Использование активных методов обучения для формирования общеучебных и профессиональных компетенций в курсе «Физика»

Г.Н Зайнашева., С.Ф. Малацион

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АКТИВНЫХ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЩЕУЧЕБНЫХ И ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ В КУРСЕ «ФИЗИКА»

Статья посвящена важнейшей теме в современном образовательном процессе - теме формирования общеучебных и профессиональных компетенций у будущих специалистов-энергетиков. Представлена авторская образовательная технология применения активных методов обучения при преподавании физики. Ключевые слова: компетенция, профессиональные и общеучебные компетенции, образовательная технология, методы активного обучения.

В последнее время профессиональная деятельность характеризуется возрастающими требованиями к ней в сложной и динамичной социальноэкономической среде. Основной целью современного высшего образования является подготовка квалифицированного специалиста соответствующего профиля и уровня, конкурентоспособного на рынке труда. Работник должен свободно владеть своей специальностью, ориентироваться в смежных областях, быть готовым к деятельности и профессиональному росту в изменяющихся внешних условиях. А поэтому необходимы новые подходы к результатам обучения будущих специалистов и новые технологии обучения.

Все большие позиции в образовании разных стран начинает завоевывать компетентностный подход. В Болонском процессе компетентностный подход означает, что: компетенции используются в качестве языка для описания академических и профессиональных профилей и уровней высшего образования; язык компетенций применяется для описания результатов образования; ориентация стандартов, учебных планов на результаты образования делают квалификации сравнимыми во всех европейских странах. Таким образом, компентентностный подход - это прежде всего ориентация на цели образования: обучаемость, самоопределение, самоактулизация, развитие индивидуальности, социализация.

Важнейшим элементом в системе профессиональных компетенций, формируемых в вузе, являются знания как первооснова университетского образования. Физика вносит весомый вклад в трудовую и политехническую подготовку студентов, поскольку знакомит их с научными основами техники, производства. Практически весь механизированный транспорт, теплотехника и электротехника, полупроводниковая и микропроцессор-

ная техника, ядерная энергетика и ядерная технология обязаны своим существованием физике. Сегодня нельзя овладеть техникой без знания физики. Отражение единства науки и техники в учебном процессе - одно из приоритетных направлений в обучении физике в техническом вузе [ 1 ].

На пути изучения физики много препятствий. Речь идёт о преодолении шаблонов и привычек, связанных с устаревшими учебными пособиями по курсу общей физики, о необходимости повышения квалификации преподавателей, о расширении познавательных возможностях учащихся и углублении их знаний, о преодолении трудностей в усвоении ими понятий и закономерностей современной физики. Студенты с затруднением усваивают такие понятия, как одновременное проявление корпускулярных и волновых свойств вещества и поля, дискретный характер изменений физических величин в микромире, замедления времени и уменьшения длины в движущихся системах, специфические особенности элементарных частиц. Но эти трудности свидетельствуют о том, что современная структура занятия и используемые методы обучения не обеспечивают нужной мыслительной деятельности учащихся. Поэтому необходимо искать пути качественно лучшей организации учебного процесса и более эффективных методов обучения физике. Необходимо активизировать познавательную деятельность студентов на занятии создавать такие условия, при которых студент не просто слушал бы и думал, но и что-то делал, воплощал мысли в дела. Нужно привлекать студентов на занятиях к работе над учебником, к выполнению фронтальных физических опытов, к решению творческих заданий, качественных и числовых задач.

Таким образом, главным резервом в улучшении качества обучения является совершенствование методики проведения занятий. При этом должны коррелировать между собой:

• мотивы учебной деятельности и пробуждение интереса к обучаемому материалу (гуманитарная направленность преподавания);

• ясное понимание студентом и преподавателем поставленных задач и требований к результатам обучения - развитию компетенций;

• раскрытие содержания занятия в соответствии с методологической концепцией, вооружение студентов методами науки, общим подходам к изучаемому материалу с учётом тенденции развития физики;

• систематизация и обобщение учебного материала, закрепление его путём упражнений и самостоятельной работы с учебником или конспектом;

• проверка и оценка знаний, а так же уровня учебной деятельности студентов на проведённом занятии.

Выбор методов преподавания существенным образом зависит от дидактических целей. Если речь идет о передаче новых знаний, то преподаватель может сообщить их лекционным методом или предложить студентам проработать материал по учебникам; для углубления и закрепления материала - провести семинар-беседу, физический эксперимент; для формирования умения и навыков - практиковать решение задач, лабораторные исследования, курсовые задания. Отбор методов обучения должен удовлетворять следующим требованиям: в знаниях студенты видят объективное отражение внешнего мира; познание предметов и явлений внешнего мира осуществляется путем раскрытия их связей и развития; усвоение законов и теорий сочетается с активной практической деятельностью студентов, приобретением практических навыков и умений, а также их применения.

Решение проблемы обучения может осуществляться только в процессе соответствующей деятельности. Поэтому методика изучения физики должна отражать проблемно-исследовательский характер изложения лекционного материала при активном участии студентов, их систематическую работу над учебниками, решение физических задач, проведение самостоятельных лабораторных исследований и т.д.

При выборе методов обучения нужно учитывать критерии оптимального их сочетания, к которым относятся: максимальная направленность метода обучения на решение поставленной познавательной задачи; соответствие метода обучения специфике содержания обучения; соответствие методов обучения избранным формам организации учебного процесса; соответствие реальным учебным возможностям обучаемых; соответствие выбора методов обучения возможностям их использования; соответствие принципам дидактики педагогики высшей школы.

Таким образом, физика должна формировать цельные представления о процессах и явлениях, происходящих в неживой природе, научный способ мышления, умение видеть естественнонаучное содержание проблем, возникающих в практической деятельности специалистов [2].

При изучении курса общей физики студенту необходимо развивать следующие компетенции;

1) представлять этапы развития физики;

2) знать основные понятия и определения;

3) понимать и уметь использовать физические законы и модели при решении физических задач;

4) знать и уметь использовать теоретические и экспериментальные методы;

5) знать и уметь оценивать численные порядки величин;

6) иметь тщательную подготовку по основам профессиональных знаний (физика и математика;

7) иметь навыки управления информации, самостоятельной работы с литературой;

8) иметь элементарные навыки работы с компьютером;

9) решать возникающие проблемы;

10) принимать решения;

11) уметь работать в команде;

12) иметь навыки межличностных отношений;

13) иметь способность к критике и самокритике;

14) иметь исследовательские навыки;

15) иметь навыки применения знаний на практике;

16) уметь работать самостоятельно;

17) проявлять инициативность и предпринимательский дух;

18) стремиться к успеху.

Развить эти компетенции можно следующими средствами: отображением в учебном процессе физики, как науки в целостном виде - знаний, методологии и различных видов человеческой деятельности; следованием по пути поэтапного научного познания и требований дидактических принципов педагогики высшей школы; формированием активной самостоятельной учебной и научной деятельности студентов; претворением процесса обучения в процесс развития личности и обогащения знаниями.

В условиях катастрофической нехватки учебного времени преподаватель-лектор едва успевает рассмотреть основные вопросы программы, поэтому учебный материал прорабатывается поверхностно и интерес к предмету невысок. В этих условиях необходимо использовать технологии активного обучения, которые основаны на принципах личностнодеятельностного, проблемного, контекстного обучения.

Для выбора образовательной технологии мы сопоставили темы рабочей программы (РП), рассчитанной на 36 лекционных, 18 практических и 18 лабораторных часов и ключевые компетенции специалиста (КК), в результате чего выявили тематические зоны для поиска адекватной технологии активного обучения (таблица 1). По каждой теме Рабочей программы мы определили среднее время на развитие одного умения по данной теме 1ср. Для этого время отпущенное на изучение темы, разделили на количество умений (+) в теме. Сравнение 1ср,ум. по каждой теме с условноинформативным временем позволили выделить зоны высокой насыщенности (при 1ср.ум< 4.) и зоны средней насыщенности (при Хср,ум, > ^).

№ Темы РП Ко л- во ча со в Л.- 36 Пр 18 Л. р.- 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 Всего в теме *с р ие ч у б о 8 Є о л о хе т и ды дто

1 Раздел 1 Кине- матика посту- патель- ного движе- ния 4 2 4 + + + + + + + + + + + + 1 2 0 8 Т А У

2 Кинематика враща-тельного движения 2 2 2 + + + + + + + + + + + 1 1 0 6 Т А У

3 Дина- мика 4 4 + + + + + + + + + + + 1 1 0 7 Т А У

4 Законы сохра- нения 4 2 4 + + + + + + + + + + + 1 1 0 9 Т А У

5 Враща- тельное движе- ние твердого тела 2 2 4 + + + + + + + + + + + 1 1 0 7 Т А У

6 Раздел 2 Специ- альная теория относи- тельно- сти 4 4 + + + + + + + + + + + 1 1 0 7 Т А У

Так в зону высокой насыщенности попали все темы механики и специальная теория относительности (1 и 2 разделы РП) и в этой зоне необходимо использовать технологии активного обучения. В зону средней насыщенности попал раздел 3 - молекулярная физика и термодинамика и здесь можно сочетать традиционные и активные методы обучения.

В ходе анализа выявились ключевые компетенции:

• знание основных понятий и определений;

• умение использовать физические законы и модели;

• знание и умение использовать теоретические и экспериментальные методы физики;

• знание и умение оценивать численные порядки величин;

• иметь тщательную подготовку по основам профессиональных знаний;

• уметь решать проблемы и принимать решения;

• уметь применять знания на практике;

• уметь работать самостоятельно;

• стремление к успеху.

Таким образом, с целью повышения качества подготовки студентов в обучении физике должен преобладать компетентностный подход, основанный на умении использовать знания для объяснения явлений окружающего мира и для потребности практики и навыков такого использования [3]. Большое значение в развитии ключевых компетенций имеют все виды занятий, проводимых в вузе лекции, практические занятия по решению задач и лабораторные работы. Применение технологий активного обучения способствуют вовлечению студентов в процесс продуктивного усвоения научных знаний. Наряду с объяснительно-иллюстративным изложением необходимо практиковать проблемное изложение учебного материала, лекцию-дискуссию, лекцию с запланированной ошибкой.

При создании проблемной ситуации лектор формулирует проблему, обосновывает необходимость ее решения, указывает на обстоятельства ее объективного или субъективного характера, препятствующие достижению цели и приглашает студентов к поиску путей, способов, средств преодоления препятствий для успешного разрешения поставленной проблемы. На лекции-дискуссии лектор может поставить перед аудиторией проблемы локального характера, дать время для размышлений, а затем пригласить студентов высказать свои мнения. Для построения такого изложения лекционного материала от лектора требуется глубокое проникновение в сущность научной проблемы, методологический кругозор и творческое отношение к своей деятельности.

132

При проведении практических занятий обычно решают вычислительные задачи, предусматривающие проведение определенных математических расчетов. Такие задачи способствуют выработке умения применять физические формулы и законы к конкретным условиям, приучают к строгой математической доказательности своих суждений. Однако студенты по объективным причинам, связанным со снижением качества школьного образования, имеют разный уровень математической и физической подготовки. Поэтому наряду с вычислительными задачами на практические занятия можно выносить экспериментальные и задачи-вопросы, которые повышают интерес к физике, заставляют отойти от формального применения формулы или закона и углубиться в их суть, проникнуть во внутренний механизм явления, внести разрядку в характер труда. Необходимо применять многоуровневое обучение, предлагая студентам с разным уровнем подготовки посильные задачи. Наряду с общими методами решения задач: метода анализа и синтеза, метода упрощения (идеализации) и метода оценки интересен метод постановки задачи при их решении задач с неполной системой физических величин и условий - непоставленные задачи. С одной непоставленной задачей может быть связан целый блок разнообразных и различной степени трудности физических задач [4].

При проведении лабораторных работ предпочтительным является индивидуальное выполнение лабораторных заданий, но ввиду нехватки времени, отведенного учебным планом, проводятся фронтальные лабораторные работы, что неизбежно приводит к заимствованию приемов и результатов выполнения задания во вред самостоятельному творческому подходу. Здесь может быть полезно программированное обучение: формирование знаний, умений и навыков учебной деятельности. Лабораторный практикум по содержанию и форме должен представлять систему учебно-воспитательных заданий, нацеленную на формирование практических компетенций у будущего специалиста. Индивидуальная защита лабораторной работы каждым студентом усиливает чувство ответственности, заставляет его вникать в суть задания, самостоятельно работать с учебными пособиями, способствуют более глубокой проработке соответствующей темы или раздела программы.

Нами была разработана образовательная технология преподавания физики. Концептуальной основой предлагаемой авторской технологии является компетентностный подход к обучению, который предполагает формирование у студентов общеучебных умений и навыков, универсальных способов деятельности и ключевых компетенций.

Содержательной частью технологии являются содержание программы по общей физике и цели: освоение знаний по физике, как основы для профессиональных знаний; овладение умениями; применение знаний для объяснения явлений природы; развитие познавательных интересов и творческих способностей; воспитание и развитие личности студента как будущего представителя технической интеллигенции; использование приобретенных знаний и умений для решения практических задач и т.д.

Организация учебного процесса: лекции, практические занятия по решению практических задач и лабораторные занятия. Метод обучения основывается на теории отражения: в знаниях студенты видят объективное отражение внешнего мира; познание и предметов и явлений внешнего мира осуществляется путем раскрытия их связей и развития; усвоение законов и теорий сочетается с активной практической деятельностью студентов, приобретением практических навыков и умений, а также их применения.

Методы и формы работы преподавателя: проблемно-

исследовательское изложение лекционного материала при активном участии студентов, их систематической работе над домашними заданиями к лекции, лекции - дискуссии, решение физических задач различного уровня сложности, многоуровневое обучение на практических занятиях, контрольное тестирование в начала и конце изучаемых разделов курса, применение информационных технологий.

Представленная педагогическая технология применяется при проведении лекционных, практических и лабораторных занятий у студентов дневной формы обучения электроэнергетических и теплоэнергетических специальностей и способствует формированию общеучебных и профессиональных компетенций у будущих специалистов-энергетиков. Диагностика и проверка эффективности проводится в течение семестра по балльно-рейтинговой системе и на экзамене. Баллы, полученные студентами в течение семестра и на экзамене, коррелируют с гауссовой кривой распределения.

Источники

1. Бушок Г.Ф., Венгер Е.Ф. Методика преподавания общей физики в высшей школе: научное издание. Киев, 2000. 415 с.

2. Программа по физике по направлению подготовки 140200 «Электроэнергетика» КГЭУ.

3. Ефремова Н.Ф. Подходы к оцениванию компетенций в образовании: уч. пос. Ростов-на-Дону,

2009. 198 с.

4. Беликов Б.С. Решение задач по физике. Общие методы: уч. пос. Москва: Высшая школа, 1986.

255 с.

Зарегистрирована 02.11.2010 г.