Размещено на http://www.allbest.ru/

Принцип непрерывной проблемности в преподавании в высшем учебном заведении

Григорова Е.Н.

В статье предлагается принцип непрерывной проблемности в преподавании в высшем учебном заведении, который позволяет, при наличии базовых знаний и сформированного в сознании студентов алгоритма мышления разработчика средств измерения, сформировать умения формулировать и решать творческие задачи в области измерительной техники на уровне модернизации и изобретательства. Применение метода непрерывной проблемности существенно увеличивает количество лекций проблемной направленности, повышает активность студентов, создает благоприятные условия для развития и реализации творческих способностей студентов. модернизация изобретательство измерительный преподавание

У статті пропонується принцип безперервної проблемності у викладанні у вищому навчальному закладі, який дозволяє, за наявності базових знань і сформованого в свідомості студентів алгоритму мислення розробника засобів вимірювання, сформувати уміння формулювати і вирішувати творчі задачі в галузі вимірювальної техніки на рівні модернізації і винахідництва. Застосування методу безперервної проблемності істотно збільшує кількість лекцій проблемної спрямованості, підвищує активність студентів, створює сприятливі умови для розвитку і реалізації творчих здібностей студентів.

The principle of continuous problem in teaching in higher educational establishment, which allows, is offered in the article, at presence of base knowledges and algorithm of thought of developer of measuring facilities formed in consciousness of students, to form abilities to formulate and decide creative tasks in area of measuring technique at the level of modernization and invention. Application of method of continuous problem substantially multiplies the amount of lectures of problem orientation, promotes activity of students, creates favourable terms for development and realization of creative capabilities of students.

Постановка проблемы. Общество за всю историю своего развития накопило значительный потенциал для полного раскрытия и реализации человеческой сущности. Однако следует отметить, что традиционная система образования до сих пор содействовала развитию рационализма, веры в линейный процесс и абсолютную истинность науки. Она была в основном повернута назад, в прошлое знание.

Функции преподавателя и обучаемого в традиционной парадигме ясны и воспроизводимы, ограничен круг включаемых при этом в работу психических процессов обучающегося (технология традиционного обучения не предусматривает включения в работу реконструктивного мышления обучающегося) [7].

Анализ кризисов образования привел сегодня к пониманию необходимости разработки новой образовательной парадигмы, направленной, прежде всего, на развитие духовности и творческой сущности человека. При этом главной задачей образовательной практики становится не только обучение законам природы и общества, но и помощь в деятельном овладении гуманистической методологией творческого преобразования мира. С такой задачей может справиться только инновационное образование. Инновационное обучение трактуется как ориентированное на формирование готовности личности к быстро наступающим переменам в обществе, готовности к неопределенному будущему за счет развития способностей к творчеству [7].

Развитие творческих способностей и ранее неоднократно провозглашалось в качестве целевой установки образования. Но, как известно, такая цель не достигалась практически, так как система образования подавляла, купировала творческий потенциал человека.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что в высшей профессиональной школе необходимо применять инновационные педагогические технологии, которые направлены на развитие творческих способностей обучаемых.

Анализ последних исследований и публикаций. В современной педагогической науке и в мировом образовании на всех его уровнях представлен широкий спектр инноваций. Это такие инновационные технологии: проблемное обучение, модульное обучение, контекстное обучение, адаптивная модульно-рейтинговая технология обучения, виртуальное обучение (как высшая форма дистанционной технологии) [7], обучение в сотрудничестве, метод проектов, разноуровневое обучение, «Портфель ученика» [8]. Также большой интерес представляют системные педагогические технологии: «Дом свободного ребенка» М. Монтессори, «Йена-план-школа» П. Петерсена, антропософские школы Р. Штэйнэра, «Школа успеха и радости» С. Фрэнэ, «Школа для жизни через жизнь» Ж.-О. Дэкроли, «Школа диалога культур» В.Библера, технологии развивающего обучения (технология развивающего обучения Л. Занкова, технология личностно-развивающего обучения Ельконина-Давидова). К модульным и локальным инновационным педагогическим технологиям относятся: технологии раннего обучения М.Зайцева, технологии раннего обучения Г. Домана, технология развития творческой личности Г. Альтшуллера, технология физического воспитания детей М. Ефименко [2].

Из всех перечисленных инновационных педагогических технологий для развития творческих способностей студентов при обучении их техническим дисциплинам, на наш взгляд, наилучшим образом подходит проблемное обучение.

Проблемное обучение возникло во многом как попытка преодолеть главный недостаток традиционного обучения, который эксплуатирует в основном память человека («школа памяти») и фактически исключает возможности его мыслительной активности.

Проблемное обучение представляет собой способ организации активного взаимодействия субъектов образовательного процесса (обучающихся) с проблемно представленным содержанием обучения [7]. Стержневым понятием в таком обучении является проблемная ситуация, с помощью которой моделируются условия исследовательской деятельности обучающихся. Как показано во многих психологических экспериментах (Т.Кудрявцев, А. Матюшкин, М. Махмутов, С. Рубинштейн и др.), проблемная ситуация обусловливает порождение познавательной мотивации и мышления обучающегося, направленного на поиск, «открытие» и овладение субъективно новым знанием [3, 4, 5, 6].

Проблемное обучение предполагает реализацию принципа проблемности:

- в содержании учебного материала;

- в процессе его развертывания в учебной деятельности.

Содержание проектируется преподавателем не в виде задач (заданий), решаемых (выполняемых) по предложенному им же образцу (способу, алгоритму), а в виде системы учебных проблем, которые отражали или отражают реальные противоречия науки, практики и самой учебной деятельности.

Процесс обучения строится как диалогическое общение и взаимодействие, при котором студенты личностно интеллектуально и социально активны и инициативны, заинтересованы в суждениях друг друга, дискутируют по поводу выдвигаемых гипотез, отстаивают свои точки зрения, совместно выбирают наиболее обоснованные варианты решения проблемной ситуации. В отличие от учебной задачи, предусматривающей обычно единственный алгоритм решения и один вариант ответа, разрешение проблемной ситуации может идти разными путями и приводить к разным вариантам решения, каждый из которых может быть правильным в соответствии с выбранным критерием.

Практика применения «традиционных» проблемных занятий (в основном лекций и практических) на кафедре «Креативной педагогики и интеллектуальной собственности» УИПА показала, что:

- информационная база каждого из проблемного занятия предельно конкретизирована;

- информационные базы всех проблемных занятий практически не связаны общей целью и идеологией мышления, а поэтому подготовка к ним требует значительных затрат времени (в 2- 2,5 раза превышающих затраты времени на подготовку к непроблемному занятию);

- каждое последующее «традиционное» проблемное занятие не базируется, как правило, на знаниях и умениях предыдущего, не формирует и не закрепляет в сознании студентов комплексного подхода к решению практических задач дисциплины и специальности;

- достаточно часто «традиционные» проблемные занятия имеют недостаточную связь со специализацией и поэтому не способствуют формированию знаний и умений будущего специалиста;

- недостаточно эффективно используется системный подход при постановке и решении проблемных задач.

С целью устранения недостатков «традиционных» проблемных занятий нами сформулированы следующие предложения.

1. Для того чтобы сократить время, затрачиваемое на подготовку преподавателя и студентов к проблемным лекциям, необходимо, чтобы базовые знания давались не на каждую лекцию в отдельности, а на цикл лекций, то есть, все лекции должны базироваться на основе единой предельно обобщенной информации. Для этого в учебном материале дисциплины должна быть выявлена базовая информация, на основе которой осуществляется объяснение учебного материала последующих лекций.

2. На лекционных (практических) занятиях необходимо создать такие условия, чтобы студенты не получали новые знания в виде готовой информации, а, по возможности самостоятельно, добывали эти знания. Для этого перед студентами постоянно должны ставиться проблемные задачи. Проблемные задачи должны ставиться перед студентами непрерывно, быть тесно связаны со специализацией, и решаться на уровне мышления специалиста-разработчика. Следовательно, возникает необходимость в разработке алгоритма мышления специалиста при решении проблемной задачи.

3. Каждое последующее проблемное лекционное (практическое) занятие должно базироваться на знаниях и умениях предыдущего. В этом случае знания и умения неоднократно повторяются, что способствует лучшему закреплению учебного материала.

4. Необходимо использовать системный подход к анализу и решению проблемных задач.

Сформулированные предложения по устранению некоторых недостатков «традиционных» проблемных занятий реализованы нами в практике обучения, и получили название принципа непрерывной проблемности в преподавании в высшем учебном заведении [1].

Постановка задачи. Сформулировать основные положения принципа непрерывной проблемности в преподавании в высшем учебном заведении, который позволяет минимизировать перечисленные недостатки «традиционного» проблемного занятия и существенно увеличить количество лекций проблемной направленности.

Изложение основного материала. Сущность принципа непрерывной проблемности в преподавании в высшем учебном заведении предлагается рассмотреть на примере формирования творческих умений у будущих инженеров-педагогов при изучении дисциплины «Метрология, электрические и технологические измерения».

Реализация принципа непрерывной проблемности в преподавании дисциплины «Метрология, электрические и технологические измерения» осуществляется в три этапа (рис. 1).

Этап формирования базовых знаний для решения творческих задач.

Этап формирования базовых знаний включает в себя:

- выявление в учебном материале дисциплины «Метрология, электрические и технологические измерения» аналогичности и повторяемости учебной информации;

- разработка структурных схем приборов прямого и непрямого действия;

- представление студентам основных базовых знаний, необходимых для решения творческих задач.

Рис. 1 Этапы реализации принципа непрерывной проблемности в преподавании дисциплины «Метрология, электрические и технологические измерения»

С целью выявления в учебном материале аналогичности и повторяемости был проанализирован и структурирован учебный материал раздела «Технологические измерения». В результате анализа сделан вывод, что все средства измерения можно разбить на две группы (рис. 2).

Приборы прямого действия - приборы, работающие с использованием энергии контролируемой среды (например, термометры, манометры, уровнемеры поплавковые и т.д.).

Приборы непрямого действия - приборы, работающие с использованием внешней энергии (электрической, пневматической, гидравлической).

Для каждой группы приборов выявлены функциональные аналоги, которые можно систематизировать по выполняемым функциям.

На основе классификации средств измерения были разработаны структурные схемы приборов прямого и непрямого действия. Они имеют следующий вид (рис. 3, 4).

На этапе формирования базовых знаний (первое лекционное занятие) преподаватель объясняет назначение всех структурных элементов. Структура для всех приборов прямого и непрямого действия остается неизменной, т.е. обязательно наличие всех структурных элементов. Изменяться может только содержание. Например, каким будет чувствительный элемент, зависит от измеряемого параметра, диапазона измерения этого параметра и свойств измеряемой среды.

На этапе формирования базовых знаний (первое лекционное занятие) преподаватель объясняет назначение всех структурных элементов. Структура для всех приборов прямого и непрямого действия остается неизменной, т.е. обязательно наличие всех структурных элементов. Изменяться может только содержание. Например, каким будет чувствительный элемент, зависит от измеряемого параметра, диапазона измерения этого параметра и свойств измеряемой среды.

Этап формирования мышления разработчика средств измерения.

Этап формирования мышления разработчика средств измерения включает в себя:

- разработку алгоритма мышления разработчика средств измерения при проектировании новых средств измерения;

- представление студентам алгоритма мышления разработчика средств измерения;

- изложение учебного материала дисциплины с использованием алгоритма мышления разработчика.

Всякая работа, в том числе и творческая, выполняется по какому-либо алгоритму [2].

В результате анализа результатов творческих работ (описаний изобретений, рационализаторских предложений и т.д.) нами сделан вывод, что изобретатели выполняют ряд последовательных действий при разработке средств измерения. Поэтому для сокращения времени на выполнение стандартных (обязательных) этапов творческой (изобретательской) работы в сознании студентов необходимо сформировать алгоритм мышления разработчика средств измерения.

Предлагаемый нами алгоритм мышления разработчика средств измерения при разработке новых средств измерения содержит следующую последовательность действий:

1. Определение метода, лежащего в основе принципа действия средства измерения (прибора).

2. Вывод рабочей формулы средства измерения.

3. Разработка вариантов чувствительного элемента (ЧЭ), соответствующих заданным требованиям.

4. Разработка (выбор) вариантов остальных структурных элементов прибора прямого или непрямого действия (средства передачи сигнала ЧЭ к указателю, измерительной схемы, устройства I, R, C и т.д.).

5. Выбор функций прибора, выбор или разработка устройств, реализующих эти функции.

6. Выбор конструктивных элементов прибора (указатель, шкала, корпус).

На этапе формирования мышления разработчика средств измерения преподаватель на одном примере объясняет, как из приведенных структурных элементов можно спроектировать прибор, т.е. преподаватель представляет алгоритм мышления разработчика средств измерения. При этом решаются типовые задачи по разработке средств измерения.

Студент должен усвоить алгоритм мышления разработчика средств измерения на теоретическом и конструкторском уровне. На теоретическом уровне студент должен, подражая мышлению разработчика, выбрать закон, который лежит в основе метода измерения и преобразовать аналитическую или графическую зависимость в рабочую формулу. На конструкторском уровне студент должен предложить конструкцию датчика (первичного преобразователя), который реализует рабочую формулу.

В соответствии с данным алгоритмом расширяется кругозор студентов в области конструирования (разработки) приборов (средств измерения):

- студенты представляют этапы разработки средств измерения с начала до конца;

- понимают содержание каждого из этапов;

- представляет структуру прибора;

- осознают последовательность элементов, их взаимосвязь, их функции;

-при необходимости студент может заменить любой из элементов более совершенным;

- студент может расширять функциональные возможности прибора.

Но в данном случае студент все равно действует по образцу (алгоритму мышления разработчика средств измерения).

Однако, если найти в разработанном (или в существующем) средстве измерения недостаток, то указанную задачу студенты даже коллективно решить не могут. Они просят показать новый алгоритм мышления, связанный с устранением недостатков приборов.

Этап формирования умений решать творческие задачи в области измерительной техники.

Этап формирования умений решать творческие задачи включает в себя:

- разработка алгоритма мышления разработчика средств измерения при усовершенствовании (модернизации) средств измерения;

- представление студентам алгоритма мышления разработчика средств измерения при усовершенствовании средств измерения;

- решение творческих (проблемных) задач по устранению недостатков средств измерения.

Реконструктивное мышление студентов наилучшим образом проявляется при выявлении и устранении недостатков средств измерения.

Недостатки в приборах возникают потому, что разработчик мыслил не системно, то есть он не учитывал все факторы, которые могут привести к возникновению недостатков.

Недостатки прибора могут возникнуть, когда разработчик ошибся:

1. При выборе формулы метода измерения или ее преобразовании.

2. При конструировании датчика, реагирующего на изменение измеряемого параметра.

В процессе разработки средства измерения необходимо выбрать такой метод измерения, по рабочей формуле которого датчик будет реагировать только на значение или изменение контролируемого параметра, но не будет реагировать на изменение всех других параметров в зоне контроля.

Если такого метода не существует, то необходимо:

1. Определить область использования, в границах которой дополнительная погрешность измерений, вызванная изменением неконтролируемых параметров, будет допустимой, и датчик не будет терять работоспособность.

2. Стабилизировать неизмеряемые параметры, влияющие на значение дополнительной погрешности измерения.

3. Выбрать такие конструктивные параметры датчика, при которых дополнительные погрешности меньше допустимых значений.

4. Разработать такую конструкцию датчика, который будет реагировать только на значение и изменение контролируемого параметра.

Поэтому нами был разработан алгоритм мышления разработчика при усовершенствовании (модернизации) имеющихся средств измерения, который содержит следующую последовательность действий:

1. Определение недостатков прибора и значимости недостатков.

2. Определение причин возникновения недостатков прибора.

3. Анализ причин и выявление первопричин возникновения недостатков.

4. Предложение методов устранения первопричин возникновения недостатков.

5. Разработка прибора с устройством, которое устраняет недостатки.

Данный алгоритм указывает направленность мышления, но он не является подсказкой на всех этапах деятельности.

На практических занятиях, используя алгоритм мышления разработчика при усовершенствовании средств измерения, анализируются средства измерения с позиции достоинств и недостатков. Студенты при консультационной поддержке преподавателя пытаются определить, где разработчик в процессе мышления допустил ошибку, и пытаются ее исправить на уровне логики мышления, преобразования рабочей формулы, усовершенствования конструкции прибора. При этом студенты активно участвуют в усвоении новых знаний, так как преподаватель постоянно задает проблемные вопросы.

Решение предлагаемых творческих задач может быть на уровне рационализаторских предложений и изобретений. Поэтому от занятия к занятию возникает возможность повышать уровень формируемых творческих умений.

Желательно, чтобы в качестве иллюстрационного материала на лекциях присутствовали плакаты со структурными схемами приборов и алгоритм мышления разработчика средств измерения.

Выводы

В результате применения принципа непрерывной проблемности в преподавании дисциплины «Метрология, электрические и технологические измерения» на кафедре «Креативной педагогики и интеллектуальной собственности» УИПА установлено:

- студенты в достаточном объеме получают базовые знания, необходимые для решения творческих задач, при этом указанные знания непрерывно повторяются и расширяются;

- в сознании студентов в процессе проведения проблемных занятий формируется алгоритм мышления разработчика средств измерения (конструкция любого средства измерения студентами рассматривается с позиции его разработчика);

- наличие базовых знаний и сформированного в сознании студентов алгоритма мышления разработчика средств измерения позволяет решать в процессе учебных занятий творческие задачи на уровне рационализаторских предложений и даже изобретений;

- выделение базовых знаний и разработка алгоритмов мышления разработчика средств измерения позволяет на их основе перейти к проблемному обучению, широко используя в учебном процессе проблемные ситуации, предлагая варианты модернизации и усовершенствования средств измерительной техники.

Перспективы дальнейших исследований. Преподаватели, которые заинтересуются и будут использовать в своей педагогической деятельности предлагаемый принцип непрерывной проблемности, должны быть изобретателями в области измерительной техники, что может вызвать некоторое ограниченное применение данного метода. Поэтому планируется разработать и издать сборник задач, который будет содержать творческие (проблемные) задачи, решение которых может соответствовать уровню рационализаторских предложений и изобретений.

Литература

1. Григорова Е.Н., Дубовец А.Н. Метод непрерывной проблемности// XXXIX науково-практична конференція науково-педагогічних працівників, науковців, аспірантів та співробітників академії. - Харків: УІПА, 2006.- С. 36.

2. Дичківська І.М. Інноваційні педагогічні технології. - Київ: Академвидав, 2004.- 351с.

3. Кудрявцев В.Т. Проблемное обучение: истоки, сущность, перспективы. - М.: Знание, 1991.

4. Матюшин А.М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. - М.: Педагогика, 1992.

5. Махмудов М.И. Организация проблемного обучения. - М.: Педагогика, 1997.

6. Махмудов М.И. Проблемное обучение. Основные вопросы теории. - М.: Педагогика, 1975.

7. Морозов А.В., Чернилевский Д.В. Креативная педагогика и психология. - М.; ООО «Академический проект», 2004. - 260с.

8. Новые педагогические и информационные технологии в обучении/ Под ред. Е.С. Полат. - М.; Академия, 2000. - 271с.

Размещено на Allbest.ru