Формирование исследовательских умений студентов-физиков как условие развития их профессиональной компетентности

ФОРМИРОВАНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ СТУАЕНТОВ-ФИЗИКОВ КАК УСЛОВИЕ РАЗВИТИЯ ИХ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ

Исследовательская деятельность, исследовательские умения, формирование исследовательских умений, физика, профессиональная компетентность.

Изменения, происходящие в современном обществе, придают процессу модернизации образования в высшей школе особую значимость. В связи с этим в отечественном образовании прослеживаются такие тенденции: смена основной парадигмы образования; интеграция отечественной школы и образования в мировую культуру; восстановление и дальнейшее развитие традиций российской школы и образования [Бордовский и др., 2003].

Применительно к высшему физическому образованию происходят изменение его целей, задач и функций, обновление структуры и содержания. Однако опыт показывает, что не всегда совершенствование учебных планов и программ приводит к повышению эффективности учебного процесса. Отрыв обучения от практической деятельности, отсутствие в педагогической практике полноценных условий для овладения инновациями, единообразие учебно-воспитательного процесса в вузе препятствуют развитию профессиональной компетентности будущих специалистов.

Традиционно основными целями обучения являлись знания, умения и навыки. На современном этапе образование призвано подготовить выпускника успешно, самостоятельно жить в условиях неопределенности современного общества, сформировать так называемую проектную культуру — способность решать задачи, находить пути ориентации в нестандартных ситуациях реальной профессиональной жизни [Зеер, 2009].

Для эффективной реализации новых целей образования необходимо преодолеть «объектную» позицию студентов в ходе их профессиональной подготовки [Бордовский и др., 2003]. Для этого необходимо усилить профессиональную направленность обучения студентов путем введения в занятия элементов профессиональной деятельности. При организации учебного процесса важно вовлечь студентов в исследовательскую деятельность, выступающую как основное направление совершенствования содержания и структуры профессионального образования.

В настоящее время при определении требований к выпускникам вузов применяется термин «профессиональная компетентность», рассматриваемый как интегративное качество личности специалиста, включающее систему знаний, умений и навыков, обеспечивающих его готовность к профессиональной деятельности, стремление к профессиональному саморазвитию.

Повышение творческой активности студентов зависит от условий, созданных в вузе для исследовательской деятельности. Однако, по мнению Ф.Л. Ратнер, «современная система организации научной деятельности студентов не создает необходимых условий для развития креативных студентов и молодых исследователей» [Ратнер, 1997, с. 6]. Поэтому стимулирование исследовательской деятельности студентов рассматривается как одно из необходимых условий формирования профессиональной компетентности будущего специалиста.

Одними из компонентов профессиональной компетентности являются умения, опыт осуществления необходимых действий на базе имеющихся знаний [Татур, 2004]. Нами рассмотрена учебная исследовательская деятельность студентов, в ходе которой происходит формирование исследовательских умений.

В соответствии с [Федеральный государственный...] бакалавр по направлению подготовки 011200.62 Физика должен решать следующие профессиональные задачи: освоение методов научных исследований, теорий и моделей; проведение исследований и обработка их результатов; работа с научной литературой; знакомство с основами организации и планирования физических исследований; участие в организации семинаров и конференций, в написании и оформлении научных статей и отчетов.

Опыт преподавания физики в Бурятском государственном университете показывает, что уровень исследовательских умений студентов является низким. Это связано с отсутствием готовности студентов к творческой деятельности, к углубленному теоретическому анализу содержания и структуры изучаемых физических теорий.

На первых курсах эта готовность определяется физико-математической подготовкой абитуриентов. Между тем результаты сдачи выпускниками школ ЕГЭ показывают низкий уровень подготовки по физике. Так, например, средний балл по физике в Республике Бурятия в 2012 году составил 48 (в 2011 — 49; в 2010 — 54). Одной из причин снижения уровня подготовки школьников по физике является недостаточное оснащение школьных физических кабинетов оборудованием, что не позволяет полноценно проводить лабораторные работы, организовывать демонстрационный эксперимент.

Проблема развития исследовательских умений является актуальной и на старших курсах. В условиях сокращения учебного времени, отводимого на изучение физики, важно создать условия для самостоятельного получения знаний и развития профессионально значимых качеств личности.

В психолого-педагогической литературе рассматриваются следующие трактовки понятия «исследовательские умения»: 1) как мера и результат исследовательской деятельности (И.А. Зимняя, В.В. Успенский и др.); 2) как способность к действиям, необходимым для выполнения исследования (П.Ю. Романов, Х.Я. Мулюков и др.); 3) как «владение сложной системой психических и практических действий, необходимых для познавательной деятельности во всех видах учебного труда» (В.И. Амелина).

Мы придерживаемся мнения О.В. Фединой о том, что исследовательские умения представляют собой сложную систему практических и интеллектуальных действий, позволяющих выполнить исследовательскую деятельность, при наличии соответствующих знаний, умений и навыков [Федина, 2008].

Безусловно, физика как учебная дисциплина обладает широкими возможностями для развития исследовательских умений студентов. Это определяется многообразием физических дисциплин, при изучении которых используются различные методы и приёмы деятельности, а также реализацией различных форм организации учебных занятий, позволяющих развивать исследовательские умения.

Формирование исследовательских умений студентов-физиков включает мотивационный, когнитивный, процессуальный, креативный и рефлексивно-оценочный компоненты.

Мотивационный компонент обусловлен осмыслением мотивов и цели исследовательской деятельности студентов, позволяет обосновать важность и перспективы проводимого исследования.

Когнитивный компонент включает в себя специальные исследовательские знания о методологии и технологии научного исследования и предметные знания для изучения и выяснения определенных процессов, фактов, явлений.

Процессуальный компонент обеспечивает целенаправленное накопление опыта научно-исследовательской деятельности студентов и включает в себя специальные, интеллектуальные и предметные исследовательские умения [Мухамбетова, 2008].

К специальным умениям мы относим такие умения, как: работа с научно-методической литературой, электронными ресурсами; умение выдвигать гипотезы, строить план исследования, формулировать решение.

Интеллектуальные умения составляют: самостоятельная разработка и теоретическое обоснование методики проведения эксперимента, ведение дискуссии, поиск аль-

тернативного и выбор рационального решения, оценка границ применимости, умения систематизировать, выявлять причинно-следственные связи, моделировать исследование, экспериментировать, проектировать результаты опыта.

К предметным (физическим) исследовательским умениям относятся: использование знаний из смежных дисциплин при проведении эксперимента; начертание и составление схем, подбор оборудования для эксперимента, сборка установки, устранение неисправностей, настройка приборов, самостоятельное проведение эксперимента с применением различных измерительных приборов, работа с виртуальными моделями, расчет погрешностей измерений, обработка и анализ полученных результатов, соблюдение техники безопасности при выполнении эксперимента, умение проводить наблюдения.

Креативный компонент направлен на самостоятельное создание творческого продукта исследовательской деятельности.

Рефлексивно-оценочный компонент направлен на развитие способности и готовности студентов к самостоятельной научно-исследовательской деятельности, самостоятельному освоению и усовершенствованию научных знаний и применению их на практике.

При формировании исследовательских умений студентов учебный процесс должен быть ориентирован на принципы целеполагания, объективности, системности, преемственности, дополнительности, управляемости, непрерывности, научности, индивидуализации и дифференциации.

Процесс формирования исследовательских умений студентов носит этапный характер, причем каждый последующий этап характеризуется новыми элементами исследовательской деятельности. Так, А.В. Усова и В.А. Беликов выделяют следующие этапы в процессе формирования исследовательских умений: осуществление мотивационной основы действия, определение цели действия; установление рациональной последовательности выполнения операций, из которых складывается действие; выполнение упражнений под контролем преподавателя; обучение самоконтролю выполнения действия; закрепление действия с помощью специальных заданий; переход к формированию умения производить более сложные действия [Усова, Беликов, 1997].

Мы считаем, что на первом этапе развития исследовательских умений формируется мотивационный компонент. Второй этап обеспечивает развитие когнитивного компонента. Следующие этапы составляют процессуальный компонент развития исследовательских умений.

Формированию и развитию исследовательских умений студентов способствует креативная организация учебного процесса [Анисимова, 2009] с диалоговыми формами обучения: проведение поисковых бесед, дискуссий; исследовательские наблюдения, опыты и эксперименты; выполнение практических заданий, творческая работа, решение проблемных задач и т. д.

В качестве критериев развития исследовательских умений мы использовали выделенные ранее компоненты исследовательских умений. Анализ уровня их развития позволил нам выделить три уровня: высокий, средний, низкий. Характерные особенности каждого уровня развития исследовательских умений совпадают с критериями развития исследовательской компетентности и описаны в [Дамбуева, 20126].

В вузах основным способом передачи знаний студентам является лекция, предполагающая репродуктивное восприятие информации студентами. В ходе опытно-экспе-риментальной работы для активизации студентов нами была изменена форма представления лекционного материала. В течение двух семестров в экспериментальной группе были проведены лекции с запланированными ошибками, лекции-диспуты, в традиционные лекции были введены элементы диалога в виде заполнения таблицы по ходу лекции, проведения эксперимента, использования презентаций и т. д. Проведенные опросы свидетельствуют о том, что сотрудничество преподавателя и студентов приводит к большему пониманию учебного материала, а также способствует раз-

витию таких исследовательских умений, как анализ и критический подход к полученной информации, поиск недостающей информации, построение плана исследования, дефиниция понятий, анализ литературы и т. д.

Возможные активные формы проведения лекций, пути активизации взаимодействия преподавателя и студентов подробно обсуждаются в [Дамбуева, 2012а].

Формирование исследовательских умений должно продолжаться и на семинарских занятиях. Одним из направлений работы, способствующей этому, является решение творческих заданий. Нами разработана рабочая тетрадь для самостоятельной работы по физике [Зеер, 2009], содержащая, помимо традиционных заданий, задания-проблемы, направленные на формирование таких умений, как постановка цели, задачи, разработка методов и средств решения; задачи на основе пословиц и поговорок, задания-эксперименты, способствующие развитию таких умений, как наблюдение и изучение явлений, выдвижение гипотез, формулирование и проверка решения, сравнение задачи с ранее решенными, оформление результатов в виде доклада. После изучения основных разделов нами практиковались такие формы контроля знаний, как физический диктант, аукцион формул и графиков, ролевые игры и т. д. [Ланина, 1995].

В качестве домашнего задания студентам были предложены творческие задания, обеспечивающие развитие исследовательских умений студентов: дополнить конспект иллюстрациями, примерами; заполнить таблицу по предложенной схеме; составить тест; придумать сказку по пройденному разделу; решить кроссворд, ребусы и т. д.

Анализ развития исследовательских умений выявил, что высокий уровень развития показали 42 % студентов экспериментальной группы, 30 % студентов контрольной группы (рис.).

45

Средний Уровни

Высокий Начальный

Рис. Динамика развития, исследовательских умений

Таким образом, эффективное формирование исследовательских способностей студентов происходит при оптимальном сочетании традиционных и исследовательских форм организации образовательного процесса и направлено на развитие профессиональной компетентности студентов.

Библиографический список

1. Анисимова В.А. Исследовательская деятельность студентов вуза физической культуры: формирование, становление, развитие: автореф. дис. ... д-ра пед. наук. Челябинск, 2009. 53 с.

2. Бордовский В.А., Ланина И.Я., Леонова Н.В. Инновационные технологии при обучении физике студентов педвузов. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2003. 265 с.

3. Ведерникова Л.В. Формирование ценностных установок студента на творческую самореализацию // Педагогика. 2003. № 8. С. 47-53.

4. Дамбуева А.Б. Рабочая тетрадь для самостоятельной работы по физике. Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2012. 100 с.

5. Дамбуева А.Б. Формирование исследовательской компетентности будущих физиков // Вестник Бурятского гос. ун-та. 20126.

6. Зеер Э.Ф. Психология профессионального образования. М.: Академия, 2009. 377 с.

7. Ланина И.Я. 100 игр по физике. М.: Просвещение, 1995. 224 с.

8. Мухамбетова А.Б. Развитие исследовательских умений учащихся в обучении биологии // Образование и саморазвитие. 2008. № 2. С. 109—114.

9. Ратнер Ф.Л. Научная деятельность студентов в системе многоуровневого образования за рубежом: материалы к спецкурсу. Казань: Изд-во Казан, ун-та, 1997. 28 с.

10. Скокова Л.В., Цыдыпов Ш.Б., Дамбуева А.Б. Рабочая тетрадь для самостоятельной работы по физике. Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2012. 100 с.

11. Татур Ю.Г. Компетентность в структуре модели качества подготовки специалиста // Высшее образование сегодня. 2004. № 3.

12. Усова А.В, Беликов В.А. Учись самостоятельно учиться. Челябинск, Магнитогорск: Изд-во ЧГПУ «Факел», 1997. 123 с.

13. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования подготовки бакалавров по направлению 011200.62 Физика.

14. Федина О.В. Формирование исследовательских умений студентов-физиков младших курсов средствами практикума // Вестник Ставропольского гос. ун-та. 2008. № 56. С. 36—45.