Дедуктивный подход к структурированию содержания высшего естественно-научного образования

В конкретно-содержательном отношении можно полагать, что необходимая граница уровня фундаментальной подготовки должна определяться спецификой конкретной специальности и соответствующей ей профессиональной деятельности. Здесь можно выделить два случая. Первый -- подготовка по профилю рассматриваемой специальности. Например, профессиональная химическая подготовка специалиста-химика должна состоять из двух основных этапов: 1) фундаментальная подготовка, которая на основе "профессиональной грамотности", создает потенциал для всего дальнейшего развития; 2) специальная подготовка, обеспечивающая достижение уровня образованности. Второй случай -- подготовка, непрофильная для рассматриваемой специальности. Например, химическая подготовка физиков или биологов должна быть ограничена фундаментальным уровнем, т.е. уровнем профессиональной грамотности. Разумеется, между фундаментальной химической подготовкой физиков, биологов, геологов и т.д. должны существовать определенные различия в прикладной ориентации, учитывающие специфику конкретной области деятельности.

Таким образом, модель специалиста должна не только иметь определенную структуру, но содержать конкретные указания на необходимый уровень освоения входящих в нее компонентов. Это общий вывод детально проиллюстрирован в работе: на конкретном материале университетских специальностей рассмотрены все аспекты профессионального менталитета специалиста-естественника, такие как система смыслов и мотивов профессиональной деятельности, идеалы и ценностные ориентации, профессиональная позиция (направленность), профессиональные нормы (в том числе правовые нормы, нормы-соглашения, парадигмальные нормы-идеалы, этические нормы), социальный статус. Подробно рассмотрены вопросы, касающиеся профессиональной грамотности и компетентности как составных частей модели специалиста. Определены подходы к формированию научного мировоззрения и "научной картины мира", которая для всех естественнонаучных специальностей представляет собой категориально-понятийный каркас, построенный на диалектике трех общих философских категорий: "материальное" "деятельность" "идеальное".

Материальный мир рассматривается в рамках категорий: 1) "покой -- движение", "стационарность -- эволюция", позволяющих специалисту выделять в природе объекты и процессы; 2) "элементарное -- составное", на основе которой вводятся иерархизированные модели строения вещества и механизмов процессов; 3) "порядок -- хаос", "закономерное -- случайное", позволяющие устанавливать законы строения, состояния и эволюции. Идеальный мир, с точки зрения любого специалиста-естественника, анализируется посредством таких общенаучных категорий: 1) "истина -- заблуждение", позволяющей разделять субъективные мысли, заключения, суждения на истинные и ложные; 2) "форма -- содержание -- сущность", на основе которой отделяются существенное и значимое от второстепенного и случайного; 3) "адекватность -- неадекватность", дающей возможность ранжирования научной обоснованности и эффективности различных образных и языковых конструктов, являющихся результатом мыслительной деятельности специалиста. Наконец, деятельность, связывающая реальный мир и его идеальное отражение, может рассматриваться в рамках таких категорий: 1) "теория -- практика", "познание -- преобразование", позволяющих разделять типы профессиональной деятельности по их характеру и направленности (например, химия как наука и химия как технология, химическая теория и химический эксперимент, лабораторная и промышленная химия, химический анализ и химический синтез, химическое моделирование и т.д.); 2) "наличное -- должное", определяющей вектор движения в деятельности; 3) "рациональное -- иррациональное", дающей возможность оценки качества деятельности; 4) "логическое -- интуитивное", "индуктивное -- дедуктивное", обеспечивающих критерии различения способов мыслительной деятельности.

В качестве конкретного примера проанализированы категориально-понятийная структура и профессиональный язык химии как науки. Иерархия химических категорий и понятий построена в рамках двух глобальных разделов: "химическое вещество" (свойства, состав, строение) и "химический процесс" (стехиометрия, термодинамика, кинетика, механизмы). В содержании языка химии выделены его важнейшие компоненты и особенности: система значений химических понятий, их модусы и классы эквивалентности, способы употребления, химическая символика, системы химической номенклатуры, дополнительные системы символов (логические, математические, физические). Знание перечисленных компонентов химического языка необходимо не только для эффективной работы в любой области химии, но и для успешного обучения.

Показана оптимальная структура междисциплинарной подготовки в естественнонаучном образовании. В качестве необходимых выделены следующие компоненты: 1) гуманитарные аспекты профессиональной деятельности (гуманитарная ориентация научной деятельности в целом, конкретная дисциплина как часть общей культуры, личностный характер профессиональной деятельности конкретного специалиста, проблемы ценностей, отношений, доверия, этики, эстетические и интуитивистские критерии, психологические и социальные аспекты деятельности, экономический и правовой базисы профессиональной деятельности и др.); 2) общая математическая подготовка (математические идеи и методы, особенности математического языка, проблемы адаптации математических методов в химии и их эффективность, необходимый формальный и вычислительный аппарат); 3) общая физико-химическая подготовка (идеи и методы, особенности физического и химического языков, основные понятия, модели и способы действия, проблемы адаптации физико-химических методов в других областях естествознания, их эффективность).

Разработанная модель специалиста позволила предложить новый подход к решению сложной дидактической проблемы оценки уровня и качества подготовки специалистов. Совокупность характеристик индивида, включенных в модель специалиста, была подразделена на две группы. Первая из них содержит характеристики, которые можно объективно проверить (измерить) в данный момент времени: а) ряд компонентов менталитета, которые можно проверить путем психологического тестирования (система смыслов деятельности, идеалы и ценностные ориентации, социально-профессиональный статус); б) компоненты профессиональной грамотности, доступные для проверки с помощью системы специальных задач -- классификационных, логических, вычислительных (система понятий, профессиональный язык, мыслительные умения и навыки).

Вторая группа содержит характеристики, не допускающие прямой точечной проверки и выявляющиеся только в более или менее длительном процессе профессиональной деятельности индивида. К ней можно отнести общенаучное и профессиональное мировоззрение, экспериментально-практические виды профессиональных действий, профессионально важные качества и свойства. Диагностирование таких характеристик целесообразно производить на основании сведений о практической деятельности студента в ходе всего срока обучения в вузе. Эти сведения могут включать результаты: а) итогового контроля по выполнению лабораторных практикумов, б) защит курсовых и квалификационной работ, в) участия в НИР и в научных конференциях, в том числе научные публикации, а также официальные отзывы администрации учреждений, где работает выпускник. Целесообразно ввести специальную "учетную форму", в которую будут вноситься перечисленные сведения в течение всего срока обучения. Анализ таких форм может служить объективной характеристикой качества подготовки выпускников в отношении практический умений и навыков.

Предложенная модель обсуждена учебно-методической секцией Ученого совета ТюмГУ и рекомендована в качестве основы для разработки аналогичных моделей по другим специальностям.

В главе 4 "Содержание и структура подготовки специалиста естественнонаучного профиля" рассмотрены основные аспекты проблемы проектирования процесса обучения. Первый из них -- отбор содержания фундаментальной естественнонаучной подготовки. В качестве методологического базиса предложена модель "содержательного поля", которое можно задать посредством двух координатных осей -- горизонтальной, качественной, и вертикальной, уровневой. Положение на горизонтальной оси характеризует качественную определенность содержания (термины, теории, законы, задачи, действия и операции и т.д.), а положение на вертикальной оси -- уровень освоения (ознакомительный, репродуктивный, креативный и т.д.). Основное преимущество такого подхода заключается в возможности выбора достаточно узкого по объему, но существенно важного компонента (или нескольких компонентов). Чем уже по охвату тематики будет этот компонент, тем выше можно подняться в процессе обучения. Некоторая "односторонность" обучения при таком подходе является кажущейся, поскольку она может если и не целиком, то в значительной степени, компенсироваться за счет того, что ведущие компоненты тесно связаны со всеми остальными и неизбежно будут их "подтягивать" за собой в том минимальном объеме, который совершенно необходим в обучении, и который может быть значительно расширен позднее, уже в процессе практической профессиональной деятельности специалиста.

Если принять такой подход за основу, то остается решить, какие именно компоненты "содержательного поля" можно считать ведущими, стержневыми. Опираясь на результаты анализа профессиональной деятельности специалиста, можно полагать, что такими компонентами являются: 1) категориально-понятийная структура, выраженная в профессиональном языке, и 2) совокупность типов действий (включая их цели, содержание, результаты и необходимые операции), характерная для профессиональной деятельности специалиста определенного профиля. Эти компоненты должны включать в себя не только чисто информационный, знаниевый аспект, но и опыт самостоятельной деятельности, как мыслительно-языковой, так и экспериментальной.

Для обоснования соответствия этого положения общепринятым дидактическим принципам, согласно которым основными компонентами содержания обучения являются: знания, способы деятельности, опыт творческой деятельности и опыт ценностного отношения (И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин, В.В. Краевский, В.С. Леднев, Б.Т. Лихачев и др.), был проведен анализ личностного аспекта научного знания и научного языка как деятельностной формы знания. Показано, что предложенный подход полностью соответствует общепринятым дидактическим принципам: 1) соответствие содержания образования уровню современной науки и культуры обеспечивается тем, что категориально-понятийный аппарат является наиболее фундаментальной компонентой любой науки, а овладение научным языком дает студенту возможность приобщения ко всем накопленным богатствам науки -- теориям, законам, методам, конкретным результатам; 2) учет содержательной и процессуальной сторон обучения обеспечивается, с одной стороны, представлением основного содержания обучения -- системы понятий, выраженной в научном языке, -- как результата деятельности научного сообщества, а с другой стороны, тем обстоятельством, что освоение такого содержания возможно только в результате самостоятельной и активной мыслительной и практической деятельности учащегося; 3) структурное единство содержания образования, его уравновешенность и пропорциональность достигается за счет того, что сама категориально-понятийная система любой науки, при условии ее адекватного представления, обладает целостностью и гармоничностью.

Второй аспект проектирования процесса обучения составляет проблема структурирования содержания обучения, поскольку знания как предмет изучения важны не только сами по себе, но и взятые в их взаимосвязях, т.е. как определенная структура. Эта структура является логической и выражается преимущественно языковыми средствами -- иерархией и совместимостью категорий и понятий. Именно усвоение этой структуры обеспечивает специалисту способность активно и самостоятельно пользоваться научными знаниями для решения профессиональных задач.

Учет структурного аспекта приводит к постановке двух специальных дидактических вопросов: 1) о структуре конкретных учебных курсов и 2) о структуре учебного плана в целом. Анализ недостатков традиционного линейно-информационного способа построения учебных курсов, с учетом известных идей и достижений дидактики в этом отношении (О.С. Зайцев, Л.Я Зорина, В.И. Каган, И.Я. Лернер, Е.Е. Минченков, В.В. Сорокин, Л.А. Цветков, С.Г. Шаповаленко и др.), позволил предложить новый вариант построения естественнонаучного курса, проиллюстрированный ниже на примере дисциплины "Органическая химия". В структуре курса должны найти отражение следующие вопросы:

1) практическая основа: потребности практики в различных областях -- промышленности, технике, сельском хозяйстве, медицине и т.д., -- которые могут быть удовлетворены только путем специфической профессиональной деятельности химиков-органиков;

2) общенаучная основа, задающая методологический фундамент для развития данной специфической дисциплины и определяющая ее место в полной дисциплинарной системе науки;

3) эмпирический базис, содержащий необходимые сведения о свойствах веществ и их химических превращениях и обеспечивающий усвоение теоретических представлений;

4) содержание профессиональной деятельности, обеспечиваемой данной дисциплиной: цели и результаты, содержание и типы задач (синтез, анализ, модификация веществ, установление закономерностей, нахождение способов регулирование реакций и т.д.), методы получения и оценки решений этих задач;

5) научные модели (теории) и необходимая для их построения категориально-понятийная система дисциплины (специфическое для данной дисциплины содержание общехимических понятий "вещество", "строение", "реакция", "механизм" и т.д.);

6) совокупность методических и практических приемов выполнения эксперимента в рамках данной дисциплины.

Благодаря такой структуре стандартный курс из массива разнородных сведений превращается в надежный фундамент для сознательного отношения студента к данному типу профессиональной деятельности, освоению навыков решения теоретических и практических задач, накоплению эмпирических данных и другой информации.

Вопрос о структуре учебных планов по естественнонаучным специальностям рассмотрен на примере учебного плана по специальности 011000 -- Химия. Анализ типового учебного плана, рекомендуемого Советом по химии УМО университетов РФ, показал наличие в нем ряда серьезных недостатков. 1) Не проведено последовательно разделение содержания на ядро, которое должно составлять фундаментальную подготовку, и оболочку, которую можно отнести на элективные и специальные курсы. 2) Не выдержана логическая последовательность изучаемых понятий и методов. 3) Многие курсы значительно перекрывают друг друга по содержанию. 4) Отсутствуют такие курсы, как "Общая химия" и "Общие вопросы естествознания", которые призваны играть чрезвычайно важную роль в формировании естественнонаучного мировоззрения и профессиональной личности студента-химика. Подобных курсов нет в типовых учебных планах по всем естественнонаучным специальностям (физика, биология и др.), что свидетельствует о принципиальном недостатке существующего подхода к естественнонаучному образования вообще. 5) Ни в одном курсе не отражены в достаточной мере такие принципиально важные для формирования профессиональной личности вопросы, как "цели и задачи химической деятельности", "химия как социальное явление", "критерии и способы оценки химической деятельности", "явные и неявные гипотезы, постулаты, эвристики, методологические принципы", "универсальные общенаучные понятия, модели и методы". Показано, что на основе дедуктивного подхода можно преодолеть основные недостатки типовых учебных планов. Автором предложен и проверен на практике вариант структуры учебного плана (в части фундаментальной подготовки) на примере обучения химии.

В основе его лежит развернутый блок "Теоретическая химия", назначением которого является анализ категориально-понятийной структуры химии как науки. Категории и понятия химии не могут быть определены абстрактно и должны вводиться на основе конкретного эмпирического материала (сведений о свойствах химических веществ и реакций). Изучение этих сведений однако не является самоцелью, и, соответственно, эмпирический материал должен привлекаться лишь в необходимом объеме.

Научные модели, представленные в теоретическом блоке, сгруппированы в три раздела: "Учение о химическом веществе", "Учение о химическом процессе" и "Химическая классификация". Для сознательного изучения и надежного усвоения их содержания они предварены специальным разделом "Концептуальные основы химии", посвященным анализу методологических гипотез, принципов, правил, многие из которых при существующей практике обучения даже не формулируются в явном виде. В качестве важной составной части теоретический блок включает курсы "Общие вопросы естествознания" и "История химии". Они необходимы для правильной ориентации учебной деятельности студентов, для выработки у них необходимой установки и посвящены рассмотрению: роли науки в практической и культурной деятельности общества, ее задач и результатов, методологических принципов, общенаучных представлений и моделей (пространство и время, энергия, симметрия, состав и строение и др.), междисциплинарных связей.

Преподавание теоретического блока возможно в разных вариантах, отличающихся по глубине, но имеющих общую логическую структуру. Это позволяет разработать унифицированные системы фундаментальной химической подготовки, предназначенные для разного контингента студентов. Целесообразно выделить три уровня: 1) для химиков -- максимально глубокий уровень подготовки, позволяющий решать реальные задачи, 2) для биологов и физиков -- профессионально-ориентированный уровень подготовки, позволяющий использовать готовые результаты и методы химии, 3) для математиков и гуманитарных специальностей -- обзорный уровень, позволяющий понимать сущность химической деятельности, а также специфику химических задач и методов.

Экспериментальная часть представлена блоком "Практическая химия", который изучается параллельно с теоретическим блоком и включает два теоретико-методических раздела: "Химический синтез" и "Химический анализ", а также "Общехимический практикум", предваренные методологическим курсом "Принципы химического эксперимента". Освоение этих разделов позволит студентам получить навыки решения практических задач и накопить необходимый массив конкретной информации. Важной задачей фундаментальной подготовки студентов-химиков является выработка у них правильного представления о характере и способах перехода от научного решения проблемы к его практическому воплощению. Важную роль в решении этой задачи играет курс "Химическая технология", завершающий этап фундаментальной подготовки по химии.

Схема 2. Построение учебного плана на уровне фундаментальной подготовки, ориентированного на категориально-понятийную структуру научной дисциплины, лежащей в основе специальности (на примере химии)

В заключение главы рассмотрены некоторые аспекты проблемы повышения эффективности обучения и показано, что перестройка учебных курсов и учебного плана на основе предложенного автором дедуктивного подхода позволит добиться прогресса в ее разрешении. Первый из этих аспектов связан с педагогической "обработкой" системы научных знаний. Природа объекта изучения -- реального мира -- в естественных науках чрезвычайно сложна. Поэтому первым необходимым шагом является его замена "миром научных понятий", который является полностью искусственным и благодаря этому обстоятельству он представляется более рациональным, упорядоченным и логичным, чем мир внешних феноменов, с которым вынужден иметь дело исследователь. Эта упорядоченность и, в определенном смысле целесообразность мира понятий, если ее последовательно положить в основу соответствующей учебной дисциплины, позволит сделать процесс обучения не только более кратким, простым и эффективным, но и создать основу для развития исследовательских навыков. Второй аспект состоит в том, что построение учебного процесса как изучения категориально-понятийной системы и научного языка изменяет саму природу процесса обучения, его психологический характер. Изучение таких курсов имеет ряд важных особенностей: необходимость постоянной умственной работы, логического анализа ситуации, рефлексивного мышления, самостоятельного творчества, невозможность формального заучивания сведений и правил, необходимость интериоризации понятий и способов их грамотного употребления.

Здесь может возникнуть естественный вопрос: можно ли изучать понятия и язык, не овладев предварительно фактами, не рассматривая реальность, не действуя практически? Ответ на него должен быть, конечно, отрицательным. Освоение конкретных понятий и научного языка в целом всегда находится в неразрывной связи с овладением эмпирической базой. Однако в дидактическом плане это единство должно быть разделено и ранжировано. В общественно-историческом плане конечной целью деятельности научного сообщества является именно овладение реальным миром, а профессиональный язык -- лишь средством выражения результатов. Поэтому развитие научного языка всегда следует за изучением реальности и приспосабливается к нему.

В деятельности отдельного исследователя ситуация уже иная. Он не повторяет весь путь развития науки самостоятельно, а опирается на уже развитую систему научных знаний и научный язык. Для него понятия и язык уже не только средство выражения результатов, но и главный инструмент для исследования реальности. В обучении ситуация еще более специфичная -- перед студентом не стоит задача самостоятельного открытия научных знаний и законов, поскольку она абсолютно невыполнима для начинающего. Поэтому его цель -- освоение уже накопленных в науке знаний и способов их практического использования. Конечно, в ходе обучения студент тоже "изучает" материал, но природа этого изучения иная, поскольку в качестве материала перед ним выступает не реальный мир, а рафинированная система научных знаний. Идеальный характер этой системы и преимущественно вербальный способ ее существования (в виде текстов) и делают необходимым опережающее освоение понятий и научного языка.

Следовательно, основное содержание процесса обучения должна составлять мыслительная, рефлексивно-теоретическая деятельность студентов по присвоению ими системы научных понятий и овладению научным языком. Этого, разумеется, нельзя достичь без определенной фактической базы и практики по использованию понятий и языка для решения типовых задач. Нужно однако иметь в виду, что сама фактическая база для обучаемого составлена из "фактов" особого рода. Научные "факты", научная "реальность" и научная "деятельность" отнюдь не даны ему непосредственно в ощущениях. Реальные предметы и явления становятся научными фактами и научной реальностью только после их надлежащей категоризации, осмысления в определенной системе понятий.

Из сказанного следует, что усвоение студентами научных понятий и языка -- ведущая задача собственно профессионального обучения. Только на основе такого усвоения будущий специалист может получить доступ к накопленным научным знаниям (научным фактам, теориям, моделям, законам) и приступить к самостоятельному изучению реальности, поскольку именно категориально-понятийная система создает нужную точку зрения, с которой только и можно понять истинную сущность того или иного феномена. Без этой точки зрения, т.е. не пользуясь понятиями, выпускник вообще не сможет действовать научно -- как специалист-профессионал.

Можно отметить еще несколько достоинств дедуктивного подхода. Во-первых, это расширение возможностей преподавателя и влияния его личности: реализация вариативности содержания и структуры курсов, внедрение конкурсных программ по одной и той же дисциплине, усиление авторского характера курсов, эффективное совмещение научной и педагогической деятельности. Во-вторых, дедуктивный подход соответствует основным идеям новой образовательной парадигмы: личностно-развивающей направленности, гуманитаризации образования и др. При постановке в центр обучения задачи освоения системы понятий и научного языка невозможно обойтись без широкого использования интуиции, образных аналогий, метафоричности, эстетических критериев. Кроме того, такой подход требует четкой постановки и рефлексивного осмысления основных методологических проблем. В третьих, дедуктивный подход, в котором ведущая роль отводится задаче развития теоретических форм мышления и языка, способствует диалогизации процесса обучения и облегчает внедрение таких прогрессивных форм, как проблемное и контекстное обучение, взаимообучение, дискуссии, деловые игры и др.

В главе 5 "Практика использования дедуктивного подхода в подготовке специалистов-естественников" представлены результаты работы автора по внедрению конкретных предложений и методик, реализующих на практике дедуктивный подход в процессе обучения по естественнонаучным дисциплинам. Эта работа систематически проводилась автором (при участии других преподавателей) в ходе методической и преподавательской деятельности на химическом факультете ТюмГУ в период с 1980 года до настоящего времени. Автор также имеет большой опыт преподавания естественнонаучных дисциплин студентам других специальностей -- физикам, биологам, географам, историкам, педагогам.

Практическая работа была направлена на: 1) преодоление структурных недостатков учебного плана в отношении содержания, преемственности учебных курсов, междисциплинарных связей; 2) разработку структуры учебного курса, ориентированного на освоение понятийной структуры и языка химии и гармонически сочетающего материальный и формальный подходы; 3) разработку нового типа учебного пособия, дополняющего стандартные учебники, многие из которых не дают логического и исторического анализа системы научных понятий и не освещают ряд других важных для обучения методологических проблем науки и профессиональной деятельности; 4) создание системы требований к уровню и качеству подготовки выпускников и соответствующих средств диагностики.

Автором лично разработаны и внедрены в учебный процесс на химическом факультете: согласованный блок из двух фундаментальных дисциплин "Квантовая механика и квантовая химия" и "Строение вещества", вводный курс "Общая химия" (в соавторстве с доцентом Н.А. Хритохиным), "История и методология химии", "Общие вопросы естествознания", спецкурсы "Нефтехимия" и "Органический катализ", а также фундаментальный курс "Общая химия" (в соавторстве с профессором Л.П. Паничевой) для нехимических специальностей, читаемый в настоящее время на физическом факультете и факультете физической культуры и спорта ТюмГУ. Практические результаты можно проиллюстрировать на примере блока курсов "Квантовая механика и квантовая химия" и "Строение вещества". Их структурная переработка и изучение во втором семестре (вместо 6-7-го) позволили успешно решить ряд педагогических проблем.

а) Перестройка данных курсов на понятийно-дедуктивной основе привела к систематическому росту результатов оценки остаточных знаний. Так, например, по курсу "Строение вещества" средний балл с 3, 14 в 1998 г. вырос до 3, 80 в 2003 г.

б) Изучение данных дисциплин, основанных на строгой логике и количественных методах, в начале обучения позволяет эффективно решать ряд развивающих задач: обучение рефлексивно-логическому мышлению, проникновение в смысл научных понятий и их взаимосвязи, построение и анализ сложных структурных моделей, оценка точности и надежности численных параметров и др. В результате (по данным опросов преподавателей) студенты стали более сознательно и целенаправленно подходить к изучению и, как следствие, лучше усваивать материал основных химических дисциплин "Неорганическая химия" и "Органическая химия", а также общенаучных курсов высшей математики и физики. Одним из следствий этого стало увеличение контингента студентов химического факультета. Так, в 1997-98 гг. он составлял около 200 человек за счет высокого отсева на 1-2 курсах, основной "вклад" в который вносили сложные курсы высшей математики, физики и неорганической химии. За пять последних лет контингент достиг 230-240 человек, а выпуск специалистов -- до 45-48 человек в год.

б) Автором были разработаны и внедрены два элективных курса, обеспечивающие углубленную подготовку по квантовой химии -- "Математические структурные модели в химии" и "Реакционная способность органических молекул", а также спецкурс "Электронное строение и реакционная способность молекул", читаемый студентам физического факультета. В результате в научной работе факультета удалось создать новое научное направление, в рамках которого уже выполнено и успешно защищено около 10 курсовых работ, 5 дипломных работ и одна кандидатская диссертация.

В результате целенаправленной работы автора и его коллег на химическом факультете ТюмГУ были разработаны и внедрены несколько вариантов учебного плана по специальности 011000 -- Химия, реализующих дедуктивный подход. (В разработке учебных планов принимали участие проф. А.Я. Юффа и проф. Л.П. Паничева, доц. Н.А. Хритохин, а во внедрении их в практику учебной работы -- доц. Н.Н. Лебедева, доц. Г.П. Метелева, доц. Т.Г. Шиблева и др.). Основная цель этой работы заключалась в формировании внутренне согласованного блока дисциплин, обеспечивающих необходимый уровень естественнонаучной подготовки студентов-химиков.

Основным результатом опытной работы над учебным планом по специальности 011000 -- Химия можно считать существенное повышение гармоничности его структуры. Благодаря этому удалось реально решить ряд трудных дидактических и методических проблем, препятствовавших качественной подготовке специалистов-химиков. Можно специально выделить следующие моменты.

1) Последовательно проведено разделение содержания обучения на ядро, которое должно составлять фундаментальную подготовку, и оболочку, которую можно отнести на элективные и специальные курсы. Это позволяет освободить заметную часть учебного времени в ряде курсов из блока ОПД. Примером может служить основной курс органической химии, который к настоящему времени полностью переработан под руководством автора по описанной выше схеме.

2) Упорядочена логическая последовательность изучаемых понятий и методов. Курсы "Строение вещества", "Квантовая механика и квантовая химия", "История и методология химии" читаются во 2 семестре и могут эффективно исполнять свою методологическую роль.

3) Введены курсы "Общая химия" и "Общие вопросы естествознания", которые отсутствуют в типовом учебном плане, но способны и должны играть чрезвычайно важную роль в формировании естественнонаучного мировоззрения и профессиональной личности студента-химика. (В настоящее время эти курсы ведутся за счет часов региональной компоненты)

4) Проведена реструктуризация ряда фундаментальных курсов. В их содержание включены такие принципиально важные для формирования профессиональной личности вопросы, как "цели и задачи химической деятельности", "химия как социальное явление", "критерии и способы оценки химической деятельности", "основные категории, явные и неявные гипотезы, принципы, постулаты, эвристики, методологические принципы", "универсальные общенаучные понятия, модели и методы" и т.д.

Реструктуризация учебных планов и дисциплин, опирающаяся на те же самые принципы, может быть осуществлена и по другим естественнонаучным направлениям -- физике, биологии и др.

Пятилетний опыт обучения по новому учебному плану показывает, что выделение и надлежащая структуризация блока фундаментальных дисциплин значительно повышают эффективность изучения всех остальных дисциплин и качество подготовки в целом. Так, по результатам работы ГАК за период с 1998 до 2003 г. значительно повысилось качество подготовки специалистов: доля работ, рекомендованных к публикации, поднялась с 29 % до 57 %, а рекомендованных к внедрению -- с 8 % до 15 %, доля дипломов с отличием увеличилась с 4 % до 17 %, доля выпускников, рекомендованных в аспирантуру, выросла с 8 % до 20 %.

Повышение качества подготовки, в частности, подтверждается существенным ростом числа студентов, способных к самостоятельной творческой деятельности. Так, за последние 3 года на факультете были организованы и успешно функционируют три студенческих лаборатории, члены которых принимают участие в выполнении научных исследований, хоздоговоров, успешно выступают на студенческих олимпиадах и научных конференциях разного уровня. Наблюдается заметное увеличение числа научных публикаций и докладов на конференциях с участием студентов. Если в 1998 г. студенты выступали соавторами в 8 % публикаций и 14 % докладов, то в 2002 г. эти показатели составили уже 45 % и 60 % соответственно.

Организация учебного процесса на основе дедуктивного подхода потребовала решения еще одной проблемы -- разработки нового типа учебного пособия, поскольку в традиционных учебниках вопросы, связанные с формированием и применением системы понятий и научного языка практически не затрагиваются. Автором были подготовлены, изданы и внедрены в практику два учебных пособия, направленные на системный анализ химической картины мира, категориально-понятийной структуры химии как науки и как учебной дисциплины и химического языка. Первое из них -- "Химия: основные понятия и термины" (М.: Химия, 2000. 544 с. Тираж -- 1200 экз.), написанное в соавторстве с д.х.н., профессором А.Я. Юффой, рекомендовано УМО высших учебных заведений РФ по педагогическому образованию в качестве учебного пособия для студентов педагогических вузов. Второе пособие -- "Общая химия" (Тюмень: Изд-во ТюмГУ. 2001. 432 с. Тираж -- 1000 экз.), подготовленное в соавторстве с доц. Н.А. Хритохиным и проф. Л.П. Паничевой, имеет гриф "Рекомендовано Советом по химии УМО университетов РФ в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по химическим и нехимическим специальностям".

Важной особенностью этих книг является то, что рассмотрение материала проведено с общехимической, наддисциплинарной точки зрения. Это дает возможность их использования при изучении нескольких химических дисциплин (общей и квантовой химии, неорганической и органической химии, физической и коллоидной химии, кристаллохимии и химии высокомолекулярных соединений), а также для химической подготовки студентов, обучающихся по нехимическим специальностям -- физиков, биологов, медиков, физкультурников и др.

На основе предложенной модели специалиста автором разработана система требований и конкретные методы оценки уровня и качества подготовки специалистов, которые были реализованы в виде: 1) пакетов контрольных заданий для проверки остаточных знаний, проводимой при самообследовании и государственной аттестации, и 2) разработанных по заказу Министерства образования РФ двух пакетов методических материалов "АПИМ (аттестационные педагогические измерительные материалы) по трем основным учебным дисциплинам общепрофессионального цикла специальности 011000 -- Химия" и "Требования к уровню подготовки выпускников вуза в диагностируемой форме по специальности 011000 -- Химия". Качество указанных методических разработок подтверждено независимой экспертизой УМО по химии (1998 г. и 2003 г.), первым местом в конкурсе Минобразования РФ (2001 г.) и их практическим использованием при проведении самообследования в 1998 и 2003 гг. в ходе государственной аттестации ТюмГУ.

ВЫВОДЫ

1. Изменения, происходящие в последнее время в представлениях общества о целях и задачах образования, в характере профессиональной деятельности специалистов-естественников, требованиях к уровню и качеству их подготовки, обусловливают необходимость разработки новой модели (эталона) специалиста, способной выступать в качестве концептуальной основы для всего процесса модернизации системы высшего профессионального образования.

2. Модель специалиста, соответствующая современным требованиям к специалисту и гуманистической образовательной парадигме, должна иметь личностно-деятельностную структуру. С одной стороны, она должна ориентировать весь процесс общей и профессиональной подготовки на формирование и всестороннее развитие личности будущего специалиста, а с другой стороны, полностью учитывать характер и особенности его профессиональной деятельности.

3. Как показано в исследовании, профессионально обусловленная структура личности современного специалиста, отражаемая в его модели, должна включать три основных компонента: а) профессиональный менталитет (система смыслов деятельности, идеалы и ценностные ориентации, направленность, нормы, социально-профессиональный статус), б) профессиональную компетентность (общенаучное и профессиональное мировоззрение, владение структурированной системой общих понятий и их значений, владение профессиональным языком, творческое владение основными видами профессиональных действий, а также специальная, практическая, философско-методологическая, историческая и междисциплинарная подготовки) и в) профессионально важные качества и свойства (абстрактное, системное и экспериментальное мышление, целеустремленность и др.).

4. Деятельностный аспект модели специалиста должен отражать характер основных видов профессиональной деятельности, специфику познавательных и практических задач, умения и навыки, необходимые для их постановки и решения, формулировки и оценки результатов и т.д.

5. Как показывают результаты исследования, успешное решение главных педагогических задач -- формирования личности и освоения профессиональной деятельности -- возможно при условии формирования у будущего специалиста особого, предметно-специализированного способа мышления и средств его реализации -- категориально-понятийной структуры и профессионального научного языка, которые, соответственно, и должны быть центральными и ведущими компонентами содержания обучения.

6. Достижение основных целей профессионального образования, определяемых моделью специалиста, требует применения дедуктивного подхода к построению всего процесса обучения, включая отбор содержания, структурирование учебных планов в целом и отдельных учебных курсов, систему требований к уровню и качеству подготовки.

7. Как показано в исследовании, использование дедуктивного подхода в высшем профессиональном образовании обосновано, с одной стороны, наличием необходимого уровня предварительной подготовки обучаемых (общее или специальное среднее образование), а с другой стороны, ведущей ролью рефлексивно-теоретических форм мышления в формировании личности и опыта профессиональной деятельности у современного специалиста естественнонаучного профиля.

8. Дедуктивный подход соответствует основным теоретическим принципам и законам педагогики и, как показывает обобщенная в данном исследовании практика его применения, может быть эффективным инструментом для решения ряда важных и актуальных педагогических задач, составляющих ядро проблемы модернизации высшего профессионального образования:

а) обеспечение личностного развития обучаемых за счет приобщения к профессиональной культуре, формирования современного научного мировоззрения, профессионального и социального самоопределения, усвоения общечеловеческих и профессиональных ценностей, норм деятельности и критериев оценки ее результатов;

б) повышение качества профессиональной подготовки за счет развития творческих и рефлексивно-критических форм мышления, системного освоения всей иерархической структуры современного естествознания, включая его философские, методологические и исторические основания, междисциплинарные и межуровневые взаимосвязи;

в) обеспечение социальной защищенности и мобильности выпускников за счет фундаментализации образования, что расширяет область их профессиональной компетенции, дает основу для постоянного самообразования и профессионального роста, переподготовки или специализации в новых областях деятельности;

г) повышение эффективности практической организации процесса обучения за счет рационализации учебных планов, согласования содержания учебных дисциплин, экономии учебного времени, новых способов контроля и оценки качества подготовки, более интенсивного использования современных форм и методов обучения.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монографии, учебные пособия и методические разработки

1. Паничев С.А. Дидактические проблемы фундаментальной естественнонаучной подготовки в вузе: Монография. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2003. 184 с.

2. Паничев С.А., Юффа А.Я. Химия. Основные понятия и термины. Учебное пособие. Рекомендовано УМО по педагогическому образованию в качестве учебного пособия для студентов педагог. вузов по спец. 032300 -- Химия. М.: Химия, 2000. 544 с. (авторских -- 450 с.)

3. Паничев С.А., Хритохин Н.А., Паничева Л.П. Общая химия. Учебное пособие. Рекомендовано Советом по химии УМО университетов РФ в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по хим. и нехим. спец.. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2001. 432 с. (авторских -- 220 с.)

4. Паничев С.А., Юффа А.Я., Мильченко Д.В. Методические указания к семинарским и практическим занятиям по курсу органической химии. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 1987. 35 с. (авторских -- 20 с.).

5. Дерябин В.М., Платонова Л.А., Паничев С.А. Задачи прикладного характера по физике. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 1987. 27 с. (авторских -- 9 с.)

6. Паничев С.А.. Программа и методические указания к изучению курса "История и методология химии". Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 1998. 34 с.

7. Паничев С.А. Программа и методические указания к изучению курса "Общие вопросы естествознания". Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 1998. 38 с.

8. Паничев С.А. Учебные программы по специальности 011000 - Химия. Обязательные дисциплины. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 1998. 101 с.

9. Паничев С.А. Учебные программы по специальности 011000 - Химия. Курсы по выбору и. спецкурсы. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 1998. 101 с.

10. Беляцкий М.К., Лебедева Н.Н., Паничев С.А. Строение органических соединений. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 1999. 52 с. (авторских -- 24 с.)

11. Беляцкий М.К., Лебедева Н.Н., Паничев С.А., Паничева Л.П. Органические реакции. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2000. 46 с. (авторских -- 24 с.)

12.Паничев С.А., Хритохин Н.А. Паничева Л.П. АПИМ (аттестационные педагогические измерительные материалы) по трем основным учебным дисциплинам общепрофессионального цикла специальности 011000 -- Химия / Научный отчет по гранту Минобразования (контракт № 487 от 20.12.2001). Тюмень, 2001. 147 с. (авторских -- 50 с.)

13. Паничев С.А., Хритохин Н.А. Паничева Л.П. Требования к уровню подготовки выпускников вуза в диагностируемой форме по специальности 011000 -- Химия / Научный отчет по гранту Минобразования (контракт № 502 от 20.12.2001). Тюмень, 2001. 78 с. (авторских -- 45 с)

14. Деревнина А.Ю., Паничев С.А. и др. Положение о текущей и промежуточной аттестации студентов и слушателей ТюмГУ и его филиалов. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2002. 25 с. (авторских -- 2 с.)

15. Паничев С.А. Математические модели в курсах "Строение вещества" и "Квантовая механика и квантовая химия". Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2003. 44 с.

16. Паничев С.А. Физические модели в курсах "Строение вещества" и "Квантовая механика и квантовая химия". Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2003. 48 с.

17. Паничев С.А., Лебедева Н.Н., Метелева Г.П. Органический практикум. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2004. 54 с. (авторских -- 25 с.)

18. Паничев С.А. Программа преддипломной практики по специальности 011000 -- Химия. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2004. 10 с.

Статьи

19. Yuffa A.Ya., Panichev S.A. Heterogeneous Metal Complex Catalysis. In “Handbook of Heat and Mass Transfer”. Galf Publ. Co., Houston, USA, 1990. Vol. 4. P. 373-446. (авторских -- 50 с.).

20. Паничев С.А., Шигабаева Г.Н., Дьячков С.А., Чупаева Н.В. Векторно-полевые характеристики в описании кинетики химических реакций // Вестник ТюмГУ, 1998. № 2. С. 104-111. (авторских -- 5 с.)

21. Паничев С.А. Студенческие олимпиады и обучение химии в высшей школе / Сб. статей "Студенческие олимпиады в современной высшей школе". Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2001. С. 47-55.

22. Паничев С.А., Хритохин Н.А., Лебедева Н.Н. Проблемы организации и проведения студенческих олимпиад по химии / Сб. статей "Студенческие олимпиады в современной высшей школе". Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2001. С. 55-62 (авторских -- 4 с.)

23. Ермакова Н.А., Лебедева Н.Н., Паничев С.А., Хритохин Н.А. Опыт подготовки заданий для студенческих химических олимпиад / Сб. статей "Студенческие олимпиады в современной высшей школе". Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2001. С. 62-75 (авторских -- 4 с.).

24. Паничев С.А., Шигабаева Г.Н., Чупаева Н.В. Модель пространства состояний в химии. // Российский химический журнал (Ж. Рос. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева), 2001. т. 45. № 1. с. 16-28. (авторских -- 10 с.)

25. Паничев С.А., Хритохин Н.А., Паничева Л.П. Модель специалиста как основа оценки качества подготовки выпускников-химиков / В сб. "Качество высшего профессионального образования в начале XXI века". Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2002. С. 89-95 (авторских -- 3 с.).

26. Паничев С.А. Уровень фундаментальной подготовки в высшем профессиональном химическом образовании / В сб. "Качество высшего профессионального образования в начале XXI века". Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2002. С. 95-99.

27. Юффа А.Я., Паничев С.А. Проблемы и перспективы высшего химического образования // Российский химический журнал (Ж. Рос. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева), 2003. Т. 47. № 2. С. 93-99 (авторских -- 5 с.).

28. Паничев С.А. Новые подходы в профессиональной подготовке специалистов-химиков // Вестник ТюмГУ, 2003. № 4. С. 187-192.

29. Паничев С.А. Профессиональный язык как учебная дисциплина // Вестник ТюмГУ, 2004. № 2. С. 195-201.

30. Паничев С.А. Дидактическая роль модели специалиста / В сб. "Модель специалиста XXI века в контексте модернизации высшего образования". Ч. I.Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2004. С. 145-149.

31. Паничев С.А. Паничева Л.П., Хритохин Н.А. Модель специалиста в высшем образовании естественнонаучного профиля / В сб. "Модель специалиста XXI века в контексте модернизации высшего образования". Ч. I. Тюмень: Изд-во ТюмГУ. 2004. С. 26-31 (авторских -- 3 с.).

32. Паничев С.А. Математические модели в профессиональной подготовке химиков // Образование и наука. Изв. УрО РАО, 2004. № 5. С. 30-36.

33. Паничев С.А. Кирсанов Я.В. Потенциалы векторных полей как параметры кинетических моделей // Вестник ТюмГУ, 2004. № 3. С. 19-23 (авторских -- 3 с.).

34. Паничев С.А. Дедуктивный принцип обучения в высшем естественнонаучном образовании // Педагогика, 2004. № 8. С. 18-27.

Тезисы докладов на конференциях

35. Паничев С.А., Хритохин Н.А. Курс общей химии как основа новой концепции химического образования // Матер. Всеросс. конф. "Инновационные процессы в образовании". Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 1997. Ч. 2, С. 79-80. (авторских -- 1 с.)

36. Паничев С.А., Хритохин Н.А. Пакетная технология обучения на химическом факультете. // Матер. Всеросс. научно-метод. конф. "Новые технологии в университетском химическом образовании". Барнаул: Изд-во АлтГУ, 1999. С. 56-59. (авторских -- 2 с.)

37. Ермакова Н.А., Лебедева Н.Н., Паничев С.А., Хритохин Н.А. Организация студенческих химических олимпиад // Труды Всеросс. научно-педагог. конф. "Процессы обновления в естественнонаучном образовании". Красноярск: Изд-во КГУ, 1999. Т.2. С. 18. (авторских -- 0, 5 с.)

38. Юффа А.Я., Паничев С.А. Перспективы высшего химического образования // Тезисы докл. научно-практ. конф. "Наука и прогресс -- 2002". Тюмень, 2002. С. 24-25 (авторских -- 1 с.).

39. Паничев С.А., Шигабаева Г.Н. Операторный метод в описании кинетики сложных химических реакций // Тезисы докл. 3-го Сибирского конгр. по прикл. и индустр. математике (ИНПРИМ-98). Новосибирск: Изд-во Ин-та математики СО РАН, 1998. Часть IV. С. 80 (авторских -- 0, 5 с.).

40. Паничев С.А., Шигабаева Г.Н. Метод траекторных карт в описании кинетики сложных химических реакций // Труды 11 Межд. научн. конф. "Математические методы в химии и технологиях". Владимир, 1998. Т. 1. С. 50-51 (авторских -- 1 с.).

41. Паничев С.А., Чупаева Н.В., Дьячков С.А. Модель векторного поля в описании химических реакций // Труды 11 Межд. научн. конф. "Математические методы в химии и технологиях". Владимир, 1998. Т. 1. С. 59-60 (авторских -- 1 с.).

Размещено на Allbest.ru