автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Комплексные задания как средство формирования умения решать инженерные задачи в курсе общей физики ВТУЗа

Автореферат диссертации по теме "Комплексные задания как средство формирования умения решать инженерные задачи в курсе общей физики ВТУЗа"

КОМПЛЕКСНЫЕ ЗАДАНИЯ КАК СЩДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ УМЕНИЯ РЕШАТЬ ИНЖЕНЕРШ! ЗАДАЧИ . В КУРСЕ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ВТУЗА

13.00.02 - методика преподавания физики

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени-кандидата педагогических наук

На тграпах рукописи УДК 53 (077.7)

.ЛАРИОНОВА Галина Александровна

На правах рукописи УДК 53 (077.7)

.ЛАРИОНОВА Галина Александровна

КОМПЛЕКСНЫЕ ЗАДАНИЯ КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ УМЕНИЯ ШИТЬ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗАДАЧИ . В КУРСЕ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ВТУЗА

13.00.02 - методика преподавания физики

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени-кандидата педагогических наук

Работа выполнена в Челябинском государственном педагогическом институте

Научный руководитель - доктор педагогических наук, профессор, H.H. ТУлькибаева

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук,

профессор М,С. Свирский; кандидат педагогических наук ' U.A. Драпкин

Ведущая организация - Свердловский инженерно-педагогический институт

Защита состоится 18 декабря 1991 тода в 15 часов на заседании специализированного совета К 113.13.03 по присуждении ученой степени кандидата педагогических наук при Челябинском государственном педагогическом институте /454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 69, вуд. 429/

С диссертацией мох но ознакомиться в читальном зв.ле библиотеки института.

Автореферат разослан "<?J_ 4 fZt' 'м i/loL- 1991 грда

Ученый секретарь специалмяированногоС^__^^___^ ----—* '

совета В,Д. Хомутский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Современный темп и уровень развития техники и ез производства предопределяет требования и качеству профессиональной подготовки инженеров, характеризующемуся ' уровнем овладения деятельностью по решению профессиональны? задач, требующих динамичных знаний, творчества.

Сложившаяся модель учебного процесса во втузах- ориентированч,. главным образом, на формирование устойчивой, статической систем» знаний, репродуктивного типа деятельности. В результате выпускники не умеют ставить и решать задачи в профессиональной практике. Одной из причин низкого качества профессиональной подготовки следует считать слабую связь, отрчв изучения фундаментальных дисциплин от' специальных, противоречие между обособленным характером усвоения знаний отдельных наук и необходимость»! комплексного их применения в инженерной деятельности.

Порышение оффективности знаний физики для инженера основывается на концепции непрерывной профессиональной подготовки, связано с необходимостью формирования умения осуществлять деятельность по их применению в постановке и решении инженерно-технических задач нч первом курсе.

Проблема нашего исследования состояла в анализе причин несоответствия качества профессиональной подготовки выпускников втузов требуемому, оцениваемому по готовности к деятельности по решению инженерно-технических задач и в выявлении путей их устранения.

В диссертациях М.А. Драпкина, Р.П. Фоминых, Н.И. Резник, В.А. Дайбова, H.A. Клещевой и других исследователей разработаны отдельные аспекты проблемы. Оценивая по достоинству важность этих работ, следует, однако, отметить, что в них не ставится задача и не исследуется возможность формирования у студентов I куреэ втуза готовности к деятельности, связанной с решением инженерно-технических задач, не конкретизированы требования к составлению практических заданий, в процессе выполнения которых формируется профессиональные умения. Поэтому нами было признано необходимым дальнейшее совершенствование обучения физике по втузах на основе современных требований, разрабатываемых квалификационных характеристик инженеров.

Как известно, большое значение в формировании умения сгуппсл-влять ту или иную деятельность принадлежит решение проблем, выполнению заданий для самостоятельной работы учащимися.

В ныне действующих сборниках задач, в учетных и методических пособиях нет заданий, ориентированных на формирование у студентов готовности к деятельности по применению знаний в решении инженерно-технических оадач. Учитывая важность решения проблемы формирования у студентов втузов умения решать инженерно-технические зада-.чи и недостаточную её разработанность применительно к изучению курса физики, мы в своей работе ставили следущие цели :

1. Повысить действенность знаний по курсу общей физики в про--фессиональной деятельности инженера, о(ЭДективноеть обучения физике во втузах.

2. Исследовать характер взаимосьяги содержания, состава, струк^ры заданий для самостоятельной работы, их систематиэирутщей связи как средств формирования умения решать инженерно-технические

■ задачи в курсе общей физики втуза.

. Объект исследования - процесс организации самостоятельной работы студентов по курсу общей физики.

Предмет исследования - методика формирования у студентов технического' вуза умения решать инженерно-технические задачи в ходе самостоятельных работ в курсе общей физики.'

Поскольку нормативные цели профессиональной подготовки студентов I курса втуза еще не разработаны, мы решали задачу оптимизации формирования умения решать инженерно-техниуеские задачи в курсе общей физики по их склонностям и способностям к инженерному творчеству, поиска соответствувдцей оптимальной методики.

По мнению психологов П.Я. Гальперина, Н.Ф. Талызиной, начальный этап становления деятельности связан с формированием её ориентировочной основы действий (00Д). Поэтому была выдвинута следующая гипотеза: эффективность обучения физике в процессе профессиональной подготовки студентов повысится, если у них будет сформирована 00Д по применению знаний физики в деятельности по решению инженерно-технических задач в соответствии с индивидуальными склонностями и способностями к инженерному творчеству и характером их развития. Это предположение оснойано на представлении деятельности по решгни«1 инженерно-технических задач как единства алгоритмических и эвристических процессов, системы из двух множеств действий -- инвариантных (00Д1 и вариативных и возможности формирования одних на основе других.

Основные задачи работы: ■ ■

I. Изучить сйстояние проблемы в теории и практике обучения.

2. Определить об'пче характеристики деятельности инженера . по решению инженерно-технических задач с применением физики.

3. Определить и обосновать содержание, структуру, ряды комплексны* заданий, установить характер их системообразующей связи,-способы её развертыиания.

4. Разработать систему задоний по курсу общей физики, наиболее полно влияющих на формирование умения решать ин*ен<?рно-то*ни-.. ческие задачи у студентов втуза с разными склонностями и способностями к инженерному творчеству и характером их развития.

5. Установить связь содержания комплексных задании с уровнем сформированное™ умения применять знания по физике для постановки и решения инженерно-технических задач.

6. Разработать' и обосновать методику формирования умения решать инженерно-технические задачи в соответствии со склонностями и способностями студентов к инженерному творчеству и характером их развития.

7. На основе педагогического эксперимента определить эффективность комплексных заданий, разработанной методики в учебном процессе втуза.

Независимые переменные - состав, структура, виды комплексных' задоний, их системообразующая связь.

Зависимые геременные - уровень сформированное™ умения решать инженерно-технические задачи и готовность к инженерной деятельности, связанной с применением физики и математики.

Для решения поставленных в работе задач использовались следующие методы исследования:

- анализ научной, психолого-педагогической литературы, государственных документов о задачах, стоящих перед высшей школой, методических материалов и программ по физике, математике и споци-алыгьш дисциплинам, публикаций по теме исследования с цель« изучения её актуальности;

- экспертный опрос специалистов (преподавателей, инженеров различных специальностей)., анкетирование, тестирование студентов, наблюдения,-самонаблюдения за деятельностью по решению инженерно-технических задач;

- моделирование методики, экспериментальной системы комплексных заданий;

- педагогический эксперимент с целью проверки эффективности разработанной методики;

- статистические методы обработки результатов экспериментов.

Методологическая основа исследования: диалектический анализ и синтез целого, системный подход; психологическая концепция дея-тельностного подхода к обучению, теория поэтапного формирования умственных действий, психология индивидуальных различий; теория формирования обобщенных умений и навыков, разработанная A.B. Усо-.вой, психолаго-педагогическая теория обучения учащихся решению задач, разработанная Л.М. Фридманом и H.H. Тулькибаеяой.

Научная новизна и теоретическая значимость работы состоит:

- в определении понятия "комплексное задание" для самостоятельной работы студентов в курсе общей физики втуза;

- в разработке способов развертывания системы комплексных заданий, способствуем*'поэтапному формированию указанного умения у студентов втузов с учетом их индивидуальных склонностей и способностей к инженерному творчеству и характера их развития;

- в определении ориентировочной основы действий (ООД^ по решению шгженерно-технических задач с применением физики и математики, которая может быть использована на начальном этапе профессиональной пЬдготовки;

- в определении понятия "готовности к применению знаний физики в инженерной деятельности";

- в разработке методики формирования умения решать инженерные задачи в курсе общей физики втуза.

Практическая значимость состоит в разработке и обосновании:

1. Системы комплексных заданий производственного содержания, дидактического и методического материала по физике.

2. Требований и рекомендаций к составлению комплексных заданий по курсу общей физики.

3. Рекомендаций для студентов по выполнению заданий.

На защиту выносятся:

1. Методика формирования умения решать инженерно-технические задачи в курсе общей физики втуза.

2. Система комплексных заданий по разделу "Электромагнетизм" как вариант оптимальной методики формирования умения решать инженерно-технические задачи в курсе общей физики у студентов втуза

в соответстрии с их склонностями и способностями к инженерному творчеству и характером их развития. .

3. Требования и рекомендации к составление комплексных заданий.

Этап» работы:

1. 1986 - 1938 г.г. - определение актуальности проблемы исследования, обзор научной литературы по её состояние в педагогике, психологии; проведение конетатвдкщего эксперимента по определении сформированное™ умения у с-удентов решать инженерно-технические задачи; изучение обчих характеристик, структуры деятельности инженера по решению профессиональных задач с применением физики и математики путчи анализа литературы и экспертных оценок специалистов; формулирование гипотезы и задач исследования.

2. 19)8 - 1939 г. г. - предварительная теоретическая разработка методики формирования умения ■решчь инженерно-тихничеекпе задачи у студентов I курса в^уза. «-держания, видов, состава, структуры комплексных заданий, проведение пробных экспериментов в курсах общей физики, высшей математики, предварительные выводы.

3. 1939 - 1990 г.г. - уточнение методики формирования умения решать инженерно-технические задачи в. курсе о^щей физики втуза, способа развертывания системы заданий, проведение формирующего он— сперимента и ЧГТУ, обработка результатов, выводи.

4. 1990 - 1991 г.г. - проведение контрольного эксперимента, анализ ого результатов, оформление диссертации.

Апробация материалов исследования осуществлялось в формо публикаций работ в печати и выступлений с докладами на конференциях: в Ленинградском институте текстильной и легкой промышленности (1935 г.^, в Челябинском государственном техническом университете (1983,. 1989 г.г.), в Ленинградском государственном техническом университете (1988 г.), в Московском финансовом институте '1933 г.), в Челябинском государственном педагогическом институте (1990, 1991 г.г.), в Московском станкоинструментальном институте (1990 г Л, на научно-методических семинарах кафедры методики преподавания физики ' 1939-1991 г. г.).

По теме исследования опубликовано II работ, ич ни\ - одно учебное и два методических пособия.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация состоит из вв°дения, трех гл:)р., занлпчення, приложений и библиографии.

В главе I - "Основные дидактические сродства прс^оосионяльно? подготовки студентов в условиях межпредаетных связей фи.'-ики и мг.те матики" с цельно определения содержания профессионально!'. нодго-опки на I курсе втуза осуществлен анализ об'цих характеристик д"лтмыю-сти, связанной с решением инжонерно-техничреких задач. На основа

- а -

его результатов уточнено понятие готовности к применение знаний физики в решении инженерно-технических задач, как интегративного показателя оффекщвности профессиональной подготовки студентов на Г курсе, включающего: профессиональный интерес к знаниям, знания и умения их самостоятельно получать л применять, техническое мышление, творческие способности.

Выделяя этапы обучения во втузе, мы определили роль связи физики и математики на I курсе по влиянию на один из основных компонентов готовности - умение применять знания по физике в решении инженерно-технических задач. Было отмечено, что сложившаяся модель профессиональной подготовки студентов во втузах не позволяет устанавливать на требуемом уровне ме^предиетные связи как по горизонтали (между физикой и математикой), так и по вертикали 'между физикой и специальными дисциплинами). Р результате усвоение знаний физики студентами происходит на низком уровне, не позволяющем им в дальнейшем научиться применять их в решении инженерно-технических задач.

Рассмотрены пути усиления межпредметных связей физики и математики, позволяющие формировать умение комплексного их применения. К ним мы относим систематизация понятий смежных дисциплин, рассмотрение их с единых позиций ''на .уровне определений, обозначений, последовательности изучения и т.д.), применение деятельностного подхода в обучении. Средством реализации данных положений были выбраны комплексные задания. Анализируя определения - задания для самостоятельной работы A.B. Усовой, учебно-исследовательского задания D.H. Андреева, проблемного задания Л.М. Маттшкина, М.И. Мвхмутова, общего понятия задания Г.А. Балла и других, мы определили комплексное задание по курсу об,ч(ей физики втуза как средство организации учебно-профессионального вида деятельности студентои на предметном содержании, включающей самостоятельное решение комплексных 'межпредметны ¡с) качественных или расчетных задач производственного характера). Таким образом, комплексное задание может рассматриваться и itftK средство, и кок форма профессиональной подготовки студентов на I курсе вгуза. В структуру комплексного задания входят комплексные зодччи (качественные или расчетные). На основе определений, понятий задачи, данных п работах Г.А. Балла, Ю.М, Колягина, /'.II. Леонтынн, H.H. Тупькибьевой, A.D. Усовой, ЛД!. Фридмана, А.Ф. Эспулор«! и других авторов нами Рыло выработано определение: кг'ипл'чггнал рвдпчя гп курсу общей физики втуза - вид проблемны"-:

ситуаций произродстренного характера, требующих для их разрешения действий проектирования, эвристического исследования, математического моделирования, самообразовательной деятельности, коллективного творчестве, п результате осуществления которых студенты углубляют физико-математические знания и осваивают способы, сродства профессиональной деятельности по их практическому использованию. Комплексные задании для самостоятельной работы по курсу общей Физики включает студентов в деятельность, имитирупцуч инженерную, в ходе которой они учатся комплексному применению знаний по физик*» и математике в решении инженерно-технических зздач.

Р главе П - "Методика формирования умения решать инженерно-технические задачи в курсе об'це1 физики втуза" осуществлена её разреботко и теоретическое обоснование.

Структуру мыслительной деятельности, связанную и решением инженерно-технических задач, следуя определениям Л.Н. Леонтьева и С. Л. ¡Рубинштейна, [Л1 представили в вире иерархически организованной системы действий, разнообразной по содержанию, месту, занимаемому этими дрМсвиями в ориентировочной основе ^ООД'*. По Л.Н, Леонтьеву проц°сс возникновения и нового мотива, и нового вида деятельности, связанного с ним, происходит р форме сдвигов мотиров слага^цих пИ действий на цели и их осознание. Поэтому мы предполагали, что метив, вызываемый проблемами производственного содержания у студентов , при целенаправленном формировании у них интереса к профессиональным знаниям и умения применять их в решении инженерно-технических задач, постепенно "сдвигается" на цели действий, которым они обучаются, и в результате возникают мстив и деятельность по применению знаний в инженерной практике. В основе становления мыслительной деятельности с денным внутренним строением лепт процессы интериоризяции и экстериоризации внешней деятел.ьности по внутреннюю, открытые и изученные в психологии Л.С. Выготским, П.Я. Гальпериным, Д.В. Элькониннм, Я. Пиаже и другими.

Рассмотренная структура мыслительной деятельности и механизм её возникновения и развития являются общими для л»'."ого из р!; видов. В частности, творческая работа обычно состоит из множества стандартных и эвристических операций, глазной особенностьр мыслительных творческих процессов являете?, иг эвристическая природа. рактерной особенностью внутренней содержательной стороны техцич0'--кого мышления, по Т.В. Кудрявцеву, является связь действий, 0!терг._ ций с техническими понятиями, образом.

Организуя рнеганюю 'учебную) деятельность студентов с целью формирования данной структуры мыслительной деятельности, требуемой инженеру для решения задач с применением физики и математики, ш разработали модель её 00Д (табл. I).

Таблица I.

Действия

Формальные и содержательные операции

I. Изучение проблемы -выявление её физического ' содержания

2. Планирование разрешения проблемы

3, Разрешение выдвинутой проблемы

4. Анализ и контроль решения и полученных результатов

1. Ориентирование - анализ производственной ситуации, выделение её сущности, соотнесение со знаниями по физике,

2. Планирование процесса восприятия списанной ситуации (выделение физических явлений, законов, ограничений),

3. Исполнение - описание проблемной ситуации (запись её математической модели.),

4. Контроль - проверка адекватной модели и ситуации, полноты и простоты модели.

Т. Ориентирование-установление исходных и искомых данных , . '

2. Планирование-выбор математических методов преобразование модели с целью поиска неизвестного, технических средств,

3. Исполнение-формулировка (постановка) физической задачи, запись алгоритма математического метода,

4. Контроль-проверка соответствия фактически определяемых решением физической задачи технических параметров искомым, алгоритма решения.

1. Ориентирование-сопоставление модели и алгоритма, физических и матемршчесних величин,

2. Планирование-запись алгоритма решения физической задачи С программы для ЭВМ) ,

3. Исполнение-ресиние задачи 'с. применением микрокалькуляторов, ЭВМ),

4. Контроль-проверка выполнения предписаний алгоритма.

1. Орчентированип-оапись полученного результата и искомых технических параметров,

2. Плпни]попанив-г-ыбср способа сравнения полученных результатов ч искомых технических параметров,

3. Исполнение-сравнение результатов и искомых технических параметров.

Таблица I (продолжение)

Действия | Формалыме. и содержательные операции

4. Кои^роль-все ли технические параметры определены, все ли результаты получили техническую интерпретацию ?

ПИМЕЧМГИЕ: в ходе мыслительной деятельности действия, операции осуществляется в свернутом виде, их разграничение снижается с повышением уровня умения решать инженерно-технические задачи.

Критериями освоенности деятельности выбраны мера обобщения, развернутости, самостоятельности, осознанности действий.

Уровни сформированное™ 'освоенности) действий:

1 уровень - знания ООД, умения выполнять действия реализующего типа '1,3 по модели С0Д1,

2 уровень - осоэнавания ООД, умения выполнять действия реализующего и управляющего типов '1-4),

3 уровень - устойчивого представления ООД, умения переносить её в ситуации, усложненные элементами реальных производственных 'неполные исходные данные, необходимость самообразовательной деятельности, коллективных обсуждений, использования ЭВМ).

Систему комплексных заданий образовали три их вида: тематическое 'репродуктивное, исполнительское), межматематичпсгое 'частично-поисковое) и уебно-производственное 'эвристическое), предназначенные для формирования умения решать инженерно-технические задачи, соответственно, на 1-ом, 2-ом и 3-ем уровнях. Состав, структура заданий предопределяют сложность деятельности по их выполнению 'уровень самостоятельности, проблемности1. В состав задания, в зависимости от его вида, могут входить компоненты: формулировка темы; цели выполнения; вопросы, задачи для предварительной подготовки по фмзике и математике; качественная или расчетная комплексная задача; план решения задачи 'ООД); указания к решению; справочный материал по специальности; перечень рекомендуемой литературы. Связь между отдельными видами заданий осуществляется на основе поэтапного формирования умственных действий: переход от менее сложных к более сложным заданиям возможен только тогда, когда задания предыдущего уровня освоены, уровень - достигнут, что устанавливается посредством специальных контрольных заданий. Оптимальность методики проявляется в её адаптационных возможностях относительно знаний, склонностей и способностей студентов к инженерному творчеству в их развитии.

С целью проверки эффективности методики была разработана экспериментальная система комплексных заданий по разделу "Электромагнетизм", схема которой представлена на рис. I.

Тематическое задание Т-1 "Магнитный поток" выполняется всеми студентами на основе связи с темами курса высшей математики "Определенный интеграл", "Поверхностные интегралы". Ядро задания - качественная задача 2 производственного содержания, которая требует осмысления и составления указанного алгоритма решения, соотнесения осуществленных действий реализующего типа с планом решения '00Д). Выполнение этих действий предшествует предварительная подготовка по вопросам и задаче I. Отвечая на вопросы, студенты углубляют знание понятия "магнитный поток" до уровня, на котором становится возможным его применение. Они повторяют его определение, существенные признаки, формулы для вычисления в зависимости от характеристик магнитного поля, формулы поверхности, сравнивают формулы: а) магнитного потока Ф вектора магнитной индукции В через ориентированный элемент поверхности (15: б) потока вектора Р- , поверхно-

стного интеграла П рода Г',-)]£¿Г . Они убеждаются, что поверхностный интеграл П рода - математическая модель магнитного потока, который, в свою очередь, может служить физической конкретизацией абстрактного математического понятия "поверхностный интеграл П рода" и мо-кет быть вычислен по его формуле. В ходе решения задачи I осиливается конкретный способ расчета магнитного потока на основе те-пррмм Остроградского-Гоусса для замкнутых поверхностей.

■Учебно производственное задание

Межтематическог задание № I

уровень

Межтемотическое задание № 2

"Тематическое задание № I

П уровень

нет

Т уровень

Рис. I.

По результатам выполнения специальных контрольных заданий, которые приведены в приложениях диссертации, студентам выдавалось либо рнорь тематическое задание Т 2 "Явление электромагнитной индукции", характеризуемое аналогично, либо межтематичесное М I. При этом усвоение понятий оценивалось в ходе собеседований, на консультациях.

Задание М I требует применения знаний тем "Явление электромагнитной индукции" и "Работа, мощносъ электрического тона" - более сложное, в нем нет уже вопросов, задач, направленных на предварительную подготовку. Предполагалось, что с.уденты, успешно освоившие I уровень умения решать инженерно-технические задачи, способны самостоятельно оценить необходимость глубокого усвоения применяемых физических понятий и сделать это по своей инициативе, целенаправленно, по рекомендуемой учебной литературе, прибегая к помощи преподавателя. В ходе выполнения задания студенты знакомятся со схемой индукционного подогрева бетона, с условием проблемы - читаюф его, анализируют, выделяя признаки электромагнитной индукции. При этом они словесно моделируют процесс индукционного подогрева бетона, выделяя понятие токов Фуко, условия их возникновения в металлической арматуре, делают предположение об их функциональной зависимости от порождающего пе| менного тока в катушке.

Пытаясь спланировать решение поставленной задачи на расчет соотношения мгииос'рЛ в периоды переходного 'при выключении1 и установившегося режимов они, следуя 00Д, выбирают средства решения -- ставят промежуточную физическую задачу, в которой требуется произвести расчет теплоты и мощности, выделяемой с поверхности арматуры, и выбирают интегрирование как метод её решения. Таким образом, в ходе выполнения задания М I студенты осуществляют все действия СОД, приходят к осознавпнию еэ. По результатам контроля после выполнения заданий Т 2, М I студентам выдается либо вновь тематическое задание Т 3 "Электромагнитные колебания", характеризуемое аналогично Т I, Т 2 или задание М 2, характеризуемое аналогично М I, если достигнут 2-ой уровень сформированное™ ООД, учебно-производственное 'У1, соответствующее наивысшему из перечисленных уровню сложности. Студенты, пользуясь ООД, усвоенной ранее, должны самостоятельно ознакомиться с поставленной проблемой, смоделировать её на языке физических понятий, законов, ограничений. В ходе ознакомления ими делается вывод о целесообразности самостоятельного изучения метода импульсного уплотнения бртоноп. Планирование средств разрешения поставленной пробломы 1 выбор конструктивных па-

раметров электромагнитного контура, моделир.уллего импульс, затухающие колебания), осуцествляется аналогично заданиям М I, М 2. Решение проблемы сводился к вычислению заряда интегрированием по методу Симпсонв на ЭВМ. Расчет заряда засч-итывается, как лабораторная работа, по курсу высшей математики.

Таким образом, студенты, склонные к творчеству, решая задания М I, М 2, У, имели возможность развить свои способности.

В глава Ш - "Экспериментальная проверка эффективности системы комплексных заданий по курсу общей физики втуза" описано планирование эксперимента, выбор рабочих параметров, методики обработки экспериментальных данных, приведены результаты. Педагогический эксперимент был проведен поэтапно (констатирующий, пробный, обучающий, контрольный). Констатирующий эксперимент позволил выяснить уровень сформированное^ умения решать инженерно-технические задачи у студентов втузов в рамках сложившейся системы обучения. Попутно определялась функциональная валидность заданий. В ходе пробного эксперимента был осуществлен анализ факторов, влияющих на формирование умения, на его основе определено содержание комплексного задания, установлен объем репрезентативной выборки - числа студентов экспериментальных и контрольных групп.

В ходе обучающего эксперимента сравнивались три методики: в группе А - экспериментальная методики в системе комплексных заданий, в группе В - решение задач производственного содержания, в группе С - традиционное обучение. Основным параметром сравнения были уровни сформированное™ умения решать инженерно-технические задачи (рис. 2).

%

100

24

О 0 0

0. I О I П

1Т ТГ У■

срез 1У срез

Рис. 2. Изменение уровня сформированное™ 00Д у студентов в группах: А -СИ , В - ЕЗ. с " КЗ •

п

уровни

В группах А с целью выявления динамини формирования умения было сделано 4 среза, в группах В и С - по два. По результатам обучающего эксперимента был вычислен коэффициент полноты выполнения операций К, равный, соответственно, 0,60, 0,34, и 0,31. Кроме того, осуществлялась оценка по другим составляющим готовности: профессионального интереса к знаниям 'по методике О.С.Гребенюна), успеваемости 'по методике В.П.Беспалько)технического мышления гс применением разработок А.Анастази и Т.В.Кудрявцева). По каждому показателю выдвигались гипотезы: Н0-различие между результатами, полученными в группах А,В,С вызваны случайными пришц^ми, уровень сформированное™ показателя для данных групп одинаков; Н|-уровни сформированное™ показателя в группах А и С различны, а причины различий связаны с применяемыми методиками, эффективность системы комплексных гаданий выше, чем традиционной методики обучения; Н^-уровии сформированное™ показателя в группах А и В различны, различия связаны с применяемыми методиками. Для проверки гипотез подсчитн-валось значение статистики Т критерия X . Результаты расчетов позволили сделать вывод о положительном влиянии разработанной методики на указанные показатели. Затраты времени студентов на выполнение заданий не превысили отведенного нормативами на самостоятельную работу.

Контрольный экспегт'мент проводился с целью определения надежности полученных результатов, было сделано два среза 'начальный и конечный'', сравнивалась эффективность комплексных заданий и традиционного обучения.

В заключении диссертации приведены требования к составлению комплексных саданий для самостоятельной работы студентов втуза в курсе общей физики:

I1 звдание должно быть включено в общую систему профессиональной подготовки студентов, в его составлении должны принимать участие преподаватели кафедр физики, математики, специальных и инженеры; »

21 содержание задания должны составлять задачи, связанные с будущей профессиональной деятельностью, результаты решения которых рассматриваются на 'кафедрах физики и математики. Исключается Дублирование заданий на разных кафедрах;

3^ задания должны составляться с учетом возможности консультирования студентов преподавателями математики и звсчитнрашш части результатов выполнения в курсе высшей мятематики;

4) задания должны варьироваться ло сложности, допускающей организацию поэтапного формирования 00Д в соответствии со склонностями и способностями студентов к инженерному трорчестру и характером их развития. Целесообразно использовать три вида заданий, позволяющих организовать формирование 00Д на трех этапах^ рассмотренных « работе (тематическое, межтематическое, учебно-производственное );

5) затраты времени студентов на выполнение задания не должны превышать отведенного учебным планом;

6) требуется предусматривать предварительное (внутри задания или вне его) углубление понятий курса физики на основе межпредмет-ныс связей р математикой, используемых в решении комплексных задач.

' ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

1. Формирование 00Д по решению инженерно-технических задач с применением физики и математики в курсе общей физики повышает его эффективность для профессиональной подготовки студентов.

2. Эффективным средством формирования 00Д являются разработанные нами комплексные задания производственного содержания по курсу общей физики.

3. Нецелесообразно ориентировать подготовку всех студентов, характеризующихся разными склонностями и способностями к инженерному творчеству, на'один уровень профессиональной деятельности.

4. Рассматривая готовность к деятельности по применению физики в решении инженерно-технических проблем как некоторую целевую функцию, определенную на множество значений параметров учебного процесса, определяющих её максимум на первом курсе дифференцированно по склонностям и способностям студентов, можно считать разработанную методику оптимальной.

Исследования по проблеме требуют продолжения. Основное их направление мы связываем с поиском условий, форм, средств, методов по формированию готовности к деятельности ло решению инженерно-технических проблем, её отдельных компонентов.

РЕЗУЛЬТАТЫ исследования ПРЕДШВЛИШ в публикациях:

1. Дифференциальное исчисление и его приложения к задачам технического и физического содер»сания:Учеб.пособие.-Челябинок:ЧПИ, 1989.-76 с. 'в соавторстве). .....

2. Требования к содержанию и выполнению комплексных заданий на самостоятельную работу студентов младших курсов втуэов//Осноп-ные направления повышения качества подготовки инженерных кадров в

свете перестройки высшего образования:Тез.докя.-Л. :ЛПИ,198Э.СЛ34 (в соавторстве).

3. Значение комплексных межпредметных заданий в формировании понятий у студентов втуза//Вопросы методологии и методини формирования понятий у учащихся школ и студентов втузов:Тез.докл.-Челя-бинск:ЧП1И,1990.-С.85.

4. Подготовка студентов младших курсов втуза к решению инженерно производственных проблем в системе комплексных задаНий//Нро-блемн интеграции образования и наукигТез.докл.-М. гйДОИТЭМР, 1990,--С.27.

5. Стимулирование активности студентов на практических занятиях по высшей математике/Вопросы взаимосвязи образования и самообразования студентов:Сб.науч.трудов.-Челябинск:ЧПИ.1987.-СЛ02-112.

6. Формирование готовности к решению инженерно-технических проблем у студрцто'в младших курсов втуза в системе комплексных' зада-ний//0птимизация учебно-воспитательного процесса как условие формирования целостной личности молодржи:Теэ.докл.-Челябинск:ЧелГУ,1990. С.65-66.

7. Организационно-управленческие аспекты выполнения комплексных гаданий на младших курсах втузп//Самостоятельная работа' студентов в условиях перестриги учебного процесса?Тез.докл.-Челябинск: ЧП11,-1938'.С. 183 Т'Ч'я соавторстве).

0. Роль ДОС, ЭВМ в повышении эффективности комплексных заданий производственного содержания в курсе высшей матемзтики втуза //Компьютерная технология в учебном процессе высшей школы:Тез.докл. Челябинск:ЧГТИ, 1909.-С.36-37 ^ соавторстве).

9. Требования к составлению и методике выполнения, комплексных заданий на самостоятельную работу студентов/Самостоятельная работа студентов в условиях перестройки учебного процесса:Сб.неуч.трудов.--Челябинск:ЧПИ,-1989.-С.36-37 соавторстве).

10. Методические указания по решению практических задач по математике на I курсе.-Челябинск:ЧПИ,1989.-61 с. (в соавторстве).

11. Комплексные задания по физике и математике как вид самостоятельной работы студентов втуза по подготовке к решению инженерно-технических проблей //Проблемы совершенствования профессиональной подготовки вузовской молодежи: Тез.докл.регион.науч.-практ.конф..-Челябинск: ЧПТИ, 1981.- С.61-63 (в соавторстве).