Формирование научно-исследовательских умений: эффективные подходы

УДК 378

ФОРМИРОВАНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ: ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОДХОДЫ

© 2016

Панасюк Клара Абдулганиевна, кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Автоматизированные системы обработки информации и управления» Оренбургский государственный аграрный университет

Аннотация. Статья посвящена проблеме формирования научно-исследовательских умений студентов на основе задачного подхода, который, в свою очередь, нуждается в дальнейшем развитии как методологического основания профессионального образования. На основе анализа литературных источников (А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, К.К. Платонов, А.А. Вербицкий, Л.Л. Гурова, Н.А. Менчинская и др.) показано, что задачный подход должен включать понятийный аппарат (задача, цель, ситуация, проблемы и др.), классификацию задач, описание, структуру и решение информационных задач. Эти вопросы рассмотрены в связи с актуальной проблемой формирования научно-исследовательских умений студента в процессе обучения. В статье отмечено непосредственное влияние деятельности на формирование их характеристик. Описана информационная задача в соответствии с представленной классификацией. Представлены этапы решения информационных задач, структура процесса их решения и содержание этапов в соответствии с формируемыми умениями. Исследование показывает, что задачный подход может быть основой в методологии формирования научно-исследовательских умений студентов.

Ключевые слова: образование, студент, задачный подход, научно-исследовательские умения, задача, цель, проблемная ситуация, деятельность, информационная задача, учебная деятельность, структура процесса решения информационных задач, организация учебного процесса.

FORMATION OF SCIENTIFIC-RESEARCH ABILITIES: EFFECTIVE APPROACHES

© 2016

Panasyuk Klara Abdulganievna, candidate of pedagogical sciences, associate Professor of Department of Automated systems of information processing and management Orenburg state agrarian University

Abstract. The article is devoted to the problem of formation of scientific-research abilities of students based on approach of task, which, in turn, needs to be further developed as a methodological basis of professional education. On the basis of the analysis of references (A. N. Leontyev, S. L. Rubenstein, K. K. Platonov, A. A. Verbitsky, L. L. Gurova, N. A. Menchinskaya, etc.) it is shown that approach of task shall include a conceptual framework (a task, the purpose, a situation, problems, etc.), classification of tasks, the description, structure and the solution of information tasks. These questions dealt with the actual problem of formation of scientific-research abilities of the student in the learning process. The article pointed out the direct impact of activities on the formation of their characteristics. Information task according to the provided classification is described. Stages of the solution of information tasks, structure of process of their decision and content of stages according to the created abilities are provided. The research shows that approach of task can be a basis in methodology of forming of scientific-research abilities of students.

Keywords: education, student, task approach, scientific-research abilities, task, goal, problem situation, activity, information task, learning activities, structure of the process of solving information tasks, organization of the educational process.

Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими задачами. В современных условиях информатизации, открытости российского общества и экономического подъема научно-исследовательская деятельность становится актуальной. Поэтому важно уделять внимание походам, позволяющим эффективно формировать научно-исследовательские умения.

К умениям научно-исследовательской деятельности относятся: умение анализировать научное знание; умение выявлять противоречие, формулировать цель и гипотезу, умение проверить последнюю. Деятельность, как подчеркивается в научно-педагогической литературе, - это специфически - человеческий способ отношения к окружающему миру, содержание которого составляет его целесообразное изменение и преобразование в интересах людей... Деятельность включает в себя цель, средства, результат и сам процесс [1, с.8]. Обобщенно состав деятельности может быть ассоциирован с процессом решения задачи. Поэтому предположим, что решение задач становится неотъемлемой частью, средством формирования научно-исследовательских умений, в частности - научно-исследовательских умений студента.

В педагогической науке задачный подход (без явного его описания) применяется со времен ее становления. Принципы подхода позволяют решать противоречия, возникающие в процессе обучения. Поэтому, с нашей точки зрения, он может рассматриваться как методологическое основание для формирования научно-исследовательских умений, требующий дальнейшего исследования и развития.

Анализ последних исследований и публикаций, в которых рассматривались аспекты этой проблемы и на

которых обосновывается автор; выделение неразрешенных раньше частей общей проблемы. Анализ литературных источников (Н.А. Алексеев, Г.А. Балл, Г.С. Костюк, А.М. Новиков, Н.Ю. Посталюк, В.В. Сериков, В.М. Симонов и др.) показывает, что задачный подход включает понятийный аппарат (задача, ситуация, проблемы и др.), теории учебных задач, классификации задач, задачные системы обучения, технологии задачно-го обучения. Эти вопросы мы рассматриваем в связи с проблемой формирования научно-исследовательских умений студента, не нашедших отражения в педагогических исследованиях.

Рассмотрим понятие «задача» в представлении некоторых ученых и ряда источников. А.Н. Леонтьев считает, что задача - это «цель, данная в определенных условиях» [2, с. 249]. С.Л. Рубинштейн под задачей понимает цель для мыслительной деятельности индивида, соотнесенную с условиями, которыми она задана [3, с. 369]. А К.К. Платонов определяет задачу как цель, поставленную в конкретных условиях, требующую исполнения решения [4, с. 39]. Л.Л. Гурова отмечает, что задача - это «цель деятельности, при постановке которой субъект не располагает всеми необходимыми для ее достижения средствами» [5, с. 8]. Д.Н. Богоявленский и Н.А. Менчинская считают, что задача выступает, прежде всего, как средство формирования понятий и развитие мышления, а также в процессе решения задач «происходит органическое слияние усвоенного знания и практического действия» [6, с. 8]. В словаре - справочнике определение понятия «задача» дается как: 1) задача -отраженная в сознании проблемная ситуация и условия, которые необходимы и достаточны для ее разрешения наличными средствами, знаниями и опытом; 2) задача

- одна из форм проектирования содержания обучения [7]. В статье «Активное обучение в высшей школе...» А.А. Вербицкий пишет: «Задача - это знаковая модель какой-то прошлой проблемной ситуации, встречавшейся в практическом или исследовательском опыте людей. Когда в этой ситуации выделяются объективные компоненты (условия), преобразование которых по заранее определенной процедуре (способу, алгоритму) приводит к новому, искомому соотношению, она превращается в задачу» [8].

Понятие «задача» непосредственно связывается с понятием элемента сознательной деятельности человека - «цель» (А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, К.К. Платонов), что для нашего исследования является важным аргументом. Г.А. Балл, Л.М. Фридман рассматривают задачи как системы, обладающие определенной структурой и свойствами [9]. Иногда в структуре задачи выделяют предметную область (класс фиксированных объектов, процессов, понятий, отнесенных к какой-то области знаний). Отношения, связывающие объекты предметной области (их чаще определяют как условия задачи), требования (указания цели решения задачи) [10].

Ссылаясь на определения А.Н. Леонтьева, А.А. Вербицкий считает, что «на психологическом языке цель представляет собой «субъективный образ будущего результата, которого нет и не может быть в голове обучающегося, когда он приступает к решению задачи. Единственно, что ему остается, так это вспомнить заранее данный преподавателем алгоритм решения». В подобных ситуациях ученый предполагает три психологически разных варианта действий студента или слушателя. Остановимся более подробно на их характеристике.

«1. Цель задается преподавателем авторитарно в форме требования найти искомое задачи при данных условиях. Получение положительного подкрепления (одобрения, похвалы, отметки) за выполнение этого требования, а отнюдь не нахождение искомого выступает для обучающегося реальной целью. Но если он не помнит способ решения, это требование не будет принято к исполнению, задача не будет решена.

2. Цель задается тем же способом, но человек принимает задачу к решению и, припоминая алгоритм, находит ее искомое.

3. Цель порождается в ходе самостоятельного анализа обучающимся проблемной ситуации и превращения ее в задачу, выступая теперь как его собственный осознанный образ предвосхищаемого результата.» (А.А. Вербицкий).

По нашему мнению, в первых двух случаях студент выступает объектом педагогического управления. В последнем случае задача наполняется личностным смыслом: студент выступает субъектом собственного активного целеобразования и целеосуществления. Здесь важно, чтобы уровень подготовки студента был такой, что проблемная ситуация воспринималась бы им как задача.

Представленный нами обзор исследований показывает, что задачу определяют через цель, проблемную ситуацию, условия, а также систему информации о каком-то явлении, объекте, процессе. Задача, по нашему определению, - это модель конкретной проблемной ситуации, содержащая данные и условия, необходимые для ее разрешения имеющимися средствами, знанием и опытом данного человека. Задачу можно представить в виде простых заданий, требующих простых действий, которые в совокупности, приведут к ее решению. Задание отличается от задачи лишь менее строгой логической структурой словесной формулировки, а сходны они в части требования ответить на вопрос, выполнить какое-то упражнение, доказать или опровергнуть что-то по известной процедуре. В случае и задачи, и задания студенту нужно владеть определенной информацией и правильно ее применять.

Формирование целей статьи (постановка задания).

В процессе решения задач развивается логическое мышление, относящееся к интеллектуальной сфере сознания. Поэтому необходимо выбирать такие задачи, которые способствовали бы решению нашей проблемы, а именно - формированию научно-исследовательских умений студента.

Существующие классификации задач выполнены по многим критериям: характеру выполняемых функций и их числу; по виду обрабатываемой информации; по применяемым средствам выполнения решения; по виду деятельности; способу задания условий и др.

Изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных результатов. Решение большинства задач в научно-исследовательской деятельности непосредственно связаны с получением и обработкой информации [11-15]. Условно мы можем назвать такие задачи информационными. На этапах решения информационной задачи осуществляются следующие действия: поиск и анализ информации, сбор и ее хранение, отбор и преобразование информации, представление информации в виде выводов и заключений.

Не каждая задача может являться средством формирования научно-исследовательских умений, а лишь такая, способ решения которой не известен обучающимся, которая оставляет некоторую свободу для выбора способа решения, ответ на которую получается творчески, а не путем применения готовых формул или алгоритмов, не применением известных способов решения, а посредством поиска нового решения [16]. Содержательной характеристикой задачи является материал (факты, позиция, суждения и т.д.), на котором построена задача. Процессуальной характеристикой задачи - какие действия (элементы поведения, операции, поступки, отношения) предполагаются в ходе решения задачи. Контекстуальной характеристикой задачи - каким образом конкретная задача связана с общим проблемным контекстом (личностным, социальным, образовательным).

Организация учебной деятельности по решению информационных задач включает в себя следующие этапы: анализ содержания поставленной задачи и определение цели действий; поиск плана решения задачи (достижения цели действия); реализация найденного плана; проверка правильности действий, истинности ответа; анализ других возможных вариантов решений, доказательств, вариантов действий и их сопоставление с первым. По рекомендациям Д. Пойа, «задача должна быть умело выбрана, она должна быть не слишком трудной и не слишком лёгкой, быть естественной и интересной, причём некоторое время нужно уделять для её естественной и интересной интерпретации» [17].

Студенты готовятся к профессиональной деятельности, поэтому необходимо в процессе обучения делать акцент на использование проблемных ситуаций, профессиональных задач со специализированным информационным содержанием. Примерная структура таких задач включает:

1. Обобщенную формулировку - описание имеющегося в практике противоречия, трудностей, постановку вопроса.

2. Ключевое задание, в котором обозначен «продукт» решения задачи.

3. Контекст решения задачи - имеющиеся условия (характеристика людей, ресурсов, конкретной ситуации).

4. Задания, которые приведут к решению.

5. Критерии оценки.

Решение информационной задачи является процессом творческим, так как оно не имеет готового алгоритма, для её решения требуется, в первую очередь, провести анализ этой задачи, т.е. анализ содержания задачи и анализ внутренних компонентов задачи. Под внутренними компонентами задачи будем понимать компонен-

ты условия, заключения, их логические взаимосвязи. Структура процесса решения информационных задач представлена на рисунке 1.

Рисунок 1

Содержание процесса решения информационной задачи зависит от ее сложности. Решению информационных задач соответствуют следующие этапы:

- анализ полученного задания;

- формулирование цели (представление результата решения - модели результата);

- выдвижение гипотезы (условия, при которых может быть получен желаемый результат);

- выбор адекватных цели методов решения (выбор программных и технических средств);

- непосредственное выполнение задания;

- анализ результата (сравнение результата с моделью);

- коррекция полученного результата, рефлексия;

- оформление результата.

В Институте управления рисками и комплексной безопасности ОГАУ на кафедре информатики и вычислительной техники сформированность научно-исследовательских умений студента проверяется способностью обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности, соответствующей профессиональной компетенции (ПК-3) [18]. Учебный процесс организован так, что студенты решают информационные задачи при изучении следующих дисциплин:

- «3D- моделирование» - по направлению «Техносферная безопасность»;

- «Системы управления базами данных» - по направлениям «Информационная безопасность», «Информатика и вычислительная техника», «Информационная безопасность автоматизированных систем»;

- «Проектирование АСОИ» и др.;

Наиболее общие дидактические единицы, изучаемые на всех направлениях следующие:

- поиск научно-технической информации в различных источниках;

- компьютерная графика в научных исследованиях;

- электронные документы и издания;

- подготовка и издание документов при безбумажной технологии;

- решение математических, инженерно-технических и экономических задач с помощью пакетов прикладных программ;

- применение компьютерной техники в научных исследованиях в учебном процессе;

- имитационное моделирование;

- визуализация экспериментальных и расчетных данных и др.

Примерами соответствующих информационных задач в учебном процессе могут быть:

- задачи на умение применять различные информационные технологии для обработки текстов, например: оформить визитную карточку; разработать буклет для проведения научной конференции; разработать макет приглашения на различные мероприятия; создать презентацию своего доклада (реферата, самостоятельной работы, проекта и т.д.);

- задачи на умение применять средства машинной графики для разработки схем, чертежей различных конструкций, например: начертить схему технологического процесса; начертить план здания с подводкой коммуникаций; начертить схему размещения оборудования и т.д.;

- задачи на умение ориентироваться в многообразии программных продуктов, при поиске новой информации, например: поиск информации с использованием браузеров Netscape Navigator, Internet Explorer, Firefox, Safari, Google Chrome , Netscape , Opera , Mozilla , Opera Mini, PlayStation, ACCESS NetFront, Blazer , Pocket Internet Explorer и прочие;

- задачи на умение определять наиболее эффективные методы сбора и обработки информации, например: выбрать из материалов обследования материалы, содержащие описание общих параметров объекта; разработать форму для записи информации об объекте исследования; объединить в группу материалы, содержащие компоненты каждого информационного потока, включая документы, информационные файлы, процедуры обработки и характеристики компонентов и др.;

- задачи на умение разрабатывать собственный алгоритм для решения задач или пользовательский интерфейс, например: разработать интерфейс для автоматизированного рабочего места «Библиотекарь»; разработать функциональную модель базы данных «Учебная часть»; разработать базу данных «Фонотека» и т.д.;

- задачи на умение планировать эксперимент и проводить обработку экспериментальных данных.

Информационные задачи стимулируют учебный процесс, повышают общую активность, формируя при этом научно-исследовательские умения студента.

Выводы исследования и перспективы дальнейших изысканий данного направления. Смысл задачного подхода заключается в создании психологического стимула к поиску действий и способов ориентации в обстановке. В этом состоит сущность формирования исследовательских умений с помощью информационных задач. Таким образом, методологической основой в формировании научно-исследовательских умений студента имеет большие возможности задачный подход.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Борытко Н.М. Диагностическая деятельность педагога : учеб.пособие для студ. Высш. Учеб. Заведений / Н.М. Борытко ; под ред. В.А. Сластенина, И.А. Колесниковой. - 2-е изд., стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2008.- 288 .- (Профессионализм педагога).-ISBN 978-5-7695-4982-3

2. Леонтьев А.Н. Избранные психологические произведения / А.Н. Леонтьев // Собр. соч : в 2 т. - М.: Педагогика, 1983. - Т. 1. - 392 с.

3. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии: в 2 т. / С.Л. Рубинштейн . - М.: Педагогика, 1989. - Т. 1. -488 с.

4. Платонов К.К. Краткий словарь системы психологических понятий / К.К. Платонов . - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984. - 174 с.

5. Гурова Л.Л. Исследование мышления как решение задач: дис. ... д-ра психол. наук /Л.Л. Гурова. - М., 1975. - 413 с.

6. Богоявленский Д.Н., Менчинская Н.А. Психология усвоения знаний в школе / Д.Н. Богоявленский, Н.А. Менчинская . - М.: Изд-во АПН РСФСР, 1959. - 347 с.

7. Словарь-справочник по педагогике / Авт.-сост.

В.А. Мижериков; Под общ. ред. П.И. Пидкасистого.- М.: ТЦ Сфера, 2004.- 228 с.

8. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход / А.А. Вербицкий. - М.: Высш. шк., 1991. - 207 с

9. Балл Г.А. Теория учебных задач: Психолого-педагогический аспект / Г.А. Балл. Москва: Педагогика,1990.

10. Фридман Л.М. Педагогический опыт глазами психолога / Л.М. Фридман. - М.: Просвещение, 1983. -160 с.

11. Асташина Н.И. Подходы к определению структуры, содержания, путей формирования исследовательской компетентности студентов, будущих специалистов в области социокультурного сервиса // Балтийский гуманитарный журнал. 2015. № 1 (10). С. 106-109.

12. Колобов А.Н. Комплексный подход как средство формирования готовности студентов и слушателей к научно-исследовательской деятельности // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2014. Т. 1. № 2 (18). С. 51-54.

13. Павлова Е.С. Применение частных производных при решении задач нелинейного программирования // Балтийский гуманитарный журнал. 2014. № 4. С. 102105.

14. Энбом Е.А., Иванова В.А. Особенности формирования и развития исследовательской компетентности студентов в процессе изучения дисциплины «высшая математика» в техническом вузе // Самарский научный вестник. 2015. № 1 (10). С. 140-144.

15. Ярыгина Н.А., Залалетдинов А.Р. Психолого-педагогические условия формирования исследовательской компетенции в вузе как фундаментальная основа повышения качества образования магистров // Балтийский гуманитарный журнал. 2015. № 4 (13). С. 124-126.

16. Романов П.Ю. Формирование исследовательских умений обучающихся в системе непрерывного педагогического образования: монография / П.Ю. Романов . -Магнитогорск, 2003. - 236 с.

17. Пойа Д. Как решать задачу . — М., 1961. — С. 16-17

18. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования. Направление подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника / Минобрнауки РФ .- М.: . - 2016, 20 с.