5 баллов).

В процессе выполнения лабораторных работ учебная группа делилась на малые подгруппы, каждой из которых предлагалось проводить эксперимент по своему заданию. Преподавателем задавались вопросы и ставились задачи, требующие обращения к дополнительной литературе.

На практических занятиях решались типовые задачи, а затем выдавались индивидуальные задания. Некоторые темы лабораторных работ при подготовке предполагали индивидуальные домашние задания (ИДЗ) с выводом характеристик физического объекта и их параметров (например, расчет характеристик электрического поля, емкости конденсаторов,

сравнение емкостей конденсаторов различных конфигураций и т. п.). В каждом модуле проводился экспресс-контроль, многоуровневое тестирование, контрольные работы и результаты суммировались.

В таблице представлена динамика уровня сформированности знаний у студентов экспериментальной группы (ЭГ) на примере выполненных лабораторных работ. Число студентов, умеющих формулировать цель работы на высоком уровне, на начальном этапе исследования составляло 32%, на заключительном - 60%; собирать электрические схемы и снимать показания приборов - соответственно 32% и 70%; выводить рабочую (экспериментальную и теоретическую) формулу - 26% и 44%; анализировать полученные результаты и оценивать погрешности измерений могли 6% студентов в начале и 50% в конце исследования.

Экспертная оценка сформированности умений

Умение Уровень сформированноссти, %

I - узнавание

до эк-спери-мента после экспе- римен- та до эк-спери-мента после экспе- римен- та до эк-спери-мента после экспе- римен- та

Формулирование цели работы 16 - 52 40 32 60

Сборка электрических схем и снятие показаний приборов 20 50 28 30 72

Вывод рабочей формулы (теоретической и экспериментальной) 32 24 42 32 26 44

Анализ полученных результатов, оценка погрешностей 30 9 64 41 6 50

Выполненное исследование позволило выявить, что внедрение разработанной модели привело к повышению академической успеваемости. При переходе от первого модуля к последнему в 2 раза возросло число студентов экспериментальной группы, выполняющих задания на высоком уровне сложности. Средний балл за весь курс физики увеличился на 10%. Эти результаты подтверждают эффективность цикличного управления образовательным процессом и организации учебно-познавательной деятельности по индивидуальной учебной программе, необходимость четко-

го структурирования учебной информации, ее дозирования с учетом возможностей обучаемых.

Процесс формирования профессиональной компетентности у студентов технических специальностей, основанный на предложенной модели обучения, способствует развитию творческого отношения к учебе, повышению качества усвоения знаний, развитию способностей использовать на практике теоретические знания и планировать физические исследования, умению работать с научной литературой, применять новые информационные технологии.

Литература

1. Гнатышина Е. А. Технология построения концептуальных моделей профессиональной компетентности выпускника профессионально-педагогического вуза // Образование и наука. Изв. УрО РАО. 2008. № 4(52). С. 36-41.

2. Горовая В. И., Тарасова С. И. Педагогическая деятельность в системе современного человекознания. М.: Илекса, 2005. С. 128.

3. Десятова Е. Ю., Сартакова Е. М., Шахматова О. Н. Социально-личностные компетенции студентов технических вузов // Образование и наука. Изв. УрО РАО. 2008. № 7(55). С. 22-27.

4. Попов Ю. В., Подлеснов В. Н., Садовников В. И., Кучеров В. Г.,

Андросюк Е. Р. Практические аспекты реализации многоуровневой системы образования в техническом университете: организация и технология обучения // Высш. образование в России. М., 1999. № 6. С. 105-110.

5. Шильников А. В. Инновационные технологии преподавания фи-

зики в системе профессиональной подготовки инженеров / А. В. Шильни-ков, Н. М. Галиярова, Е. Г. Надолинская, В. А. Федорихин и др. // Физи-

ческое образование в вузах. 2003. № 4. Т. 9. С. 43-52.