Измерение и оценивание уровня сформированности исследовательской деятельности будущих бакалавров-инженеров в процессе математической подготовки

ИЗМЕРЕНИЕ И ОЦЕНИВАНИЕ УРОВНЯ СФОРМИРОВАННОСТИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ БУДУЩИХ БАКАЛАВРОВ-ИНЖЕНЕРОВ В ПРОЦЕССЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ

MEASUREMENT AND EVALUATION OF FORMEDNESS OF RESEARCH ACTIVITY OF FUTURE BACHELORS-ENGINEERS IN THE PROCESS OF MATHEMATICAL TRAINING

H.A. Лозовая N.A. Lozovaya

Студент, бакалавр-инженер, математическая подготовка, исследовательская деятельность, уровень сформированности, измерение, компетентностный тест, поликонтекстная задача.

В статье предложена методика измерения и оценивания уровня сформированности исследовательской деятельности студентов - будущих бакалавров-инженеров в процессе математической подготовки на основе критериев сформированности этой деятельности, выделенных с опорой на структуру исследовательской деятельности. Предложен авторский комплекс средств измерения уровня сформированности исследовательской деятельности студентов - будущих бакалавров лесоинженерного дела, содержащий поликонтекстные математические исследовательские задачи и компетентностные тесты.

Student, bachelor-engineer, mathematical training, research activity, the level offormedness, measurement, competency test, polycontextual task. The article offers the method of measuring and evaluating the level offormedness of the research activity of students - future bachelors-engineers in the process of mathematical training based on the criteria of the formedness of this activity, identified in relation to the structure of the research activity. The author also offers the set of the means of measuring the level of formedness of the research activity of students -future bachelors of Forest Engineering which contains polycontextual mathematical research tasks and competency tests.

В настоящее время профессионально-техническое образование занимает одну из ведущих ролей, обществу необходимы инициативные инженеры, ориентированные на самостоятельное исследование. В современных условиях развития к выпускникам - бакалаврам-инженерам предъявляются новые требования, сформулированные в перечне общекультурных и профессиональных компетенций ФГОС ВПО по направлению подготовки Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств (квалификация (степень) «бакалавр»). Необходимость формирования исследовательской деятельности обусловлена требованиями к результатам образования, так как одними из ключевых компетенций являются исследовательские компетенции, формируемые в соответствующей

деятельности, в том числе и в процессе математической подготовки.

Вопрос формирования и развития исследовательской деятельности широко изучается учеными (A.B. Багачук, В.А. Гусев, В.А. Далингер, Т.П. Ку-ряченко, A.B. Леонтович, Ю.Н. Фролова, М.Б. ¡Пашкина, Л В. Шкерина, A.B. Ястребовов и другими исследователями). Известны работы, посвященные инженерному образованию и повышению качества математической подготовки при использовании профессионально ориентированных задач (В.А. Шершнева, Т.И. Бова, Л.В. Васяк, Е.А. Зубова, A.A. Ермакова, Н.В. Скоробогатова). В настоящее время широко изучен вопрос измерения усвоения знаний, однако цель современного профессионального образования - в формировании комплекса компетенций, в результате чего возника-

ет проблема качественной оценки результата обучения. Вопросам диагностики сформированно-сти компетенций посвящены работы Л.В. Шкери-ной, М.Б. Шашкиной, A.B. Багачук, Т.А. Шкериной и других исследователей. Вопросом проектирования оценочных средств сформированости компетенций занимаются М.А. Анисимова, И.С. Бляхе-ров, A.B. Масленников, A.B. Моржов. Вопрос диагностики сформированности компетенций, а значит, и соответствующих видов деятельности, в том числе и исследовательской, студентов - будущих бакалавров-инженеров остается актуальным.

Исследовательская деятельность не является традиционной деятельностью и требует нового, инновационного метода и комплекса средств к измерению и оцениванию. Цель настоящей статьи состоит в описании структуры исследовательской деятельности, формулировании критериев ее сформированности и разработке комплекса средств измерения и оценивания уровня сформированности этой деятельности у будущих бакалавров лесоинженерного дела в процессе математической подготовки.

Как отмечалось выше, мы рассматриваем исследовательскую деятельность студентов - будущих инженеров в процессе математической подготовки. Математическую подготовку мы определяем как в рамках основного курса, так и в рамках поликонтекстного образовательного модуля «Математика в лесоинженерном деле», который предлагается студентам после изучения курса математики в вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы.

Остановимся на структуре исследовательской деятельности будущих бакалавров лесоин-

женерного дела, критериях ее сформированности и уровнях их проявления.

Опираясь на краткую структуру исследовательской деятельности (в которую входят мотив, знания, опыт и анализ) и основные этапы ее организации (организационно-мотивационный этап, этап постановки проблемы, этап сбора фактического материала, его систематизации и анализа, этап выдвижения гипотезы, проверочный этап, этап формулирования выводов, итоговый этап), мы выделили критерии сформированости исследовательской деятельности: мотивационно-ценностный, когнитивный, опытно-аналитический и рефлексивный, и три уровня их проявления: репродуктивный, эвристический и творческий [Лозовая, 2012]. Краткая структура исследовательской деятельности была расширена компонентами исследовательской деятельности применительно к математической подготовке бакалавра-инженера. Компоненты исследовательской деятельности представлены в табл. 1. Каждый компонент деятельности у разных студентов формируется на различных уровнях, что необходимо учитывать при измерении и оценивании сформированности исследовательской деятельности. В работе Т.А. Шкериной предложена минимальная оценочно-диагностическая карта сформированности исследовательской компетенции будущих пе-дагогов-психологов [Шкерина, 2014, с. 136]. Опираясь на макет этой карты, видоизменяя и наполняя ее содержимым, соответствующим цели нашего исследования, мы предлагаем карту измерения и оценивания сформированности исследовательской деятельности бакалавров-инженеров в процессе математической подготовки.

Таблица 1

Карта измерения и оценивания уровня сформированности исследовательской деятельности бакалавров-инженеров в процессе математической подготовки

Критерий Компоненты ИД Уровень сформированности исследовательской деятельности

Репродуктивный

1 2 3 4 5

Мотива-ционно-ценностный 1.1. Понимание значимости ИД для достижения личностных результатов Эпизодическое понимание значимости ИД для достижения личностных результатов Частичное понимание значимости ИД для достижения личностных результатов Понимание значимости ИД для достижения личностных результатов

<с

а

ч

с m

о

ь

к Щ

w m н о

Рч <

о ^ о о

О Й &

0

1

к %

о

W V S

ь

1-4

<с п w с

S

X

н и

щ м

Продолжение табл. 1

л х

ь

0

X X

си

1

о

X X

о

1.2. Понимание значимости ИД в будущей профессиональной деятельности

Эпизодическое понимание значимости ИД в будущей профессиональной деятельности

Частичное понимание значимости ИД в будущей профессиональной деятельности

Понимание значимости ИД в будущей профессиональной деятельности

1.3. Интерес к постановке и решению исследовательских задач

Отсутствие интереса к постановке и решению исследовательских задач

Интерес к постановке и решению исследовательских задач возникает периодически

Интерес к постановке и решению исследовательских задач проявляется постоянно

1.4. Потребность в ИД в процессе учебы

Отсутствие потребности в ИД в процессе учебы

Частичная потребность в ИД в процессе учебы

Потребность в ИД в процессе учебы возникает постоянно

2.1. Предметные знания

Владение предметными знаниями

Владение предметными знаниями и переносом их в новую ситуацию

Владение предметными знаниями, использование их при решении профессиональных задач

о

2.2. Знание способов и методов получения знаний

Фрагментарное представление о способах и методах получения знаний

Частичное знание способов и методов получения знаний

Владение знаниями о способах и методах их получения

3.1. Приобретенные умения и опыт

Фрагментарное представление о приобретенных умениях и опыте

Частичное представление о приобретенных умениях и опыте

Осознание приобретенных умений и опыта и готовность их дальнейшего использования

ш з-

^

го X го

I

о

X

3.2. Готовность к ис-следовательской деятельности или выполнению ее элементов

3.2.1. Формулирование цели при помощи преподавателя

Формулирование цели при помощи наводящих вопросов

Самостоятельное формулирование цели исследования

3.2.2. Постановка проблемы совместно с преподавателем

Постановка проблемы при помощи наводящих вопросов

Самостоятельная постановка проблемы

3.2.3. Сбор фактического материала в недостаточном объеме по предложенному библиографическому списку

Сбор фактического материала как из самостоятельно подобранных источников, так и из предложенной преподавателем литературы

Сбор фактического материала из различных источников информации, подобранных самостоятельно, готовность к изучению учебной и научной литературы

3.2.4. Фрагментарная систематизация материала

Частичная систематизация материала

Систематизация материала, осуществление взаимосвязи и упорядочивание

3.2.5. Фрагментарный анализ имеющегося материала

Анализ имеющегося материала в недостаточном объеме для исследования

Анализ имеющегося материала, самостоятельное выявление необходимых фактов

Окончание табл. 1

1 2 3 4 5

3.2.6. Выдвижение гипо- Выдвижение гипотезы, Самостоятельное выдви-

а: и тезы при помощи препо- пользуясь наводящими жение гипотезы

3- давателя вопросами

1- 3.2.7. Проверка гипоте- Проверка гипотезы при Самостоятельная про-

го зы при помощи препода- помощи наводящих во- верка гипотезы

го 1 вателя просов

X 1- 3.3. Обоснование Отсутствие обоснования Интуитивное обоснова- Полное обоснование

.Q С оптимальности ис- оптимальности использу- ние оптимальности ис- оптимальности исполь-

О пользуемого метода емого метода пользуемого метода зуемого метода

4.1. Формулирова- Выводу сформулирова- Предприняты попытки Обоснованное формули-

ние выводов (для ны не четко, без обосно- к обоснованию выводов, рование четких выводов

доклада, в оформ- вания но выводы сформулиро-

лении текста рефе- ваны недостаточно четко

л X СП рата, статьи, сооб-

щения)

а: си 4.2. Самоконтроль Самоконтроль применя- В большинстве случаев Самоконтроль применя-

си ется эпизодически самоконтроль осущест- ется на каждом этапе де-

Q. вляется ятельности

4.3. Оценка своей От случая к случаю, Попытки к систематиче- Объективна и система-

деятельности не всегда объективна ской оценке, но не всегда объективна тична

< а

ч

с m

При оценке уровня сформированности ис- в два балла, творческого - в три балла. В табл. 2 следовательской деятельности мы предлага- представлено соотношение балльной оценки и ем каждый компонент репродуктивного уровня уровня сформированности исследовательской оценивать в один балл, эвристического уровня - деятельности.

Таблица 2

Соотношение балльной оценки и уровня сформированности исследовательской деятельности

Уровень Репродуктивный Эвристический Творческий

Оценка (в баллах) 1-18 19-36 37-54

О

ь

к Щ

w m н о

Рч <

о ^ о о

О Й

ё

0

1

к %

Диагностика сформированности исследовательской деятельности требует комплекса средств оценивания, к которым относятся как традиционные, так и инновационные средства. В работах Л.В. Шкериной, A.B. Багачук, М.А. Кейв, М.Б. Шашкиной, E.H. Юшипицыной в качестве средств мониторинга компетенций рассматриваются проблемные педагогические ситуации, кейс-измерители, портфолио, рейтинг-контроль, педагогические тесты [Шкерина и др., 2013; Шкерина, Юшипицына, 2012]. К компе-тентностно ориентированным средствам оценивания также относятся анкеты, интервью, листы самооценки, компетентностные тесты, профессионально ориентированные задачи и другие средства.

Одним из средств измерения и оценивания сформированности исследовательской деятельности являются компетентностные тесты. В работах В.И. Звонникова и М.Б. Челышковой компетентностные тесты определяются как «тесты, содержащие компетентностно ориентированные задания со свободно конструируемым ответом, желательно междисциплинарного характера, на применение знаний в последующем обучении, жизненных или профессиональных ситуациях» [Звонников, Челышкова, 2012, с. 104].

Использование таких тестов в процессе математической подготовки способствует как диагностике уровня сформированности исследовательской деятельности, так и выявлению ее этапа. Основная цель использования такого теста -

«

О W V S

ь

1-4

<с п

W

с

S

X

н и

щ м

качественный и количественный контроль приобретенных знаний, способов деятельности.

В.И. Звонников рассматривает компетент-ностный тест как набор субтестов, каждый из которых предназначен для оценки достижений студентов по освоению совокупности компетенций одного кластера [Там же, с. 139]. В рамках нашего исследования мы рассматриваем субтест, направленный на оценивание кластера компетенций, необходимых для реализации исследовательской деятельности и будем называть такой субтест компетентностным тестом.

Использование в тесте поликонтекстных задач позволяет оценить уровень сформированно-сти исследовательской деятельности. Поликонтекстная задача - представление проблемной ситуации, компоненты которой содержат множество контекстов [Панасенко, 2014, с. 254]. Исследовательские задачи, предлагаемые бакалаврам лесоинженерного дела, содержат несколько контекстов: практико-ориентированный, межпредметный, профессиональный, социальный, математический. Поликонтекстная исследовательская задача является центральным звеном компетентностного теста.

Предлагаемые нами компетентностные тесты содержат три части - трехуровневые тесты. При диагностике уровня сформированности исследовательской деятельности тестовые задания первой части теста в большинстве своем соответствуют репродуктивному, второй части -эвристическому, третьей части - творческому уровням сформированности исследовательской деятельности.

На первом уровне проверяются способности студентов решать стандартные исследовательские задачи, а также задачи на выявление способности использовать исследовательские методы (например, из предложенных вариантов выбрать цель, гипотезу, проблему к предложенной задаче). В первой части теста некоторые из предложенных задач являются элементами поликонтекстной исследовательской задачи, предложенной в третьей части. На втором уровне - способности студентов решать исследовательские задачи в нестандартной ситуации, например, при ре-

шении междисциплинарных задач. В задания первой и второй частей целесообразно включать задачи из разных разделов математики, что позволит исключить использование заданий из первых частей в качестве подсказок на третьем уровне, где предлагается поликонтекстная исследовательская задача. Отличительной особенностью такого теста является его профессиональная тематика, отраженная в поликонтекстной задаче, а задания из первой и второй частей связаны с ней. Наличие первых двух уровней позволяет выявить причины возникновения трудностей при решении исследовательских задач третьего уровня. Причинами возникновения затруднений могут быть недостаточное усвоение предметного материала, способов его использования, неумение применять на практике теоретический материал, знания в нестандартной ситуации, отсутствие склонности к исследовательской деятельности. При диагностике и контроле использование трехуровневых тестов позволяет составить подробное представление об обучающемся.

Приведем пример поликонтекстной исследовательской задачи, предложенной в третьей части теста.

Задача на лесопиление. На лесопильном оборудовании из круглого бревна, диаметр которого равен с/, выпиливают фигурный или квадратный брус. Каким должно быть соотношение между размерами бруса, чтобы площадь его сечения была максимальной? Как вы считаете, какой вид бруса (квадратный или фигурный) выпиливать оптимальнее. Ответ обоснуйте. Каковы должны быть размеры сечения опоры, вырезанной из этого же круглого бревна, чтобы ее сопротивление на изгиб было наибольшим, т. е. опора имела наибольшую прочность? Известно, что сопротивление на изгиб прямоугольной опоры пропорционально произведению ширины этого сечения на квадрат его высоты.

При решении предложенной задачи требуются математические умения (нахождение производной функции) и профессиональные знания (понятие фигурного и квадратного бруса), имеет место межпредметная связь с физикой, а также и другие контексты.

Использование компетентностных тестов, являющихся комплексным средством оценивания знаний и способов деятельности, дает возможность получить целостное представление об уровне сформированное™ исследовательской деятельности и причинах возникающих затруднений в процессе математической подготовки, однако необходимы и другие средства диагностики.

При оценке компонент исследовательской деятельности в составе мотивационно-ценностного критерия сформированности целесообразно применять анкетирование, экспертную оценку, метод наблюдения. Когнитивный критерий - знаниевый, при оценке уровня его сформированности рекомендуем использовать самостоятельные и контрольные работы, тесты, проблемные ситуации. При оценке компонент исследовательской деятельности в составе опытно-аналитического критерия используются поликонтекстные исследовательские задачи, компетентностные тесты. При оценке сформированности компонент исследовательской деятельности с позиций рефлексивного критерия важно учитывать самооценку обучающегося, экспертную оценку, поликонтекст-ные задачи, проекты. Портфолио служит средством фиксации и накопления всех достижений студента в учебной, учебно-исследовательской, проектной, научно-исследовательской, профессиональной, а также внеучебной деятельности [Шкерина, Юшипицына, 2012].

Предложенный метод и комплекс средств измерения и оценивания сформированности исследовательской деятельности студентов - будущих бакалавров-инженеров позволяют осуществлять измерение сформированности иссле-

довательской деятельности, выявлять пробелы в процессе формирования исследовательской деятельности, что дает возможность скорректировать процесс формирования и получить более высокий результат.

Библиографический список

1. Ввонников В.И., Челышкова М.Б. Оценка качества результатов обучения при аттестации (компетентностный подход): учеб. пособие. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Логос, 2012. 280 с.

2. Лозовая H.A. Исследовательская деятельность студентов-будущих инженеров в процессе математической подготовки: критерии сформированности и уровни их проявления // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2012. № 3 (21). С. 88-92.

3. Панасенко А.Н. Поликонтекстная задача как средство формирования математических компетенций учителя в вузе // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2014. № 1 (27). С. 253-256.

4. Шкерина Л.В., Багачук A.B., Кейв М.А., Шаш-кина М.Б. Теоретические основы и технологии измерения и оценивания профессиональных компетенций студентов - будущих учителей математики: монография / Крас-нояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева. Красноярск, 2013. 312 с.

5. Шкерина Л.В., Юшипицына E.H. Мониторинг компетенций студентов: диагностические карты, портфолио // Высшее образование сегодня. 2012. № 7. С. 19-27.

6. Шкерина Т.А. Диагностика исследовательской компетенции будущих педагогов-психологов // Психология обучения. 2014. № 4. С. 132-138.

<С

а

ч

с m

о

ь

к Щ

w m н о

Рч <

о ^ о о

О Й

Ei

W

н S о

Рч

W

0

1

к %

о

W V S

ь

1-4

<с п

W

с

S

X

н и

щ м