Структурно-содержательная компонента курса физики при формировании профессиональной компетентности у студентов технических вузов

УДК 378

DOI: 10.21685/2072-3024-2017-2-16

Л. В. Масленникова, О. А. Арюкова, Ю. Г. Родиошкина

СТРУКТУРНО-СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ КОМПОНЕНТА КУРСА ФИЗИКИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ У СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ

Аннотация.

Актуальность и цели. Концепция модернизации инженерного образования с учетом запросов рынка труда ставит задачу повышения качества подготовки специалиста на основе внедрения компетентностного подхода к обучению во всех звеньях системы образования. Поэтому проблемой данного исследования является рассмотрение аспектов формирования профессиональных компе-тентностей у студентов технических вузов при изучении курса физики. Цель исследования - реформирование профессиональной подготовки в рамках ком-петентностного подхода и наполнение компетенций конкретным содержанием с учетом интеграции фундаментальности и профессиональной направленности в содержании, методах, формах и средствах обучения.

Материалы и методы. Одним из приоритетных направлений образовательной политики в настоящее время является переход от знаниевой парадигмы к компетентностному подходу. Различные аспекты компетентностного подхода к обучению рассмотрены в работах Э. Ф. Зеера, Дж. Равена, Г. К. Се-левко, М. А. Холодной, А. В. Хуторского, В. С. Шишова, Б. Д. Эльконина и др. Л. В. Васяк, В. В. Городецкий, Н. А. Краевая, И. В. Овчинникова и другие исследовали проблему формирования профессиональной компетентности будущих инженеров.

Результаты. В ходе исследования выявлено, что формирование профессиональной компетентности должно основываться на фундаментальной и профессиональной направленности обучения, интегрированных в каждом разделе изучаемой дисциплины, для последовательного развития необходимых инженерных знаний не на отвлеченных понятиях, а на примерах, связанных с будущей профессиональной деятельностью студента, с учетом научно-технического прогресса.

Выводы. Концептуальный фундамент физики является связующим звеном между физикой и техникой (техносферой), что наиболее важно при формировании профессиональной компетентности у студентов технических вузов, так как глубокие фундаментальные знания по физическим основам современных технологий позволяют специалисту найти и применить наиболее эффективные в конкретных экономических условиях технологические процессы, а сформированная профессиональная компетентность, несомненно, будет служить студенту - будущему инженеру социальной защитой в обществе.

Ключевые слова: технический вуз, профессиональная задача, профессиональная направленность, специалист, инженер, профессиональные компетенции, физика, фундаментальность.

L. V. Maslennikova, O. A. Arykova, Y. G. Rodiochkina

A STRUCTURAL-SUBSTANTIAL COMPONENT OF THE PHYSICS COURSE IN THE FORMATION OF TECHNICAL UNIVERSITY STUDENTS' PROFESSIONAL COMPETENCE

Abstract.

Background. The concept of engineering education modernization taking into account the needs of the labor market sets the problem of specialists training quality

improvement on the basis of introduction of a competence approach to training at all levels of the education system. Therefore, the problem of this study is to consider aspects of technical university students' professional competence formation within the physics course. The purpose of the study is to reform vocational training in the framework of the competence approach and to provide competencies with specific content based on the integration of fundamental and professional orientation in composition, methods, forms and means of education.

Materials and methods. At the present time, one of the priority goal of the educational policy to switch from the knowledge paradigm to the competence approach. Various aspects of the competence approach to learning have been discussed by E. F. Zeer, John Raven, G. K. Selevko, M. A. Kholodnaya, A. V. Khutorskoy, V. S. Shishov, B. D. Elkonin and others. L. V. Vasyak, V. V. Gorodetskiy, N. A. Krae-vaya, I. V. Ovchinnikova and others have researched the problem of future engineers' professional competence formation.

Results. The study has revealed that the formation of professional competence should be based on fundamental and professional orientation of education, integrated in each section of a studied discipline, in order to consistently develop the required engineering knowledge based not on abstract concepts, but on examples related to the future professional activity of the student, taking into account scientific and technical progress.

Conclusions. The conceptual foundation of physics is the link between physics and technology (technosphere), which is most important in formation of technical university students' professional competence, because deep fundamental knowledge of the physical principles of modern technology allows professionals to find and apply the most effective, in specific economic conditions, technological processes, and the formed professional competence will undoubtedly serve as social protection for the student-future engineer.

Key words: technical university, professional task, professional orientation, specialist, engineer and professional competence, physics, fundamentality.

Система подготовки специалистов (прежде всего высшая школа) призвана стать действительным инструментом, проводником единой государственной и научно-технической политики. Главное качество квалифицированного специалиста - это умение грамотно и своевременно решать профессиональные задачи. Только обладая этим качеством, инженер может быть тем, кем он призван быть, - центральной фигурой научно-технического процесса.

Одним из приоритетных направлений образовательной политики государства в настоящее время является переход от знаниваемой парадигмы к компетентностному подходу. Согласно концепции модернизации российского образования, целью современного профессионального образования является подготовка высококвалифицированных, конкурентоспособных специалистов, способных на высоком уровне выполнять профессиональные виды деятельности [1].

Новые концептуальные положения в образовательном процессе высшей технической школы, конкретизация принципов и методов формирования разнообразия спектра компетенций и, главное, наполнение компетенций конкретным содержанием необходимы для успешного реформирования профессиональной подготовки в рамках компетентностного подхода с учетом интеграции фундаментальности и профессиональной направленности в содержании, методах, формах и средствах обучения [2-7].

Физика в высшей технической школе по праву является фундаментальной дисциплиной. Фундаментальность физического образования предполага-

ет, что в высших технических учебных заведениях физика - это не просто общеобразовательная дисциплина: знания, сформированные у студентов при изучении курса физики, являются фундаментальной базой для изучения общетехнических и специальных дисциплин, освоения новой техники и инновационных технологий. Что касается курса физики для инженерных специальностей, то его содержание должно способствовать формированию у студентов представлений о современной физической картине мира. Обучение физике должно быть взаимосвязано со специальностью и базироваться на рассмотрении конкретных процессов и явлений, относящихся к профессиональной деятельности будущего специалиста. Однако включение конкретных специальных вопросов и задач в программу обучения физике, реализация профессиональной направленности через учебные прикладные физические задачи связаны с объективно существующими трудностями: возрастанием объема материала при строгом лимите времени; сложностью в постановке физических задач с профессиональным содержанием; возможным нарушением логики курса. Следовательно, при постановке физического образования в высшей технической школе необходимо установление соответствия между современным состоянием физики как науки и содержанием физического образования в высшей технической школе не только для преодоления элементов архаизма в трактовке содержания курса физики, но и для того, чтобы научные знания составляли прочный фундамент профессиональных знаний.

Для формирования профессиональной компетенции у студентов технических вузов при изучении курса физики необходимо определить содержание процесса обучения - знания и умения, которые должны быть сформированы у студентов, а также методы, формы и средства, с помощью которых осуществляется достижение цели. Поскольку цели обучения предусматривают формирование не только знаний, но и определенных видов деятельности, в том числе и профессиональной, то в содержание обучения должен входить и деятельностный (процессуальной) компонент. Поэтому при структурировании содержания курса физики в техническом вузе необходимо, кроме общего обучения физике (формирование знаний о физических явлениях, законах и теориях, представления о современной физической картине мира, научного мировоззрения, знаний о методах познания в физической науке), учитывать и специфические цели: создание научной базы для изучения общетехнических и специальных дисциплин, для решения профессиональных задач на базе физических знаний; формирование видов деятельности, адекватных профессиональной деятельности инженера. Следовательно, дидактическая модель учебного предмета должна включать два блока: основной, в который в первую очередь входит то содержание курса физики, ради которого предмет введен в учебный план, и блок средств, или процессуальный блок, обеспечивающий усвоение знаний, формирование различных умений, в том числе и умений, связанных с профессиональной деятельностью [8]. Для таких предметов, как физика, в основной блок входят предметные знания, а в процессуальный комплекс вспомогательные знания (логические, методологические, историко-научные, межпредметные, оценочные).

Процессуальный блок включает способы деятельности как репродуктивные, а также способы, связанные с формированием профессиональной компетентности. Данная структура учебного предмета дает возможность определить место профессионально направленного материала в курсе физики для инженерных специальностей (рис. 1).

Рис. 1. Модель учебного предмета для высшего профессионального образования

Содержание учебного предмета, его содержательный и процессуальный блоки регулируются принципами конструирования содержания обучения. Одним из наиболее общих дидактических принципов является принцип единства содержательной и процессуальной сторон обучения, означающий, что в содержание образования следует включать не только предметную составляющую, но и способы передачи обучающимся и усвоения ими содержания, а также связанные с этим действия. При достижении поставленных нами целей обучения физике в техническом вузе, направленных на формирование профессиональной компетентности, ведущими являются принципы фундаментальности и профессиональной направленности. Они относятся, и это существенно, не только к содержанию физического образования, но и ко всей методической системе обучения физике в техническом вузе. Отметим, что эти принципы органично связаны с другими принципами. Так, принцип фундаментальности связан с принципами научности и системности; принцип -профессиональной направленности - с принципами межпредметных связей, связи обучения с практикой политехнизма. Таким образом, при формировании профессиональной компетенции у студентов технических вузов при изучении курса физики должны быть одновременно реализованы два принципа: фундаментальности и профессиональной направленности. Взаимосвязь и тесное взаимодействие этих принципов должны осуществляться на интегра-тивной основе. В результате интеграции принципов фундаментальности и профессиональной направленности возникает «целостность» обучения, обладающая интегративном качеством, или несводимостью к сумме составляющих знаний по физике и технике у студентов технических вузов. Следовательно, одним из принципов формирования профессиональной компетенции у студентов технических вузов выступает принцип единства фундаментальности и профессиональной направленности обучения как частично методический принцип формирования профессиональной компетентности, основанный на интеграции фундаментальных и профессионально направленных знаний.

Предлагаемая концепция интеграции фундаментальности и профессиональной направленности при формировании профессионально направленной компетентности у студентов втузов не противоречит концепции фундамен-

тального естественно-научного курса и способствует решению вопросов соотношения фундаментальной и профессиональной составляющих образования, достижения целостности образования, объектом которого является подготовка высококвалифицированного инженера.

Именно взаимосвязь фундаментальных и профессионально направленных знаний в курсе физики высших технических школ должна способствовать формированию профессиональной компетенции будущего инженера [8].

Структурирование учебного материала курса физики в техническом вузе с целью формирования у студентов профессиональной компетентности позволяет выделить в нем инвариантную, варьируемую части и определить место профессионально направленного материала.

Варьируемая часть должна включать устройства техники, технологии, связанные с теоретическим содержанием курса физики и систематизированные в соответствии с важнейшими направлениями научно-технического прогресса. Содержание варьируемой части направлено на формирование политехнических знаний, умений студентов на межпредметной основе с учетом инженерной специальности, новейших инженерных инновационных технологий.

К инвариантной части курса физики относится изученный материал, который должны знать все студенты технических вузов, изучающие физику:

- фундаментальные опыты, входящие в эмпирический базис;

- модели, понятия, величины, составляющие основание теории;

- физические законы, фундаментальные и частные физические теории и т.д.;

- некоторые наиболее важные выводы и практические применения.

К варьируемой части относится материал, связанный с профессиональной подготовкой студентов. Именно через содержание такого материала и осуществляется формирование профессиональной компетентности будущих инженеров (рис. 2).

Рис. 2. Включение в содержание курса инвариантного и варьируемого компонентов

Остановимся на структуре физических теорий, поскольку именно теории являются основой и ведущей формой научного знания и в их рамках четко просматривается связь между фундаментальными и прикладными знаниями. Физическая теория неразрывна, связана с дополняющими ее гипотезами, различными моделями, методическими установками. Именно из этих составляющих физической науки возникают устойчивые образования - теоретические схемы.

По степени обобщенности теоретические схемы делятся на фундаментальные и частные. Основанием для такого деления служит характер абстрактных моделей. Ввиду значимости физических теорий в построении учебного процесса возникает объективная необходимость выделения в теоретическом материале современного курса физики фундаментальных и частных физических теорий.

В фундаментальных и частных теоретических схемах выделяются общие этапы теоретических обобщений, представляющих собой их структуру и находящихся в следующей взаимосвязи [8]:

- факты как некоторый фрагмент объективной действительности (в том числе и профессиональные объекты), явления, результаты экспериментов, основания теоретических схем;

- физические модели (в том числе и профессиональные), лежащие в основе понятий, теорий, представляющих ядро теоретических схем;

- выводы, практические (профессионально направленные) приложения ядра теоретических схем;

- интерпретация теоретического материала на основе методологии и гносеологии науки.

Таким образом, в любой физической теории, как фундаментальной, так и частной, выделяют основание, ядро, следствие.

Основания составляют экспериментальные факты, идеализированный объект, физические понятия и величины.

В ядро теории входят законы, постулаты, принципы, фундаментальные постоянные.

К следствиям теории относятся объяснение экспериментальных фактов, получение выводного знания, применение к решению конкретных задач, практическое применение (рис. 3).

Фундаменталы теории

Частные теории

I

Рис. 3. Взаимосвязь физики промышленного оборудования и технологий

Концептуальный фундамент физики является связующим звеном между физикой и техникой (техносферой), что наиболее важно при формировании профессиональной компетентности у студентов технических вузов.

Таким образом, содержание курса физики включает инвариантный компонент, содержащий главным образом ядро теории, частично эмпирический базис и применение изученных законов, а также варьируемый компонент. Этот компонент может меняться, он специфичен для различных технических учебных заведений, для различных групп профессий.

Библиографический список

1. Хуторской, Л. В. Технология проектирования ключевых и предметных компетенций / Л. В. Хуторской // Эйдос : интернет-журнал. - 2005. - 12 декабря. -URL: www.eidos.ru/journal/2005/1212.htm

2. Равен, Дж. Компетентность в современном обществе. Влияние, развитие и реализация / Дж. Равен. - М. : Когито-Центр, 2002. - 396 с.

3. Зеер, Э. Ф. Компетентностный подход к образованию / Э. Ф. Зеер // Российская академия образования. Уральское отделение. - URL: http://academia@urorao.ru

4. Зимняя, И. А. Ключевые компетентности как результативно-целевая основа компетентностного подхода в образовании / И. А. Зимняя. - М. : Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2004. - 42 с.

5. Селевко, Г. Компетентности и их классификация / Г. Селевко // Народное образование. - 2004. - № 4. - С. 136-144.

6. Competence: Inquiries into its Meaning and Aeguisition in education sitting / ed. by Edmund C. Short. - Landham : University Press of America, 1984. - Vol. VI. - 185 p.

7. Velde, C. Crossing borders: an alternative conception of competence / C. Velde // Proceedings of the 27 Annual SCUTREA conference. - London, 1997. - P. 27-35.

8. Масленникова, Л. В. Формирование профессиональной компетентности у студентов технических вузов / Л. В. Масленникова, С. Э. Майкова, О. А. Арю-кова, Ю. Г. Родиошкина // Научные труды SWorld. - 2014. - Т. 13, № 3. -С. 13-19.

References

1. Khutorskoy L. V. Eydos: internet-zhurnal [Eidos: online magazine]. 2005, 12 December. Available at: www.eidos.ru/journal/2005/1212.htm

2. Raven Dzh. Kompetentnost' v sovremennom obshchestve. Vliyanie, razvitie i realiza-tsiya [Competence in modern society. Influence, development and realization]. Moscow: Kogito-Tsentr, 2002, 396 p.

3. Zeer E. F. Rossiyskaya akademiya obrazovaniya. Ural'skoe otdelenie [Russian academy of education. Ural branch]. Available at: http://academia@urorao.ru

4. Zimnyaya I. A. Klyuchevye kompetentnosti kak rezul'tativno-tselevaya osnova kompe-tentnostnogo podkhoda v obrazovanii [Key competences as a result-target foundation of the competence approach in education]. Moscow: Issledovatel'skiy tsentr problem ka-chestva podgotovki spetsialistov, 2004, 42 p.

5. Selevko G. Narodnoe obrazovanie [Public education]. 2004, no. 4, pp. 136-144.

6. Competence: Inquiries into its Meaning and Aeguisition in education sitting. Ed. by Edmund C. Short. Landham: University Press of America, 1984, vol. VI, 185 p.

7. Velde C. Proceedings of the 27 Annual SCUTREA conference. London, 1997, pp. 27-35.

8. Maslennikova L. V., Maykova S. E., Aryukova O. A., Rodioshkina Yu. G. Nauchnye trudy SWorld [Proceedings SWorld]. 2014, vol. 13, no. 3, pp. 13-19.

Масленникова Людмила Васильевна доктор педагогических наук, профессор, кафедра общенаучных дисциплин, Рузаевский институт машиностроения

E-mail: maslennikova-lv@mail.ru

Maslennikova Lyudmila Vasiljevna Doctor of pedagogical sciences, professor, sub-department of general scientific disciplines, Ruzaevka Engineering Institute

Арюкова Ольга Александровна

кандидат педагогических наук, преподаватель 1-й категории отделения среднего профессионального образования, Рузаевский институт машиностроения

E-mail: aryukowa@mail.ru

Arykova Olga Alexandrovna Сandidate of pedagogical sciences, 1st category teacher of sub-department of vocational education, Ruzaevka Engineering Institute

Rodiochkina Julia Grigorjevna Candidate of pedagogical sciences, deputy director for academic affairs, Ruzaevka Engineering Institute

E-mail: jgrim@mail.ru

Родиошкина Юлия Григорьевна

кандидат педагогических наук, заместитель директора по учебной работе, Рузаевский институт машиностроения (филиал) Национального исследовательского Мордовского

УДК 378 Масленникова, Л. В.

Структурно-содержательная компонента курса физики при формировании профессиональной компетентности у студентов технических вузов / Л. В. Масленникова, О. А. Арюкова, Ю. Г. Родиошкина // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Гуманитарные науки. -2017. - № 2 (42). - С. 162-169. БОТ: 10.21685/2072-3024-2017-2-16