Теоретические исследования и систематизация опыта практической работы позволили выявить наличие в существующей системе естественно-научной подготовки в высшем техническом учебном заведении целого ряда противоречий между:
- потребностью общества и фактическим качеством естественно-научной подготовки в профессиональном образовании;
- групповой формой организации процесса подготовки и индивидуальными потребностями личности в качественном образовании и развитии творческих способностей;
- естественным интересом молодежи к компьютеру и отсутствием в преподавании учебных курсов психолого-педагогической базы для ориентации этого интереса на формирование базового уровня подготовки по естественно-научным дисциплинам;
- высоким уровнем вычислительной техники и недостаточным осознанием роли и возможностей ЭВМ в современной инженерной и научной деятельности;
- необходимостью формирования осознанных действенных знаний обучаемых и преобладанием вербальных методов обучения.
Проблема исследования заключается в необходимости разрешения указанных выше противоречий. Постановка проблемы позволит повысить качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов в контексте информатизации и формирования мотивационного синдрома.
Тема исследования«Теоретические основы фундаментальной естественно-научной подготовки студентов технического вуза в условиях использования информационных технологий» обусловлена актуальностью решения и педагогической значимостью этой проблемы.
Объектом исследования является процесс профессионального образования в техническом вузе.
Предмет исследования – фундаментальная естественно-научная подготовка студентов технического вуза в условиях системного использования информационных технологий.
Цель данного исследования – разработка теоретико-методологического обоснования концептуальной модели фундаментальной естественно-научной подготовки студентов технического вуза в условиях использования информационных технологий.
Гипотеза исследования – качество естественно-научной фундаментальной подготовки студентов технического вуза в контексте их профессиональной деятельности может быть повышено, если:
- на основе методологических принципов будет разработана концептуальная модель фундаментальной естественно-научной подготовки в компьютерной обучающей среде, системообразующим элементом которой является развитие личности обучаемого;
- на этапе проектирования компьютерных модулей сопровождения учебного курса учтено комплексное сочетание методологических, дидактических и психологических требований на основе современной парадигмы образования;
- разработана и внедрена методика компьютерного сопровождения различных видов учебных занятий;
- в компьютерных обучающих модулях заложен механизм формирования познавательного мотивационного синдрома, ориентированный на развитие творческих способностей обучающихся.
В соответствии с объектом, предметом, целью и гипотезой исследования сформулированы следующие задачи:
1. разработать и обосновать концептуальную модель фундаментальной естественно-научной подготовки в условиях системного использования информационных технологий;
2. разработать и внедрить в учебный процесс методику комплексного компьютерного сопровождения учебных занятий, ориентированную на повышение качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов;
3. определить психолого-педагогические условия формирования мотивации самообразования и самооценки в процессе создания и реализации компьютерных обучающих программ;
4. провести педагогический эксперимент и оценить эффективность модели фундаментальной естественно-научной подготовки в компьютерной обучающей среде.
Теоретико-методологической основой для решения поставленных задач послужили концептуальные положения философии, теории развивающего и деятельностного подхода к повышению качества обучения, работы, раскрывающие дидактические принципы обучения, современные активные методы обучения, интенсификации и мотивации учебной деятельности:
- философские положения теории познания, теории деятельности, формирования личности и становления специалиста (Ю.К. Бабанский, П.Я. Гальперин, Б.С. Гершунский, З.Д.Жуковская, И.А. Зимняя, Я.А. Коменский, А.Н. Леонтьев, И.Я. Лернер, А. Маслоу, Н.Ф. Талызина и др),
- исследования, раскрывающие различные аспекты процесса информатизации образования (А.П. Ершов, А.Л. Денисова, Е.И. Машбиц, А.В.Могилев, А.О. Кривошеев, П.И.Образцов, О.П. Околелов, И.В Роберт, А.В. Соловов, М.С. Чванова и др.),
- исследования целенаправленного и эффективного формирования у обучаемых творческого мышления, как необходимого компонента личностной характеристики специалиста (Е.Л. Белкин, А.А. Бондарева, В.Д. Горский, А.Л. Денисова, Д.В. Кузнецова, А.В. Романов),
- конструктивные идеи концепции фундаментализации новой образовательной парадигмы модернизации образования (О.Н. Голубева, А.Д. Суханов, Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов и др.),
- работы по проблеме формирования исследовательских умений и навыков в условиях современного лабораторного практикума по физике (В.М. Блинов, П.Я. Гальперин, В.Ф. Лысов, В.В. Майер, А.В. Машуков с сотрудниками, Н.Я. Молотков, Е.Б. Петрова, В.В. Светозаров, Ю.В. Светозаров, А.М. Толстик, М.Ф. Щанов),
- ценностный подход к содержанию подготовки специалистов (З.Д.Жуковская),
- общие закономерности процесса формирования профессионально-личностного саморазвития (А.А. Вербицкий, Т.И. Шамова).
С позиций кибернетики основополагающими явились работы, раскрывающие методы, средства и алгоритмы учебной деятельности.
Важным источником исследования являются материалы автора, накопленные за 45-летнюю педагогическую и научно-исследовательскую деятельность в качестве школьного учителя (9 лет) и преподавателя физики Воронежского государственного технического университета (36 лет).
Для реализации цели, проверки гипотезы и решения поставленных задач использованы следующие методы исследования:
- общенаучные методы: формальной логики, системного, индуктивно-дедуктивного анализа;
- педагогические наблюдения за исследовательской деятельностью студентов, беседы с преподавателями, студентами, анкетирование, контрольные срезы;
- поэтапные контрольные тесты проверки эффективности разработанной методики формирования исследовательских умений и навыков у студентов при изучении курса физики;
- педагогический эксперимент, статистическая обработка экспериментальных данных, содержательная интерпретация полученных результатов.
Научная новизна исследования:
- разработана и теоретически обоснована концептуальная модель фундаментальной естественно-научной подготовки, функционирующая в условиях системного использования информационных технологий и способствующая формированию профессионально значимых качеств будущего инженера. На методологическом, теоретическом, дидактическом и концептуальном уровнях предложено решение проблемы повышения качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов в условиях современной информационной среды,
- определены образовательная, воспитательная и развивающая функции компьютерной обучающей среды, обеспечивающие ее эффективное включение в систему учебного процесса технического вуза,
- раскрыт и реализован психолого-педагогический механизм формирования в компьютерной среде мотивационного синдрома и исследованы возможности его коррекции в процессе учебной деятельности обучающихся,
- определены психолого-педагогические условия организации исследовательской работы студентов как дополнения к основному курсу, рассчитанные на современный уровень компьютерной грамотности. Информационные технологии представлены как комплекс действенных средств интеграции методологических приемов, математических методов и дидактических принципов,
- разработана и внедрена в учебный процесс методика компьютерного сопровождения различных видов занятий курса физики в техническом вузе, включающая комплексное методическое, аппаратное и программное обеспечение фундаментализации естественно-научной подготовки студентов средствами компьютерных технологий,
- сформулированы критерии оценки качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
- с учетом социально-экономических, психолого-педагогических факторов раскрыты проблемы, выявлены педагогические функции и особенности мотивации в компьютерной обучающей системе, направленные на повышение качества и роли фундаментальной естественно-научной подготовки в системе профессионального образования;
- конкретизированы пути повышения качества фундаментальной естественно-научной подготовки студентов в преподавании курса физики в техническом вузе;
- на основе системного анализа структуры фундаментальной подготовки студентов, где системообразующим фактором является развитие творческих способностей обучающихся, разработан новый подход к решению проблемы мотивации самообразования в компьютерной обучающей среде. Выявлена роль компьютерного сопровождения преподавания в изменении причинной схемы неудач при выполнении заданий;