CC BY
63
Р.Р. КАБИРОВ, доцент Н.К. ДВОЯШКИН, профессор Альметьевский государственный нефтяной институт
Использование задачно-модульной технологии в преподавании физики в вузе
В работе представлены результаты исследований, проведенных кафедрой физики Альметьевского государственного нефтяного института (АГНИ), по организации и эффективному применению задачно-модульной технологии в преподавании физики студентам технического вуза нефтяного профиля с целью повышения качества подготовки компетентных бакалавров. В процессе исследований выявлено и обосновано место этих методик в общей системе физико-математической подготовки, создана целостная система задач и заданий разной сложности, направленных на развитие как физико-математических, такипрофессиональных знаний и умений студентов технических вузов.
Ключевые слова: задачно-модульная технология, преподавание физики, знания, умения и навыки, подготовка бакалавров, вуз нефтяного профиля
В условиях перехода на двухуровневую систему высшего образования становится необходимым проведение педагогических исследований методов преподавания курса общей физики в техническом вузе вообще и в вузе нефтяного профиля в частности. Это следует также и из содержания последних документов, принятых Министерством образования и науки Российской Федерации, которые указывают на необходимость формирования профессиональных компетенций будущих бакалавров на основе усиления практической направленности их физико-математической подготовки. В работе представлены результаты исследований, проведенных на кафедре физики Альметьевского государственного нефтяного института (АГНИ) по организации и эффективному применению задачно-модульной технологии в преподавании физики студентам нефтяного института. В результате проделанной работы выявлено и обосновано место задачных методик в общей системе физико-математической подготовки, создана целостная система задач и заданий разного уровня сложности по развитию как физико-математических, так и профессиональных знаний и умений студентов технических вузов.
В современной педагогической практи-
ке разработано и применяется достаточно большое количество инновационных образовательных моделей, направленных на модернизацию содержания профессионального образования на основе компетент-ностной модели специалиста и базирующихся на построении проблемно-ориентированного обучения с применением задачных подходов [1; 2]. Однако анализ литературы и обобщение опыта работы преподавателей позволили обнаружить ряд недостатков: несоответствие уровня физико-математической подготовки студентов требованиям, предъявляемым к ней обществом и рынком труда; несоответствие структуры содержания обучения формам его организации; сокращение сроков обучения при возрастающем объеме физико-математических знаний; однообразие форм, приемов и методов преподавания и обучения в высшей технической школе. Такая ситуация приводит к противоречиям между потребностью современного общества в творчески мыслящих компетентных специалистах, а также между потенциальными возможностями естественно-математических дисциплин для развития продуктивного мышления студентов и существующими недостатками в методиках физико-математической подготовки, в частности
82 Высшее образование в России • № 7, 2013
отсутствием разработанной системы творческих задач и заданий, ориентированных на развитие этих способностей. Все это определило основные направления, цели и задачи нашего исследования:
1) выявить проблемы применения разработанной задачно-модульной технологии в процессе физико-математической подготовки студентов современного технического вуза;
2) определить организационно-дидактические условия проектирования и реализации данной технологии в вузе нефтяного профиля;
3) спроектировать задачный блок для преподавания физики и физикосодержа-щих дисциплин (КСЕ, дополнительные разделы физики);
4) проверить эффективность применения разработанной технологии.
Для решения первой задачи был проведен анализ состояния изучаемой проблемы в современной педагогической теории и практике, который выявил следующие недостатки:
■ отсутствие разработанной методоло-
гии по реализации задачных подходов в современном техническом вузе;
■ отсутствие научного и учебно-методического обеспечения по поддержке за-дачно-модульной технологии в учебном процессе;
■ низкая готовность студентов и преподавателей к организации учебного процесса в задачном режиме.
Указанные проблемы не позволяют полностью использовать ресурс, заложенный в задачном подходе. Задачно-модуль-ная технология обучения предполагает такую организацию учебного процесса, при которой преподаватель координирует самостоятельную учебную деятельность студентов по овладению знаниями, умениями и навыками, т.е. образовательный маршрут студента реализуется посредством решения им учебных задач на основе индивидуальной задачно-модульной программы.
В процессе решения второй задачи нами была спроектирована задачно-модульная технология, которая включает в себя целевую компоненту, учебные модули с дидактическими материалами, задачные модули
Формирование балльно-рейтинговой системы контроля и оценки знаний студентов
Выбор основных форм, методов и средств
Проектирование
целей, задач, организационно-дидактических условий применения технологий
/ч
И
Проектирование задачных модулей, содержащих задачи разного уровня сложности
Задачно-модульная технология
\/
Определение ведущих подходов и принципов задачно-модульной технологии обучения
ч/
Конструирование учебных модулей и дидактических материалов
Рис. 1. Схема проектирования задачно-модульной технологии обучения
с заданиями профессионального содержания, специальные способы проектирования содержания обучения, а также балльно-рейтинговую систему контроля и оценки знаний студентов. Схема проектирования задачно-модульной технологии представлена на рис. 1.
В процессе исследований были определены организационно-дидактические условия проектирования и эффективной реализации задачно-модульной технологии в современном техническом вузе, заключающиеся в том, что значительное повышение уровня физико-математической подготовки студентов происходит за счет:
■ наличия педагогически инструментированной дидактической модели задачно-модульной технологии обучения;
■ наличия целостной системы ее реализации на разных этапах физико-математической подготовки;
■ наличия банка задач, включающего в себя учебные задачи, творческие задачи, задачи с профессиональным содержанием;
■ наличия пакета учебно-методических материалов сопровождения.
Практическое использование задачно-модульной технологии обучения (рис. 2) предполагает такую организацию учебного процесса, при которой преподаватель координирует самостоятельную учебную деятельность студентов по овладению ЗУН посредством решения учебных задач на основе индивидуальной задачно-модульной программы, которая состоит из отдельных учебных модулей. Ведущим направлением становится построение процесса образования не как академического, ориентированного на передачу готовых знаний, а как контекстного, обучающего находить знания и применять их в ситуациях, имитирующих профессиональные.
В процессе решения третьей задачи нашего исследования была раскрыта задач-ная организация учебного процесса. С дидактической точки зрения задача является наиболее универсальной единицей дидак-
тических средств, реализующей широкий спектр функций (методологическую, обучающую, развивающую, диагностирующую и др.) и позволяющей конструировать модульные образовательные технологии и создавать задачные модули различного уровня сложности и трудности - от задач репродуктивного характера до творчески развивающих, включая задачи с профессиональным содержанием.
Преподавателями кафедры физики АГНИ подготовлена целостная система задач для всех форм обучения и для всех разделов физики, а также для близких к физике дисциплин (КСЕ, дополнительные разделы физики), разработаны и изданы учебно-методические пособия и сборники [3; 4], содержащие задачи, вопросы и упражнения разного уровня сложности, которые удовлетворяют следующим условиям:
• вызывают у студентов интерес;
• доступны их пониманию, т.е. опираются на уже имеющиеся знания;
• лежат в «зоне ближайшего развития», т.е. являются одновременно и посильными, и не слишком тривиальными;
• дают предметные знания в соответствии с учебными планами и программами.
Для решения четвертой задачи в период 2008-2012 гг. был проведен педагогический эксперимент по проверке эффективности применения задачно-модульной технологии. По завершении эксперимента средний коэффициент усвоения материала в экспериментальной группе вырос с 39% до 57%; в контрольной группе - с 41% до 45%. Анализируя результаты исследования, можно заметить, что изменения в распределении по уровням усвоения в контрольной группе незначительные и носят случайный характер, а в экспериментальной группе наблюдается непрерывный рост этих результатов. Статистическая обработка данных эксперимента подтвердила, что обучение на основе задачно-модульной технологии способствует формированию у студентов уровня знаний и умений на бо-
84 Высшее образование в России • № 7, 2013
Рис. 2. Схема реализации задачно-модульной технологии
лее высоком уровне, чем при традиционном способе обучения.
Проведенное исследование позволило
сделать следующие выводы.
На сегодняшний день не полностью реализованы технологии, направленные на
развитие творческих способностей студентов, а также не в полной мере раскрыт потенциал задачно-модульной технологии при организации физико-математической подготовки. Практически не задействованы средства и методы задачно-модульной технологии обучения в подготовке компетентных специалистов технического направления для предприятий нефтегазодобывающей промышленности.
В результате проделанной в АГНИ работы создана и апробирована авторская модель задачно-модульной технологии для организации физико-математической подготовки студентов технического вуза. Модель включает в себя три базовых блока:
■ целевой блок, позволяющий функционально адаптировать цели и задачи каждого учебного занятия как под уровень подготовки группы, так и под каждого студента;
■ задачный блок, содержащий систему разноуровневых задач, которые дают студенту возможность выбора уровня сложности учебных заданий;
■ технологический блок, содержащий методические указания для студентов и методические рекомендации для преподавателей.
Выявлены и реализованы организационно-дидактические условия применения за-дачно-модульной технологии в процессе физико-математической подготовки студентов современного технического вуза нефтяного профиля, характеризующиеся наличием банка задач разного уровня сложности, пакета учебно-методических материалов обеспечения, системы рейтинг-контроля.
Разработанная система задачно-модуль-ной технологии полностью согласуется с программными требованиями, органично вписывается в учебный процесс нефтяного института и улучшает качество физико-математической подготовки. Эффективность использования задачно-модульной технологии в учебном процессе значительно повышается, если данный подход имеет системный, а не локальный характер. Для ка-
чественного функционирования этой системы разработаны дидактические условия, обеспечивающие оптимальное соотношение репродуктивных и продуктивных компонентов обучения, самостоятельной работы и обязательных аудиторных занятий.
Систематическое использование учебных задач с квазипрофессиональным и профессиональным содержанием значительно увеличивает заинтересованность студентов в получении практических навыков, что способствует эффективной профессиональной подготовке компетентных специалистов в техническом вузе уже на этапе изучения общеобразовательных дисциплин.
Перспективным представляется создание программ для компьютерной реализации задачно-модульной технологии по основным дисциплинам физико-математической подготовки студентов технических вузов нефтяного профиля, а именно:
1) создание электронных задачников для проведения практикумов по решению задач;
2) организация решений контрольных работ студентами заочной формы обучения в электронном виде;
3) разработка задачно-проектного метода для организации проектной деятельности студентов.
Литература
1. Бахтина О.В. Задачный подход как сред-
ство развития интеллекта студента // Мир образования - образование в мире. 2007. № 3. С. 271-277.
2. Ларионов В.В., Тюрин Ю.И. Проблемно-
ориентированное обучение физике в техническом вузе // Высшее образование в России. 2009. № 6. С. 107-109.
3. Двояшкин Н.К, Ушаков А.А, Кабиров Р.Р.
1000 задач по физике. Альметьевск: Изд-во АГНИ, 2004. 148 с.
4. Кабиров Р.Р., Двояшкин Н.К. Олимпиад-
ные задачи по физике. С ответами, указаниями и решениями. Альметьевск: Изд-во АГНИ, 2009. 64 с.
