Моделирование системы формирования исследовательских умений у студентов как условие повышения эффективности образовательного процесса в вузе

Актуальность исследования. Национальная доктрина образования Российской Федерации в качестве одной из целей определяет постановку в стране образования, обращенного к человеку, характеризующегося множеством преобразований: меняются приоритеты содержания обучения, иными становятся педагогические технологии, стиль управления учебными заведениями, критерии оценки их деятельности, проводятся многочисленные эксперименты, в ходе которых учебные заведения стремятся повернуться к студенту. Ориентация на раннее профессиональное самоопределение и образование студента становится одним из актуальных принципов функционирования всех систем современного образовательного пространства. Эта тенденция прослеживается и учебных заведениях США, ФРГ, Франции и других стран.

Отмечается необходимость формирования у студентов — будущих инженеров, наряду с общими качествами, присущими всем специалистам, качеств, обусловленных спецификой профессиональной деятельности. Студенты должны овладевать совокупностью способов и методов, направленных на выполнение своих обязанностей, связанных с современной техникой.

Подчеркивается, что, овладев теоретическими знаниями, методами исследований и решения прикладных задач, студент закладывает основу для глубокого изучения всех последующих общеинженерных, специальных дисциплин, что способствует формированию современного научного стиля мышления.

Это связано с наличием ряда противоречий, которые можно объединить в три группы.

Первая группа — это противоречия глобального характера, связанные с последствием научно-технической революции, суть которых заключается в следующем: темпы смены новых поколений техники опережают темпы смены поколений специалистоввысокая интенсивность роста объемов информации и лимитированный срок обучения не позволяют обеспечить качественную подготовку специалистов (работы Н. Н. Пахомова, Г. С. Поспелова, Ю. Г. Татура, У. Шиманьского и др.).

Вторая группа, также обусловленная последствиями научно-технической революции — это противоречия между интеллектуализацией и информатизацией деятельности обучаемых и интеллектуальной пассивностью обучаемых, между способом получения знаний и способом их применения в дальнейшей деятельности (работы В. Г. Айнштейна, В. К. Боговеева, С. Н. Бычкова, О. В. Долженко, М. М. Огинской, М. В. Розина, А. Ф. Эсаулова и др.).

Третья группа противоречий обусловлена спецификой обучения в вузе и представляет собой противоречия между необходимостью формирования исследовательского мышления у студентов и алгоритмическим обучением студентов естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам (П.Н. Барашков, М. И. Житницкий, A.M. Захаров, Л. Д. Кизим, А. А. Червова, С. В. Янюк и др.).

Проблемы совершенствования образовательного процесса и вопросы активизации обучения рассматриваются в работах Б. В. Бокуть, В. А. Веникова, В. В. Давыдова, Е. Н. Дмитриевой, Ф. В. Повшедной, С. И. Сокоревой, И. Ф. Харламова, JI.A. Шеметкова, Я. А. Шнейберга и др.

Познавательная деятельность обучаемых и развитие личностных качеств изложены в публикациях В. Г. Айнштейна, М. Н. Анцибора, М. А. Викулиной, Э. А. Красновского, JI.B. Макаровой, А. А. Толстеневой, Я. Я. Юрченко и др., а также в публикациях зарубежных исследователей Я. Генсицкого и Ф. Янушкевича, Г. Леманна, К. Опольского, 3. Томашевской-Кемпка.

Организация совместно с познавательной преобразовательной деятельностью обучаемых, а также обоснование эффективности знаково-контекстной концепции обучения представлены в работах В. П. Беспалько,.

А.А. Вербицкого, В. М. Рыжкова, Ю. Г. Татура, развиты в работах А. А. Червовой, С. В. Янюк и др.

Приближение логики обучения к логике научного познания в рамках данного подхода делает актуальным вопросы, связанные с организацией исследовательской деятельности обучаемых и формированием необходимых умений, чему посвящены работы П. С. Дышлового, Э. Ф. Зеера, В. И. Комарова, З. А. Решетовой, М. А. Родионова, Н. Ф. Талызиной, JI.B. Яценко и др.

Ряд работ посвящен методике организации учебной исследовательской деятельности на лабораторных работах как форме квазипрофессиональной деятельности (О.П. Бажора, С. Ф. Борисов, А. Н. Кулев, Н. С. Сивов, В. Романенко и др.).

Т.Н. Шипилова в своей диссертации «Формирование исследовательских умений и навыков будущих учителей технологии» исследовала процесс формирования исследовательских умений и навыков у студентов на занятиях по общетехническим дисциплинам.

М.А. Белялова в своей диссертации «Формирование исследовательских умений студента в образовательном процессе вуза» рассмотрела функциональное совершенствование исследовательской деятельности, исследовательского мышления, исследовательских умений в профессиональной подготовке медсестры — менеджера здравоохранения.

H.JI. Калугина в своем диссертационном исследовании «Формирование исследовательских умений студентов университета в процессе самостоятельной работы» исследовала комплекс педагогических условий, обеспечивающих эффективное формирование исследовательских умений студентов университета в процессе самостоятельной работы.

О.П. Бажора в своем диссертационном исследовании «Формирование научно-исследовательских умений при обучении физике курсантов военных вузов» показал, как происходит формирование научно-исследовательских умений при проведении профессионально-ориентированного лабораторного практикума по физике в военном вузе.

Е.С. Казанцева в своей диссертации «Личностно-ориентированный подход к организации учебно-исследовательской деятельности студентов вуза» рассмотрела научно-исследовательскую и учебно-исследовательскую деятельность студентов вуза.

Несмотря на наличие ряда диссертаций, модель системы организации исследовательской деятельности и формирования исследовательских умений студентов в рамках бюджета учебного времени остается недостаточно разработанной. Это определяет актуальность темы исследования: «Моделирование системы формирования исследовательских умений у студентов как условие повышения эффективности образовательного процесса в вузе».

Проблема исследования заключается в разрешении противоречий между:

— высоким уровнем требований к объему и уровню исследовательских умений, определяемых ГОСом и квалификационными характеристиками, с одной стороны, и низким уровнем овладения исследовательскими умениями, достигаемым в процессе обучения студентов — с другой;

— ведущей ролью самостоятельной деятельности в формировании у студентов исследовательского подхода к решению различных задач и недостаточной разработанностью методик организации исследовательской деятельности в процессе обучения.

Объект исследованияпроцесс обучения студентов в вузе.

Предмет исследования: система формирования исследовательских умений у студентов вуза.

Цель исследования: разработать модель и апробировать систему, формирующую исследовательские умения у студентов в процессе их обучения естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам в вузе.

Гипотеза исследования: формирование исследовательских умений обучаемых и более полное усвоение учебного материала будет возможно, если:

— расширен и углублен понятийный аппарат в области научно-исследовательских умений, служащий теоретической основой для дальнейшего совершенствования теории проектирования и практики реализации системы формирования научно-исследовательских умений у студентов вуза при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам;

— обоснована и разработана концепция системы формирования научно-исследовательских умений у студентов вуза, построенная на идее о необходимости последовательного формирования этих умений при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам;

— разработана модель системы формирования научно-исследовательских умений у студентов вузов при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам, которая будет реализована на практике;

— в учебном процессе при обучении будет применена система, обеспечивающая формирование исследовательских умений студентов вузов при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам.

Задачи исследования. В соответствии с указанной целью исследования его задачами являются:

1. Изучить состояние проблемы и опыт формирования научно-исследовательских умений у студентов вузов при обучении общетехническим, естественнонаучным и специальным дисциплинам.

2. Выявить сущность понятий «умения», «навыки», «исследовательские умения», раскрыть их содержание.

3. Выдвинуть концепцию, построить и реализовать модель системы формирования научно-исследовательских умений у студентов вузов при обучении общетехническим, естественнонаучным и специальным дисциплинам. Для этого необходимо разработать традиционные и инновационные формы, методы и средства обучения на основе комплексной информационно-образовательной среды в соответствии с теоретической концепцией взаимосвязи фундаментальных, общетехнических и специальных дисциплин при обучении студентов в вузе;

4. Провести педагогический эксперимент, подтверждающий эффективность разработанной концепции, модели системы, принципов, методов, способов формирования научно-исследовательских умений у студентов вуза при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам.

Методологической базой исследования послужили работы, посвященные психологии деятельности (П.Я. Гальперин, Ю. Б. Гиппенрейтер, Л. Б. Ительсон, И. Я. Лернер и др.) — концепция о независимости креативности (способности к творчеству) от сферы деятельности и возможности ее переноса на другой вид деятельности (М.И. Меерович, Н. Г. Печенюк, Н. Р. Талызина, Л. Б. Хихловский, Л. И. Шрагина и др.).

Теоретическую базу исследования составили достижения отечественной педагогики и психологии: концепция знаково-контекстного обучения (А.А. Вербицкий, А. А. Червова, С. В. Янюк и др.) — принципы разработки учебно-методических комплексов и методика оценки усвоения определенного вида деятельности (В.П. Беспалько, Ю. Г. Татур и др.) — реализации исследовательского метода обучения на самостоятельных занятиях (С.Ф. Борисов, А. Н. Кулев, Г. Н. Лобода, Г. Никитина, Р. Овчаренко, С. Панайотова, Н. С. Пурышева, В. Романенко, Н. С. Сивов, Г. Г. Спирин и др.).

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: а) анализ научной литературы по проблемам, связанным с формированием исследовательских умений у студентов вузов при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинамб) теоретические методы исследования методических проблем (анализ и синтез, обобщение, абстрагирование и конкретизация, проведение аналогий, моделирование, системный подход) — в) экспериментальные методы и формы научной работы (изучение нормативных документовизучение результатов деятельности студентов и преподавателейисследования констатирующего и поискового характера с использованием анкетирования, наблюдения педагогических явлений, экспертной оценки, проведение различного рода контрольных работ для обучающихся, мониторингизучение и обобщение педагогического опыта, а также опытная проверка и внедрение предлагаемых решений).

Экспериментальная база: педагогический эксперимент проводился с 2000 по 2007 год на базе Пензенского государственного университета архитектуры и строительства.

Этапы исследования:

На первом этапе (2000;2003гг.) проводился анализ психолого-педагогической литературы по проблемам формирования научно-исследовательских умений студентов.

На втором этапе (2003;2005 гг.) реализован констатирующий эксперимент и проанализированы его результаты, разработана модель системы формирования научно-исследовательских умений у студентов вузов при обучении общетехническим, естественнонаучным и специальным дисциплинам.

На третьем этапе (2005;2007г.г.) производилась проверка эффективности разработанной методики в ходе формирующего экспериментанакопленные данные обрабатывались и анализировались, проводился контрольный эксперимент, обобщались и обрабатывались результаты предыдущих этапов, разрабатывались практические рекомендации и формулировались выводы, оформлялись материалы диссертационного исследования.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. В постановке проблемы о необходимости формирования научно-исследовательских умений у студентов вуза при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам.

2. В разработке и реализации концепции и модели системы формированием научно-исследовательских умений у студентов вуза при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам.

3. В содержании и методах проведения заданий для самостоятельной работы (расчетно-графических и курсовых проектов) при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам студентов вузов.

Теоретическая значимость исследования заключается в следующем:

— дано теоретическое обоснование необходимости формирования комплекса исследовательских умений в ходе самостоятельных занятий у студентов вузовуточнены в контексте данного исследования научные представления о понятиях «навык», «умение» и их взаимосвязиисследован процесс формирования исследовательских умений в ходе обучения естественнонаучным, общетехническим, специальным дисциплинам, выявлены особенности процесса, актуальные для данного исследования.

— с учетом аспектов исследовательских умений разработан и актуализирован понятийный аппарат, характеризующий «исследовательские умения», раскрыто их содержание;

— на основе системного подхода исследованы качественные и количественные характеристики исследовательских умений у студентов вуза, определены место и роль проблематики исследовательской деятельности в подготовке студентов;

— разработана система дидактических принципов и правил, позволяющая спроектировать структуру и компоненты системы формирования научно-исследовательских умений у студентов вузов при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам.

Практическая значимость результатов исследования заключается в том, что предложенная система формирования научно-исследовательских умений у студентов вузов при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам позволяет обеспечить необходимое качество подготовки студентов различных строительных специальностей. Система формирования научно-исследовательских умений у студентов вузов при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам доведена до уровня методик и методических рекомендаций и реализована при построении учебного процесса в ГОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», а разработанные методические рекомендации широко используются при обучении в высших и средних учебных заведениях архитектурно-строительного профиля, таких, как Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет и Нижегородский государственный строительный техникум.

Апробация результатов исследования осуществлялась на совместных заседаниях кафедр теории и методики обучения математике, теории и методики обучения технологии и общетехническим дисциплинам, педагогики Пензенского государственного педагогического университета, на научных конференциях: Международной научно-практической конференции «Психология и педагогика современного образования в России» (г. Пенза, ПГПУ, 2007 г.), Международной научно-методической конференции «Высокие технологии в педагогическом процессе» (г. Н. Новгород, ВГИПУ, 2006 г.) — Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы развития образования и производства» (г. Нижний Новгород, ВГИПУ, 2006 г.) — Всероссийской научно-практической конференции «Компетентностный подход в профессиональном образовании: проблемы и перспективы» (г. Нижний Новгород, ВГИПУ, 2006 г.) — Всероссийской научно-практической конференции «Современное образование: научные подходы, опыты, проблемы, перспективы». Артемовские чтения (г. Пенза, ПГПУ им. В. Г. Белинского, 2007 г.).

Внедрение результатов исследования осуществлено в Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете и Нижегородском государственном строительном техникуме, о чем имеются акты о внедрении.

Достоверность и обоснованность исследования обусловлены научной методологией исследования, применением методов математической статистики при обработке и анализе результатов, а также научной апробацией исследования при представлении и обсуждении материалов на конференциях различного уровня.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Концепция, построенная на идее о необходимости построения системы последовательного формирования исследовательских умений обучаемых при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам. В основу создания концепции положен интегративный подход, объединяющий черты системного и информационного подходов, с приоритетной ролью подхода деятельностного, что позволяет сочетать фундаментальность образования в области естественнонаучных, общетехнических и специальных дисциплин с практической направленностью.

2. Модель системы формирования исследовательских умений у студентов вузов при обучении естественнонаучным, общетехническим, специальным дисциплинам, которая объединяет целевой, содержательный, процессуальный и результативный компоненты с учетом интеграции фундаментальных, профессионально направленных и информационных знаний и умений в различных областях деятельности студентов.

3. Педагогический эксперимент, направленный на определение уровня сформированное&tradeисследовательских умений у студентов вуза при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам.

По теме исследования опубликовано 9 научных трудов, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка, приложений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Проблема формирования исследовательских умений у студентов вузов при обучении естественнонаучным, общетехническим, специальным дисциплинам не стала до сих пор предметом специального исследования. В связи с этим мы попытались найти эффективный подход к ее решению.

2. Выявлена сущность понятий «умения», «исследовательские умения», раскрыто их содержание. Под исследовательскими умениями мы понимаем умения, обеспечивающие овладение учащимися методами научного познания в процессе учебной деятельности, формирующие интерес, потребность личности в творческой (исследовательской) деятельности.

3. Показана необходимость создания и реализации концепции, основанной на идее о необходимости построения системы последовательного формирования исследовательских умений обучаемых, при обучении естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам, включающей в себя традиционные и инновационные формы, методы и средства обучения на основе комплексной информационно-образовательной среды в соответствии с теоретической концепцией взаимосвязи фундаментальных, общетехнических и специальных дисциплин при обучении студентов в вузе.

4. Разработана и реализована модель системы и запланированных опытно-экспериментальных исследований с целью апробации теоретических положений и выявления оптимизационно-значимых резервов.

5. Проведён педагогический эксперимент, подтверждающий правильность выдвинутой гипотезы исследования и положений, выносимых на защиту, эффективность разработанных принципов, методов, способов формирования исследовательских умений у студентов вузов. Выявлена положительная динамика становления исследовательских умений у студентов вузов при обучении их естественнонаучным, общетехническим и специальным дисциплинам, обучающихся в рамках разработанной системы.

Дальнейшие исследования предполагается проводить в направлении формирования исследовательских умений при подготовке студентов вузов с учетом реализации рекомендаций Болонского соглашения о двухступенчатом вузовском образовании.