Современное общество требует от будущих инженеров знаний не только в профессиональной области, но и умением ориентироваться и самостоятельно приобретать знания в различных областях науки, прогнозировать результаты деятельности. Негативное влияние на пути становления будущего квалифицированного специалиста является формализм знаний студентов. При традиционном подходе обучения студент подтверждает наличие фундаментальных и специальных знаний сдачей экзаменов по отдельным дисциплинам, но при этом слабо адаптируется в новых познавательных ситуациях, перерабатывают имеющуюся информацию. Все эти недостатки можно устранить, если на каждом уровне обучения, развивать исследовательские умения. Богатым потенциалом для этого является дисциплина физика, которая является фундаментальной основой всех технических дисциплин.
В образовательном стандарте третьего поколения высшего профессионального образования обозначены такие требования к физическому образованию, как формирование у студентов основ
теоретических знаний, необходимых для подготовки будущего инженера, способствующих в дальнейшем освоению инженерных специальностей; формирование у студентов определенных навыков экспериментальной работы.
Однако в методике преподавания физике в техническом вузе не разработаны теоретические основы формирования исследовательской деятельности студентов, как средства преодоления формализма знаний студентов. Проблема формализма знаний по конкретным областям науки отражена в работах И.Б.Горбуновой, А.К.Громцевой, И.Я.Ланиной, М.Н.Скаткина, и др. Проблемой выявления природы и понимания путей преодоления формализма в знаниях занимаются психологи, такие, как, А.В.Брушлинский, С.Л.Рубинштейн Ю.А.Самарин и другие. Проблемой организации исследовательской и познавательной деятельности студентов занимались В.И. Андреев, Г.А. Балл, В.И.
Загвязинский, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый, В.А. Сластенин.
В педагогическом словаре формализм в обучении трактуется, как механическое заучивание учебного материала без достаточного понимания его содержания, сущности изучаемых вопросов и неумение применять его на практике. [1]
Под формализмом знаний студентов мы будем понимать – недостаточно сформированный уровень знаний учащихся, носящий инертный характер, являющийся следствием не до конца продуманной организации учебно-воспитательного процесса.
Одной из корневых причин возникновения формализма является бездумное заучивание определений физических понятий и величин. Студент, знающий материал лишь формально, по заученным определениям, не способен анализировать задачи, предсказывать характер протекания физических явлений.
Знания, полученные в области физики, как правило, накоплены человечеством экспериментальным путем, поэтому, одной из самых продуктивных форм приобретения знаний является исследовательская деятельность. Обучение студентов исследовательской деятельности, прежде всего, предполагает обучение методам научного познания (факт – проблема – гипотеза – теоретический вывод - эксперимент). Поэтому при осуществлении исследовательской деятельности направленной на преодоление формализма знаний
студентов, учитывая их уровни формализма знаний, описанные в работе [2] необходимо пользоваться следующей моделью.
Эта модель универсальна, поскольку его можно использовать при любых формах организации обучения физики в техническом вузе: на лекциях, на практических и лабораторных занятиях, а также организуя самостоятельную работу студентов дома, которая является большим потенциалом для решения данной проблемы. [3]
Модель преодоления формализма знаний студентов, посредством исследовательской деятельности обучающихся.
Суть модели исследовательской деятельности студентов с целью преодоления формализма знаний в техническом вузе заключается в определении содержания деятельности педагога. В зависимости от индивидуальных особенностей студентов, учитывая уровень формализма знаний обучающихся и их способности, мотивацию к данному виду деятельности, а также технические возможности проведения исследовательской деятельности можно выделить следующие виды исследовательской деятельности: квазиииследовательская, учебно-исследовательская, научно-исследовательская.
Методические основы функционирования модели:
- Опираясь на исследования В.П. Беспалько [5], а также предложенную в работе [2] методику определения уровней формализма знаний по физике, проводим диагностику.
- Проводим анкетирование среди студентов, с целью выяснения круга интересов по изучаемой дисциплине.
- Для каждого студента, предлагаем определенный вид исследовательской деятельности.
Квазиисследовательская деятельность. Данный вид деятельности предлагают для студентов с очень высоким и высоким уровнем формализма знаний. В данном случае целью обучения является освоение процесса исследования, при этом необязательно достижение результата.
Преподаватель ставит проблему исследования, выдает заранее заготовленный алгоритм выполнения задач исследовательского
типа. Студенты самостоятельно выполняют задания дома. Результаты работы могут быть представлены как в рукописном виде, так и в презентации, используя программу Power Point.
Пример 1: На практических занятиях по теме «Электростатика», можно организовать исследовательскую деятельность, направленная на преодоление формализма знаний примерно следующей схеме:
У доски разбирается решение задачи, с его подробным анализом.
Кольцо радиусом r=5 см из тонкой проволоки несет равномерно распределенный заряд q=10нКл. Определите потенциал φ электростатического поля: 1) в центре кольца, в точке, удаленной на расстоянии а=10 см от центра кольца.
При решении данной задачи студентов обучают решать задачи по методу дифференцирования и интегрирования: а) разбить кольцо на бесконечно малые участки, в пределах которого заряд dq можно считать точечным, а значит можно воспользоваться формулой потенциала точечного заряда dφ; б) по принципу суперпозиции электростатических полей, результирующий потенциал поля
определяется интегрированием, т.е φ = ∫dφ.
Преподаватель выдает индивидуальные задания студентам. Первый тип заданий направлен на определение потенциала электростатического поля, других геометрически правильных форм (заряженной нити, отрезка, диска, шара, сферы). Второй тип
заданий – задания с небольшим изменением условия. К примеру, найти радиус кольца при тех же условиях, а потенциал при этом известен. В работе [6] приводятся примеры исследовательской деятельности студентов на практических занятиях по кинематике.
Пример 2. На лабораторных занятиях студенту, который выполняет работу, к примеру «Изучение сухого трения», выдают домашнее экспериментальное задание. Используя методику определения коэффициентов трения покоя и качения, описанная в методичке самостоятельно определить коэффициенты трения для материалов «стекло-дерево», «пластмасса – картон» и т.д. В данном
случае студент пользуется алгоритмом указанном в методичке, но при этом ему необходимо будет создать лабораторную установку дома.
Учебно-исследовательская деятельность. Студентам со средним и низким уровнем формализма знаний. Целью обучения является развитие проблемного видения, стимулирование поискового стиля мышления. Преподаватель обозначает проблему, но уже метод ее
решения ученики ищут самостоятельно. Реализуется как форма организации групповой и коллективной деятельности студентов дома. В работе [5] подробно описывается основные этапы работы преподавателя и студентов при реализации данной исследовательской деятельности.
Приведем примеры организации данного вида деятельности на практических занятиях.
Пример 3. Рассматривая, ту же задачу, как в примере 1, преподаватель при организации учебно – исследовательской деятельности, выдает задания студентам. Первый тип задания, по определению напряженности и потенциала поля кольца на бесконечности. Второй тип заданий, на определении максимального
и минимального значения потенциала и напряжённости поля кольца. Третий тип заданий, на определение тех же параметров при условии, что радиус, если радиус кольца стремиться в бесконечность.
Пример 4. После выполнения, лабораторной работы описанной в примере 2, студентам предлагают самостоятельно исследовать другие методы определения коэффициентов трения, и провести их сравнительный анализ.
Научно –исследовательская деятельность. В такую деятельность вовлекаются студенты с очень низким уровнем формализма знаний. Целью обучения является формирование научного мышления, синтез процесса исследования и его результатов. Постановка проблемы, поиск методов ее исследования и разработка решения осуществляется учащимся самостоятельно.
Преподаватель при организации научно – исследовательской деятельности знакомит с основными методами, как наблюдение, беседа, интервью, анкетирование, изучение различной документации, научных статей и литературы по теме исследования.
Этапы проведения научного исследования:
1) Теоретический этап. Выбирается предварительная тема исследования в соответствии требованиям, она должна быть актуальна, отличаться новизной. Провести литературный обзор с целью получения представления о сделанном до него по изучаемому вопросу, произвести критическую оценку выбранных работ. Составление плана исследования, которая обязательно должна включать в себя следующие компоненты: обоснование актуальности темы исследования, выявление противоречий, формулирование проблемы, определение объекта и предмета исследования, построение гипотезы, формулировка исследовательских задач.
2. Методический этап. Выбор методики эксперимента и уточнения плана исследования.
3. Эксперимент. На данном этапе проводиться серии опытов с процессом создания экспериментальных явлений, процесс наблюдения, с целью проверки гипотезы.
4. Аналитический этап представляет собой анализ количественного и качественного результатов. Производиться статистическая обработка на основе полученных сведений, в результате, которого выявляется достоверность исследования.
5. Оформление научно-исследовательской работы. Результаты работы могут быть опубликованы в научных журналах, при этом немаловажное значение имеет и язык изложения научной работы.
По мнению многих современных педагогов необходимо использовать новые формы организации учебного процесса, учитывающие психолого-педагогические особенностей студентов, повышающие мотивацию к данному виду деятельности, развитие профессиональных качеств будущего специалиста. Перечислим новые методы, способствующие преодолению формализма знаний студентов – метод лабораторного интервью, метод кейсов, метод проектов, метод констатации, метод коллизии, метод фокус-групп.
В работе [7] автор описывает влияние метода лабораторного интервью на преодоление формализма физических знаний. Используя данный метод, преподаватель, ставит перед учащимся задачи, при решении которых происходит совместный поиск истины,
по принципу «истина рождается в споре», путем преодоления противоречий в суждениях учащихся. В данном случае педагог не сообщает готовых знаний, а умело поставленными вопросами, заставляет самого ученика на основе имеющихся знаний,
получать новые понятия и выводы.
Метод –проектов. В основе метода проектов лежит развитие исследовательских навыков учащихся, умений самостоятельно получать и систематизировать знания, умений ориентироваться в информационном пространстве, отбирая нужный материал. В рамках данного метода всегда предполагается самостоятельное решение какой-то проблемы. Результаты выполненных проектов должны быть «осязаемыми», т.е., если это теоретическая проблема, то конкретное ее решение, если практическая — конкретный результат, готовый к внедрению.
Метод кейсов. Разбор имеющихся разработок по данному научно-исследовательскому направлению. Этот метод позволяет получить необходимые знания, основываясь на имеющихся разработках. Варианты разбора могут быть разнообразные, например: теоретический разбор; практический разбор; игровая ситуация и т.п.
Метод констатации (записи результатов деятельности). На протяжении длительного времени ведется дневник наблюдений за результатами различных научно-исследовательских действий. Этот метод позволяет учиться выделять задачу, описывать решение, делать вывод, обобщать различные задачи или результаты и т.п.
Метод коллизии (коллизия – лат. – collisio - столкновение противоположных взглядов, стремлений, интересов). В процессе дискуссий, конфликтных ситуаций или анализа их моделируется структура решения исследовательской задачи и формируется
обоснованный вывод по проведенным исследовательским действиям.
Метод фокус-групп. Основные отличительные характеристики фокус-группы как исследовательского метода заключаются в том, что это групповое фокусированное интервью под руководством специалиста (модератора).Суть метода заключается в том, что внимание участников фокусируется на исследуемой проблеме (теме), с целью определить отношение к поставленной проблеме, выяснить мотивацию тех или иных действий.
Библиографический список
- Вишнякова С.М. Профессиональное образование. Словарь. Ключевые понятия, термины, актуальная лексика.- М. НМЦ СПО.1999.-538с.
- Мустафина Г.А., Педагогика- Семья – Школа-Общество. Формальные знания студентов технического вуза:
сущность, причины возникновения. Книга 11, Стр. 209-216. - Мустафина Г.А.,Бинеева Ф.Н. Организация самостоятельной деятельности в обучении физики, как средство развития научно – исследовательских качеств у
студентов. II Межрегиональная научно-практическая конференция. «Взаимодействие научно-исследовательских подразделений промышленный предприятий и вузов по
повышению эффективности управления и производства » К 75-летию ВолГТУ и 40-летию ВПИ. Волжский 12-13 апреля 2005г. - Беспалько В.П., Татур Ю.Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки
специалиста. – М.1991. - Рахманкулова Г.А., Мустафина Д.А.
Организация учебно-исследовательского проекта по математике «Поступаем в Оксфорд» // Научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации».- 2013. – №8. - Рахманкулова Г.А., Бинеева Ф.Н., Мустафина Д.А. Преодоление формализма знаний студентов технического вуза на практических занятиях по кинематике, стр. 9-10.
- Денисова Е.Д., Пути преодоления формализма в знаниях по физике в образовательной системе США. автореферат
дис. канд. пед. наук. СПб., 2001.- 220c.