автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методика специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагога профессионального обучения

Автореферат диссертации по теме "Методика специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагога профессионального обучения"

На правах рукописи

АНИСИМОВ Илья Николаевич

МЕТОДИКА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА ПО ФОРМИРОВАНИЮ ПРОФИЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ ПЕДАГОГА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБУЧЕНИЯ

13.00.02. - теория и методика обучения и воспитания (физика)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Рязань 2006

Работа выполнена на кафедре общей и теоретической физики и методики преподавания физики государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени СЛ. Есенина»

Научные руководители: БУЛАЕВ Николай Иванович

кандидат педагогических наук, доцент;

КИРЬЯКОВ Борис Сергеевич доктор педагогических наук, профессор

Официальные оппоненты: ИЛЬИН Вадим Алексеевич

доктор физико-математических наук, профессор;

ЕЛЬЦОВ Анатолий Викторович кандидат педагогических наук, доцент

Ведущая организация: Елецкий государственный университет

им. И.А. Бунина

Защита состоится 25 апреля в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.212.01 по присуждению ученой степени доктора педагогических наук в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина» по адресу: 390000, г. Рязань ул. Свободы, д. 46, ауд. 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина» по адресу: 390000, г. Рязань ул. Свободы, д. 46.

Автореферат разослан «_» марта 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Б.С. Кирьяков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и значимость темы исследования обусловлены модернизацией российского образования в области профессиональной подготовки молодежи в новых социально-экономических условиях развития общества. В соответствии с «Программой модернизации педагогического образования» (2003 г.) предусмотрено выполнение ряда мероприятий по преодолению отставания материально-технической базы и ресурсно-информационного обеспечения педагогических образовательных учреждений от уровня современных требований; разработке системы подготовки, переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров для обеспечения профильного обучения в старшей школе; обучению педагогов использованию информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе; усилению фундаментальной подготовки педагогов, формированию их способности к исследовательской деятельности в психолого-педагогической и предметной сфере; созданию федеральных комплектов учебно-методической литературы, в том числе на электронных носителях, для педагогических направлений и специальностей.

Становится очевидным, что только компетентный в профессиональной области специалист, обладающий соответствующими знаниями, умениями и способностями, а также опытом практической деятельности в этой сфере, в состоянии эффективно решать поставленные задачи. Компетентность на всех уровнях образования сегодня должна рассматриваться как один из важнейших принципов модернизации системы профессионального обучения.

Необходимость формирования школой ключевых компетенций отмечена в «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 г.» (2001 г.). Усиление внимания к данной проблеме обусловлено также рекомендациями Совета Европы (Берн, 1996 г.), относящимися к обновлению образования, его приближению к заказу социума. Стало очевидно, что формирование профессиональной компетентности педагога становится одной из главных проблем теории и практики подготовки педагогических кадров.

По мнению авторов «Концепции профильного обучения» (2002 г.), в настоящее время в высшей школе сформировалось устойчивое мнение о необходимости дополнительной специализированной подготовки старшеклассников для прохождения вступительных испытаний и дальнейшего образования в вузах. Традиционная непрофильная подготовка старшеклассников в общеобразовательных учреждениях привела к нарушению преемственности между школой и вузом, породила многочисленные подготовительные отделения вузов, репетиторство, платные курсы и др.

Таким образом, на современном этапе развития общего и профессионального образования возникла проблема формирования компетентности педагога в области профильного обучения. Такую компетентность мы называем «профильной компетентностью». Проф|ш^ц^я ^Щтццнл является состав-

БМБЛИОТЕКА I

Рр»е

^Петерв ург

ной частью профессиональных компетенций педагога. Необходимость введения данного термина обусловлена тем, что в соответствии с действующими нормативными документами Министерства образования и науки РФ весьма актуальным является развитие профильного обучения. Однако существующие стандарты высшего педагогического образования не предусматривают четких квалификационных требований к готовности учителей общеобразовательных школ и педагогов профессионального обучения вести работу по профильной и предпрофильной подготовке учащихся. В то же время выпускники педагогических вузов уже сегодня должны быть готовы выполнять эту работу.

Общие проблемы высшего педагогического образования рассматриваются в трудах Ю.К. Бабанского, В.П. Беспалько, А.П. Лиферова и других ученых. В теоретико-методологических трудах С.И. Архангельского, В.В. Краевского, B.C. Леднева, М.Н. Скаткина и других исследователей раскрываются теоретические основы содержания профессиональной подготовки педагогов, цели и задачи высшего педагогического образования.

Исследованию психолого-педагогических и методических проблем инженерно-педагогического образования посвящены работы A.A. Жученко, Э.Ф. Зеера, В.П. Косырева, Н.В. Кузьминой, Г.М. Романцева, Е.В. Ткаченко. Вопросы формирования политехнических знаний в процессе трудовой подготовки рассматривались П.Р. Атутовым, С.Я. Батышевым, В. А. Поляковым и др.

Разлитые формы и методы формирования профессиональной компетентности будущего учителя представлены в трудах В.И. Андреева, В.В. Косарева, А.П. КрюЧатова, H.H. Лобановой, Н.Д. Никандрова, В.А. Сласгенина, A.B. Хуторского, Thomas S. Popkewitz и др.

Отдельные аспекты профессиональной компетентности педагога рассмотрены в диссертационных исследованиях В.А. Адольфа, А.И. Ахулковой, Т.В. Добудько| А.К. Козыбая, O.A. Козыревой, В.А. Маматова, C.B. Милици-ной и др.

Изучению современных тенденций развития профессиональной школы России посвящены труды A.M. Новикова, А.Ф. Киселева, А .Я. Савельева, Б.А. Сазонова. Проблемы конструкторско-технологического образования нашли отражение в работах В.Д. Симоненко, Ю.Л. Хотунцева и др.

Проведённый анализ современной психолого-педагогической и методической литературы показал, что формирование профильных компетенций у студентов является одной из важных составных частей в системе подготовки современного педагога профессионального обучения. Это объясняется тем, что технический прогресс все более насыщает труд педагога профессионального обучения элементами инженерно-технических знаний и умений. Внедрение и использование все более совершенных технологий, необходимость повышения компьютерной грамотности выдвигают новые требования к системе подготовки специалистов, в которой все более интенсивно используются различные технические средства и технологии.

Этот анализ одновременно показал, что задачи формирования профессиональной компетентности в процессе подготовки современного педагога профессионального обучения еще не нашли должного отражения в работах педагогов-исследователей. Одни авторы ограничиваются общими методологическими аспектами конструкторской подготовки педагога профессионального обучения; другие рассматривают возможности применения компьютерных технологий при изучении отдельных дисциплин. Формирование профильной компетентности на основе использования спецпрактикумов также остается пока недостаточно разработанной проблемой.

Также не вызывает сомнений, что будущие педагоги профессионального обучения должны иметь глубокие представления о возможностях развития профильной компетентности средствами фундаментальных дисциплин. Однако нормативные документы педагогических вузов не предусматривают глубокого развития практической составляющей профессиональной компетентности с привлечением методов и приемов экспериментальной физики. Это приводит к тому, что выпускники имеют крайне низкий уровень компетенций в данной области. Обширные экспериментальные и технические знания, которыми живет современная физическая наука, остаются практически не известными будущим педагогам профобразования, а следовательно и учащимся начальной профессиональной школы. Создавшееся положение является одним из факторов, обуславливающим снижение интереса молодежи к естественным наукам и, в первую очередь, к физике.

Следует отметить, что в соответствии с приказом № 4 Министерства образования и науки РФ от 12.01.2005, составлен новый перечень направлений подготовки (специальностей) высшего профессионального образования, в котором предусмотрены следующие направления (специальности), имеющие отношение к теме исследования: «050500 - Технологическое образование (квалификации 62 - Бакалавр технологического образования и 68 - Магистр технологического образования)»; «050501 - Профессиональное обучение (по отраслям) (квалификация 65 - Педагог профессионального обучения)». Эти направления подготовки должны быть обеспечены новым учебно-методическим комплексом, который позволит готовить указанных специалистов на качественно новом уровне.

Вышесказанное позволяет говорить о наличии следующих противоречий:

- между действующей вузовской системой подготовки педагогов профессионального обучения и новыми современными требованиями к формированию их профильной компетентности;

- между потенциальными возможностями специализированного физического практикума в процессе подготовки педагогов профессионального обучения к осуществлению профильного обучения и их недостаточной реализацией в практике педагогических вузов.

Отсюда возникает проблема исследования", каким образом обеспечить развитие профильных компетенций педагога профессионального обучения в современном педагогическом вузе?

Актуальность проблемы исследования, ее недостаточная научная разработанность и практическая значимость определили выбор темы исследования: «Методика специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагога профессионального обучения».

Цель исследования - выявить и обосновать условия формирования профильной компетентности педагогов профессионального обучения средствами физического специализированного практикума.

Объект исследования - процесс формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.

Предмет исследования - специализированый физический практикум как средство формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.

Гипотеза исследования - если включить в систему формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения в педагогическом вузе в качестве средства обучения специализированый практикум по экспериментальной физике, то это позволит развивать следующие компетенции педагога:

- организовывать учебную практику и исследовательскую деятельность старшеклассников в рамках технологического профиля;

- создавать условия для дифференциации содержания обучения старшеклассников и построения индивидуальных образовательных программ в системе начального и среднего профессионального образования;

- обеспечивать углубленное изучение профильных учебных предметов, разрабатывать и реализовать элективные учебные предметы;

- обеспечивать успешное выполнение учащимися творческих проектов по выбранному ими профилю.

В соответствии с целью, предметом и выдвинутой гипотезой определены следующие задачи исследования:

• Выййить Отличия инженерно-педагогического образования от инженерного и педагогического.

• Изучить особенности формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.

• Выявить роль и возможности физического специализированного практикума в формировании профильной компетентности педагога профессионального обучения.

• Разработать содержание, программу и методику проведения специализированного практикума Гго экспериментальной физике для' студентов специальности «050501 - Профессиональное обучение (по отраслям) (квалификация 65 - Педагог профессионального обучения)».

• Провести опытно-экспериментальную проверку эффективности использования разработанного специализированного практикума для формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.

• Внедрить специализированный физический практикум в практику обучения студентов факультета технологии и предпринимательства Липецкого государственного педагогического университета.

Методологической и теоретической основой исследования являются общедидактическая теория содержания образования (В.В.Краевский, И.Я.Лернер, Н.М.Скаткин и др.); теория высшего педагогического образования (С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, B.C. Безрукова и др.); теоретические модели подготовки учителя к реализации дифференцированного обучения физике (Н.С. Пурышева) и вариативного подхода при составлении учебных программ по физике (С.Е. Каменецкий); эвристические методы как главные процессуальные характеристики творческой деятельности (В.И. Андреев, A.B. Хуторской и др.); принципы совместной продуктивной деятельности преподавателя с обучающимся (В.Я. Ляудис); концепция формирования профессиональной компетентности учителя (В.А. Сластенин, Л.К. Гребенкина и др.); концепция формирования физического спецпрактикума (В.А. Ильин, Е.Б. Петрова); концепция компьютеризации физико-технической подготовки (Ю.А. Воронин); концепция компетентностного подхода к подготовке специалистов (В.А. Адольф, Т.В. Добудько).

Для решения поставленных задач и проверки гипотезы использовались следующие методы:

• теоретический анализ проблемы исследования на основе изучения научно-методической, педагогической и психологической литературы, материалов и публикаций в периодической печати, вузовских учебных программ и учебных пособий, нормативных документов;

• анализ деятельности преподавателей при подготовке, проведении и использовании физических спецпрактикумов в учебном процессе на основе данных наблюдения, проведения бесед, анкетирования, изучения конспектов (планов) занятий;

• анализ деятельности студентов при выполнении заданий лабораторных работ спецпрактикума на основе данных наблюдений, заслушивания устных и изучения письменных отчетов о выполнении заданий, курсовых и выпускных квалификационных работ, а также результатов их участия в выставках и конференциях;

• анализ вузовского преподавания на основе изучения опыта работы преподавателей, инструкций к лабораторным работам, проведения бесед с преподавателями, ознакомления с лабораториями, наблюдения при посещении занятий;

• опытно-экспериментальная работа поискового характера по разработке лабораторных установок и методики их использования в учебном процессе;

• изучение результатов профессионально-ориентированной деятельности студентов при прохождении учебной, технологической и преддипломной практик в профильных учебных заведениях и классах;

• педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования;

• качественный анализ результатов эксперимента;

• стандартные методы математической статистики по обработке данных педагогического эксперимента;

• обсуждение результатов исследования на научно-методических конференциях, совещаниях и семинарах.

Экспериментальная база исследования. Первые экспериментальные исследования были выполнены на физико-математическом факультете Липецкого государственного педагогического университета. Основная исследовательская работа осуществлялась на базе факультета технологии и предпринимательства этого же университета. Кроме этого, был проведен педагогический эксперимент с учителями на базе Института развития образования департамента образования и науки Липецкой области. Окончательная экспериментальная апробация результатов проведена на кафедре общей и теоретической физики и методики преподавания физики Рязанского государственного университета им. С.А. Есенина.

Основные этапы исследования:

Первый этап (2000-2002 г.г.) включал изучение литературы по проблеме исследования, состояния физико-технического образования в педагогическом вузе, опыта практической работы учителей технологии и педагогов профессионального обучения Липецкой области, проведение констатирующего эксперимента. В этот период были определены проблема, цель, гипотеза и задачи исследования.

На втором этапе (2002-2004 г.г.) в ходе опытной работы проведен формирующий эксперимент: определено содержание лабораторных работ, вводимых в авторские курсы по выбору, изготовлены и испытаны новые установки по экспериментальной физике, разработаны методические рекомендации по их изготовлению и применению в учебном процессе, составлены описания лабораторных работ.

Третий этап (2004-2005 г.г.) включал в себя проверку гипотезы исследования, обработку и обобщение полученных результатов; формулирование теоретических выводов; анализ и обсуждение данных опытно-экспериментальной работы; завершение литературного и графического оформления диссертационного исследования.

Научная новизна исследования:

• Выявлена характерная особенность инженерно-педагогического образования, отличающая его от инженерного и педагогического, которая предусматривает подготовку студентов не по отдельным дисциплинам, а по блоку профессиональных дисциплин, включая педагогические, физико-технические, общепрофессиональные и специальные знания.

• Конкретизирована концепция проектирования специальных практикумов и курсов по выбору в контексте проходящей модернизации российского образования на основе широкого использования современных инженерных и компьютерных технологий, обеспечивающих условия для эффективного формирования профильных компетенций педагогов профессионального обучения.

• Предложен вариант специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагогов профессионального обучения на базе авторской концепции построения физического спецпрактикума, включающий оригинальные экспериментальные учебные установки и их методическое обеспечение (методические указания к лабораторным работам с контрольными заданиями и вопросами, авторское электронное учебное пособие, образцы технологических карт и творческих проектов физико-технического содержания).

Теоретическая значимость исследования:

Результаты работы расширяют теоретические представления педагогической науки и методики обучения физике о дидактических возможностях и сферах применения учебного физического эксперимента как метода обучения по отношению к его содержательной и процессуальной части. Они показывают, что реализация межпредметных связей физики и технических дисциплин, интеграция инженерных и педагогических составляющих в учебном физическом эксперименте способствует более качественной профильной подготовке педагогов профессионального обучения.

Практическая значимость исследования состоит в том, что содержащиеся в нем теоретические положения и результаты могут быть использованы для дальнейшей разработки системы формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения. Прошедшие экспериментальную проверку методические рекомендации и пособия по обеспечению условий развития профильных компетенций средствами физического спецпрактикума могут найти применение в учебном процессе педагогических вузов, при подготовке и переподготовке работников системы начального и среднего профессионального образования. Предложенные технологические карты могут быть использованы для организации профильного обучения с использованием метода проектов и изготовления учебного оборудования. Внедрение разработанного специализированного практикума в учебный процесс Липецкого государственного педагогического университета повысило качество подготовки педагогов профессионального обучения.

Достоверность научных положений и выводов обеспечены соблюдением основных требований, предъявляемых к организации и проведению педагогического эксперимента; воспроизводимостью экспериментальных результатов; комплексным использованием разнообразных методов исследования; современной экспериментальной базой; использованием методов математической статистики.

На защиту выносятся:

1. Положение о том, что специализированный физический практикум, обеспечивающий органическое соединение дидактических возможностей учебного эксперимента (научность, наглядность и доказательность, занимательность, доступность, эвристическое начало, ...) с современными достижениями инженерных и компьютерных технологий по линии межпредметных связей, может служить эффективным средством формирования профильной компетентности педагогов профессионального обучения.

2. Комплект учебных лабораторных работ и экспериментальных установок дня специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагогов профессионального обучения по специальности «050501 - Профессиональное обучение (отрасли «Агроинженерия» и «Технологическое оборудование и автоматизация машиностроительного производства»).

3.Методическое обеспечение специализированного физического практикума для курсов по выбору «Физико-техническое профильное образование» и «Технология компьютерного эксперимента» для специальности «050501 -Профессиональное обучение (отрасли «Агроинженерия» и «Технологическое оборудование и автоматизация машиностроительного производства»), включающее комплекс дидактических и методических материалов - рабочие программы, тематические планы, методические указания к лабораторным работам, технологические карты, электронное учебное пособие, рекомендации по реализации профильного обучения, дифференциации его содержания и построения индивидуальных образовательных программ, по организации ис-следЬвательской работы учащихся.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в ходе опйтно-эксперимейтальной работы на базе Липецкого государственного педагогического университета и Института развития образования Департамента образования и науки Липецкой области. Основные теоретические положения диссертационного исследования и результаты опытно-экспериментальной работы докладывались на научно-методических конференциях: «Новые технологии в преподавании физики (НТПФ - IV)», (г. Москва, 2005); XII Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании» (г. Екатеринбург, 2005); I международной научно-практической конференции «Исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт-Петербург, 2005); VII региональной научно-практической конференции «Проблемы преподавания дисциплин естественно-математического цикла» (г. Липецк, 2004); областной научно-практической конференции «Наука в Липецкой области: истоки и перспективы» (г. Липецк, 2004); V и VI региональных научно-практических конференциях «Творческая конструкторская деятельность учителей технологии, учащихся школ, технических училищ и студентов факультета технологии и предпринимательства Липецкого государственного педагогического универ-

университета» (г. Липецк, 2004, 2005); отчетных конференциях Липецкого государственного педагогического университета по итогам научно-исследовательской и научно-методической работы (г. Липецк, 2002, 2003, 2004 и 2005); Всероссийской научно-методической конференции «Развивающие аспекты процесса обучения физике» (г. Самара 2005); школе молодых ученых Липецкой области «Актуальные проблемы естественных наук и их преподавания» (г. Липецк, 2005). Результаты диссертации докладывались также на заседаниях кафедры физико-технических дисциплин ЛГПУ, кафедры общей и теоретической физики и методики преподавания физики Рязанского государственного университета им. С. А. Есенина.

Специализированный физический практикум прошел государственную регистрацию в Федеральном институте промышленной собственности России (свидетельство № 2005611611 и свидетельство № 2005620173).

Основные результаты исследования внедрены в практику работы: факультета технологии и предпринимательства и физико-математического факультета Липецкого государственного педагогического университета; Института развития образования Департамента образования и науки Липецкой области.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 286 наименований и 12 приложений. Основной текст диссертации изложен на 173 страницах, содержит 17 таблиц и 14 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены объект и предмет, сформулированы цель, гипотеза и задачи исследования, показаны научная новизна, теоретическая и практическая значимость результатов работы, раскрыты методология и методы исследования, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, приводятся данные об апробации и внедрении результатов диссертационной работы.

В первой главе «Современное состояние проблемы формирования профессиональной компетентности инженера-педагога в вузе» проанализированы основные методологические подходы к проблеме формирования профессиональной компетентности инженера-педагога в педагогическом вузе; изучено состояние опытно-экспериментальных работ по формированию профессиональной компетентности инженера-педагога; выявлены тенденции развития профессиональной компетентности инженера-педагога в условиях профильного обучения; определено состояние вопроса разработки и применения специальных физических практикумов; изучена возможность применения ПЭВМ для формирования профильной компетентности инженера-педагога На основе теоретического анализа содержания понятия «профессиональная компетентность педагога» показано, что оно подразумевает необходимость развития у специалиста довольно широкого круга компетенций. Формирование профессиональных компетенций происходит средствами содержания образования, которое определяется социальным запросом и по-

требностями личности. Социальный запрос изменяется в связи с развитием системы образования и общества. Он отражается в новых нормативных документах, принимаемых Министерством образования и науки РФ, а также региональными структурами управления системой образования. Это, в конечном итоге, приводит к изменению содержания понятия «профессиональная компетентность». В работе использовано определение профессиональной компетентности педагога профессионального обучения как единство его теоретической и практической готовности к осуществлению инженерно-педагогической деятельности.

Характеризуя общее состояние работы по формированию профессиональной компетентности педагога профессионального обучения в педагогических вузах, следует отметить, что она слабо ориентирована на решение задач инженерно-педагогического профиля. Вместе с тем, будущий педагог профессионального обучения должен обладать высоким уровнем профессиональной компетентности, чтобы получить квалификацию специалиста или магистра профессионального образования. Однако в сложившейся практике обучение инженера-педагога мало отличается от обычной подготовки учителей физики, технологии, информатики и т. п. Причиной этого явления, по нашему мнению, является недостаточная практическая направленность дисциплин физико-технического профиля, которые закладывают фундаментальную основу для последующего изучения специальных учебных предметов. Для устранения данной причины необходимо внести изменения в содержание подготовки инженеров-педагогов. Один из путей необходимых изменений является создание специализированных практикумов.

Анализ научно-методической литературы и нормативной документации показывает, что сегодня педагог профессионального обучения должен быть готовым к работе в профильной школе. Для этого он должен овладеть новыми компетенциями, среди которых нами выделены:

- проводить исследовательскую деятельность в профильной предметной сфере;

- создавать условия для дифференциации содержания обучения старшеклассников и для построения индивидуальных образовательных программ в системе начального и среднего профессионального образования;

- обеспечивать углубленное изучение профильных учебных предметов;

- разрабатывать и реализовать элективные учебные предметы физико-технического профиля;

- организовывать учебную практику и исследовательскую деятельность старшеклассников в рамках технологического профиля;

- обеспечивать успешное выполнение учащимися творческих проектов по выбранному ими профилю.

В процессе анализа методической литературы была конкретизирована концепция проектирования физического спецпрактикума в педагогическом

вузе, отражающая специфические особенности подготовки педагога профессионального обучения к работе с учащимися профильных классов. Ее основу составляют следующие положения:

- цели и задачи специализированного практикума должны соответствовать целям и задачам формирования профильной компетентности будущего специалиста;

- тематика специализированного практикума не может быть узконаправленной, в него должны включаются как работы имеющие общефизический характер, так и работы, учитывающие специфику будущей профессиональной деятельности выпускника;

- итогом выполнения каждой лабораторной работы должно являться понимание места изучаемого явления в системе предпрофильного и профильного обучения старшеклассников;

- должны широко использоваться в работах современная измерительная аппаратура, приборы и методы измерения, причем техника проведения сложного физического эксперимента и методика обработки его результатов также должны являться предметом изучения в специализированном практикуме;

- желательно включение в специализированный практикум серии работ, развивающих компетенции старшекурсников по использованию компьютера в качестве измерительного, моделирующего, управляющего и вычислительного устройства;

- экспериментальная часть лабораторных работ должна предусматривать использование новых учебно-исследовательских приборов и устройств, разработка и изготовление которых посильна самим студентам;

- полезно установление межпредметных связей физического специализированного практикума с дисциплинами специализаций.

Применение ПЭВМ для сбора опытных данных и управления физико-техническим экспериментом является наиболее интересным для подготовки инженеров-педагогов к преподаванию в профильных классах и школах и одновременно наиболее сложным с точки зрения технической реализации. В последнее время появились программные средства для проведения автоматизированного эксперимента, пригодные к применению в школьных и вузовских лабораторных практикумах. Появляются новые виды исследовательского оборудования (анализатор изображений, цифровой (компьютерный) микроскоп,...). Однако существующая вузовская подготовка инженеров-педагогов не обеспечивает условия для применения этих средств при преподавании дисциплин специальности и специализации, что делает весьма актуальной проблему совершенствования физического лабораторного практикума на основе использования компьютерных технологий.

Вторая глава «Организация, содержание и методика проведения экспериментальных работ в специализированном физическом практикуме» посвящена разработке физического специализированного практикума и его методики в рамках двух курсов по выбору: «Физико-техническое профильное

обучение» и «Технология компьютерного эксперимента». Они рекомендованы для студентов, обучающихся по специальности «Профессиональное обучение» (специализации 030500.01 - Агроинженерия; 030500.06 - Информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии; 030500.08 - Технологическое оборудование и автоматизация машиностроительного производства).

Тематика лабораторных занятий первой дисциплины сформирована с учетом специализации групп и подгрупп студентов из следующего перечня лабораторных работ:

1. Исследование кинетики зарождения и роста кристаллов в электрическом поле (6 часов).

2. Изучение метода экспресс-диагностики химических источников тока (6 часов).

3. Освоение технологии проведения металлографических исследований методом компьютерной микроскопии (6 часов).

4 Освоение технологии изучения сварного шва методом компьютерной микроскопии (6 часов).

5. Применение компьютерного измерительного комплекса для измерения напряженности магнитного поля (6 часов).

6. Изучение влияния неоднородного искусственного поля силы тяготения на жидкие и сыпучие среды (6 часов).

7. Исследование влияния неоднородного искусственного поля силы тяготения на рост растений (6 часов).

8. Применение компьютерного микроскопа для измерения скорости роста кристаллов (6 часов).

9. Изучение возможностей применения компьютерного измерительного комплекса для анализа параметров ионисторов (6 часов)

10. Использование оптоэлектронных датчиков и ПЭВМ для изучения законов трения (6 часов).

11. Возможности компьютерного микроскопа при определении параметров электролиза (6 часов).

12. Определение оптимальных параметров фотографирования на основе эффекта Кирлиани (6 часов).

Тематика лабораторных занятий второй дисциплины формируется с учетом специализации групп и подгрупп студентов из следующего перечня лабораторных работ:

1. Исследование компьютерной измерительной системы с датчиками электрического напряжения и датчиками давления и усилий (6 часов).

2. Исследование компьютерной измерительной системы с датчиками числа оборотов, углового перемещения и для измерения положения тел в пространстве (6 часов).

3. Исследование компьютерной измерительной системы с датчиками для измерения коротких промежутков времени и в качестве самопишущих регистрирующих устройств (6 часов).

4. Применение ПЭВМ в качестве многолучевого осциллографа (6 часов).

5. Построение и исследование виртуальных линейных схем на компьютере (6 часов).

6. Построение и исследование виртуальных диодных схем на компьютере (6 часов).

7. Построение и исследование виртуальных тиристорных схем на компьютере (6 часов).

8. Построение и исследование виртуальных транзисторных схем и усилителей тока на компьютере (6 часов).

9. Исследование виртуальных интегральных микросхем генераторов и усилителей постоянного тока на компьютере (6 часов).

10. Разработка творческого проекта на тему «Создание и испытание компьютерного микроскопа» (6 часов).

11. Применение компьютерного микроскопа для измерения скорости роста кристаллов (6 часов).

12. Изучение возможностей применения компьютерного измерительного комплекса для анализа параметров ионисторов (6 часов).

13. Использование оптоэлектронных датчиков и ПЭВМ для изучения законов трения (6 часов).

14. Возможности компьютерного микроскопа при определении параметров электролиза (6 часов).

В таблице 1 дан один из вариантов распределения разработанных лабораторных работ в специализированном практикуме с учетом специализации студентов, изучавших его в 2004/2005 учебном году.

Как видно из этой таблицы, одни лабораторные работы применяются во всех трех специализациях, другие - в двух, а третьи - только в одной специализации. Это связано с тем набором студентов, который существует в ЛГПУ на данный момент. Если, например, в 2006 году будет начат прием на I курс по специализации 030500.14 - Строительство, монтажные и ремонтно-строительные технологии, то это увеличит возможности применения лабораторных работ 3 и 4 (таблица 1), т.к. они являются актуальными и для этой специализации. Если говорить о еще более широких возможностях применения этих лабораторных работ в рамках данной специальности, то такими специализациями, кроме вышеназванных, являются: 030500.03 - Добыча и обогащение полезных ископаемых; 030500.07 - Материаловедение и обработка материалов; 030500.09 - Металлургические производства; 030500.19 -Электроэнергетика, электротехника и электротехнологии.

Специализированный практикум разработан на основе предложенной концепции. Его цель соответствует задачам формирования профильной компетентности будущего специалиста. Тематика специализированного практикума носит разносторонний характер. В лабораторных работах широко использованы современная аппаратура, приборы и методы измерения. Компьютер используется в качестве вычислительного, измерительного, управляющего и моделирующего устройства. В основу ряда работ положены эффектные

опыты, которые могут найти применение в будущей работе с учащимися Некоторые установки посильны для самостоятельного изготовления и могут быть воспроизведены в условиях школы. При выполнении практикума у будущих педагогов профессионального обучения будут формироваться компетенции, нужные им для осуществления дальнейшей профессиональной деятельности.

Таблица 1

Распределение новых лабораторных работ по специализациям

№ Лабораторные работы Специализации

Агро-ииже-керия Технологическое оборудование и автоматизация машиностроительных производств Информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии *

1 Исследование кинетики зарождения и роста кристаллов в электрическом поле + +

2 Изучение метода экспресс-диагностики химических источников тока + + +

3 Освоение технологии проведения металлографических исследований методом компьютерной микроскопии +

4 Освоение технологии изучения сварного шва методом компьютерной микроскопии +

5 Применение компьютерного измерительного комплекса для измерения напряженности магнитного поля + + +

6 Изучение влияния неоднородного искусственного поля силы тяготения на жидкие и сыпучие среды +

7 Исследование влияния неоднородного искусственного поля силы тяготения на рост растений + +

8 Применение компьютерного микроскопа для измерения скорости роста кристаллов + +

9 Изучение возможностей применения компьютерного измерительного комплекса для анализа параметров ионисторов +

10 Использование оптоэлектронных датчиков и ПЭВМ для изучения законов трения + +

11 Возможности компьютерного микроскопа при определении параметров электролиза + +

12 Определение оптимальных параметров фотографирования на основе эффекта Кирлиани +

* носят рекомендательный характер

Развитию профильной компетентности в области организации исследовательской деятельности способствуют такие новые лабораторные работы, как 2, 5, 8, 9, 10, 11 (таблица 1). Лабораторные работы с № 1 по № 4 из второго списка выполняются с использованием компьютерного измерительного комплекса L-микро. Лабораторные работы с № 5 по № 9 выполняются с использованием программы для ЭВМ Electronics Workbench 5.12.

Лабораторные работы 8 и 11 (таблица 1) прививают навыки по практическому использованию видеоголовки и Веб-камеры в комплексе с ПЭВМ для исследования механизма и кинетики физических явлений. В лаборатор-

ных работах 9 и 10 (таблица 1) предусмотрено применение компьютерного измерительного комплекса Ь-микро. Поэтому к выполнению этих работ студенты приступают лишь после предварительного изучения и отработки практических навыков использования комплекса Ь-микро и сдачи зачета по лабораторным работам 1 и 3, приведенным во 2-м перечне работ.

Развитию компетенций в области различных технологических процессов способствуют лабораторные работы 1, 6, 7, 11 и 12 (таблица 1). Например, в лабораторной работе 1 изучается механизм зарождения и роста кристаллов из раствора под действием постоянного и переменного электрических полей, которые весьма широко применяются в промышленных и сельскохозяйственных технологических процессах и устройствах.

В лабораторной работе 6 студенты исследуют влияние центробежной силы инерции на жидкие и сыпучие среды, что позволяет им составить наглядное представление о механизме процессов, происходящих в таких промышленных и агроинженерных устройствах, как сепараторы, разливочные машины, сушилки и т. д.

Лабораторная работа 7 показывает механизм влияния центробежной силы инерции на рост растений и демонстрирует ее эквивалентность силе тяжести.

Практическое умение определять параметры электролиза является важным при изучении таких процессов, как электрохимическая обработка конструкционных материалов, электролитическое нанесение антикоррозионных и декоративных покрытий и т. п. Решению этой учебной задачи способствует лабораторная работа 11, в которой студенты определяют электрохимические эквиваленты различных металлов и находят фундаментальные постоянные.

В последние годы широкое применение находят газоразрядные и плазменные технологии в различных средах (например, для обработки семян перед посадкой, при производстве светильников, сварочных аппаратов и т. п.). В лабораторной работе 12 демонстрируется необычное поведение растений в переменном электрическом поле, что позволяет получить фотографии этих растений в газовом разряде. Достоинство этой работы состоит в том, что для создания лабораторной установки использованы только приборы, входящие в комплект оснащения школьного кабинета физики. Это дает возможность * выпускникам вуза самим в средних специальных или общеобразовательных

учреждениях распространить полученный опыт в своей дальнейшей профессиональной деятельности.

Развитию практических компетенций в области техники безопасности и санитарно-гигиенических требований способствует то, что в ходе разработки лабораторных установок, включенных в разработанный специализированный практикум, происходит активное вовлечение студентов в процесс изготовления этих установок.

Необходимо учитывать и то, что в период проведения лабораторного специализированного практикума продолжается формирование у студентов

разнообразных умений и навыков (вычислительных, графических, измерительных, электромонтажных). Отличительной особенностью специализированного практикума является то, что в лабораторных работах 8, 9, 10, 11 (таблица 1) и 1, 2, 3, 4 (перечень лаб. работ к курсу «Технология компьютерного эксперимента») компьютер используется в качестве измерительного комплекса, позволяющего преобразовать аналоговые сигналы датчиков в цифровые. Это автоматизирует вычислительный процесс, дает возможность графически обработать и представлять экспериментальные данные с использованием современного программного обеспечения и технических средств.

Некоторые лабораторные работы предложенного специализированного практикума предполагают учебно-исследовательский эксперимент по выявлению оптимальных технологических режимов обработки материалов (на примере электролиза, сварки, термической и механической обработок) в зависимости от характеристик рабочей среды, электрических параметров, времени воздействия инструмента-электрода на деталь и так далее. Этому посвящены лабораторные работы, 1, 3, 4, 11 (таблица 1). Исследовательские образцы для этих работ студенты отбирают во время технологической или производственной практики.

В нашем исследовании студенты отбирали пробы при проведении сварки с изменением величины рабочего тока от различных участков сварного шва (лабораторная работа 4). В лабораторной работе 3 пробы были отобраны от экспериментальных стальных отливок, полученных при легировании различными редкоземельными элементами.

Особенность предложенного практикума заключается в том, что для его выполнения использована традиционная методика. Это обеспечивает необходимую преемственность с лабораторными работами выполняемыми в курсах химии, физики, материаловедения. Отличие от обычных лабораторных работ состоит в том, что предварительная подготовка предусматривает широкие межпредметные связи. Студенты при подготовке к работам повторяют теоретический материал по физике, химии, технологии конструкционных материалов, электротехнике, электронике, вычислительной технике. Эта особенность учтена в описаниях к лабораторным работам.

В третьей главе «Исследование эффективности применения специиа-лизированного физического практикума для формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения в вузе» раскрывается сущность различных этапов педагогического эксперимента.

Педагогический эксперимент проводился на базе факультета технологии и предпринимательства Липецкого государственного педагогического университета и состоял из нескольких этапов: констатирующего (2000-2002 гг.), формирующего (2002-2004 гг.) и контрольного (2004-2005 гг.).

Констатирующий этап эксперимента посвящен изучению вопроса формирования в педагогическом вузе профильной компетентности специалиста средствами специализированного физического практикума. Для решения этой задачи осуществлялись наблюдение и хронометраж отдельных элементов

деятельности преподавателей физики и студентов, анкетирование и тестирование студентов, а также опрос учителей школ и преподавателей профессионально-технических учебных заведений, проходящих курсы повышения квалификации в Институте развития образования департамента образования и науки Липецкой области. В констатирующем педагогическом эксперименте участвовало 142 студента и 84 учителя и преподавателя.

Данные констатирующего эксперимента свидетельствуют в целом о низком уровне развития у педагогов и студентов старших курсов профильных компетенций, на неудовлетворенность студентов качеством существующих курсов по выбору, на слишком узкую специализацию лабораторных работ в имеющихся физических практикумах, на отсутствие в них современных измерительных приборов и компьютерных технологий обработки результатов измерений, на несоответствие содержания большинства лабораторных работ целям и задачам профильного обучения.

На разных стадиях формирующего эксперимента принимали участие студенты факультета технологии и предпринимательства Липецкого государственного педагогического университета дневного и заочного отделений по специальностям 030500 - «Профессиональное обучение» и 030600 -«Технология и предпринимательство» (всего 121 человек).

В ходе формирующего этапа эксперимента проводилась доводка лабораторных работ в процессе их выполнения студентами. Проходила модернизация экспериментальных установок, велась работа над совершенствованием методики выполнения лабораторных работ, уточнялись описания к ним. Важным элементом формирующего этапа эксперимента являлось выяснение тех компетенций которые формировались у студентов при выполнении работ специализированного практикума.

«Исследование кинетики зарождения и роста кристаллов в электрическом поле». Изучение исследуемого процесса происходит в работе путем варьирования параметров электрического поля при исключении других побочных факторов. В ходе выполнения этой работы студенты учатся моделированию реального эксперимента путем создания искусственных условий.

«Изучение метода экспресс-диагностики химических источников тока» Основу установки составляет Цифровой мультиметр, работающий в режиме милливольтметра с очень большим входным сопротивлением. Отличительной особенностью данной работы является то, что по результатам измерения внутреннего сопротивления студенты делают вывод о практической пригодности химических источников тока различного типа, получают навыки работы с современными цифровыми приборами Установку можно использовать для экспресс-контроля в производственных условиях.

«Освоение технологии проведения металлографических исследований методом компьютерной микроскопии» и «Освоение технологии изучения сварного шва методом компьютерной микроскопии». Особенностью установки, используемой в этих лабораторных работах, является модернизация металлографического микроскопа путем добавления видеоголовки, видео-

магнитофона и телевизора. Студенты при выполнении этой работы учатся созданию видеофрагментов физических процессов с помощью компьютерных средств.

«Изучение влияния неоднородного искусственного поля силы тяготения на жидкие и сыпучие среды». Для постановки данной лабораторной работы была создана экспериментальная установка, позволяющая получить при различных частотах вращения кюветы с раствором желатина или с сыпучей средой поверхности различной кривизны. Данная установка демонстрирует принцип действия центробежных машин различного назначения. Наглядность в этой установке достигается путем графического построения рельефа поверхности. Она удобна для использования в кружковой работе.

«Исследование влияния неоднородного искусственного поля силы тяготения на рост растений». В данной работе используется такая же установка, что и в предыдущей Это позволяет демонстрировать эквивалентность гравитационных сил и сил инерции. С точки зрения развития конструкторских способностей студентов важным является использование геркона и микрокалькулятора для подсчета числа оборотов кюветы.

«Применение компьютерного микроскопа для измерения скорости роста кристаллов». Отличительной особенностью установки в данной лабораторной работе является совмещение биологического микроскопа с \Veb-камерой, соединенной через ШВ-порт с ПЭВМ, и позволяет не только фиксировать отдельные кадры в процессе роста кристаллов, но и записать видеоролик. Обработку экспериментальных кадров с помощью стандартных программных средств ПЭВМ.

«Изучение возможностей применения компьютерного измерительного комплекса для анализа параметров ионисторов». В основу экспериментальной установки положен компьютерный измерительный комплекс Ь-микро. Данный комплекс позволяет фиксировать значение напряжения за достаточно короткие промежутки времени в цифровом виде это создает условия для обработки экспериментальных данных. У студентов появляется возможность выполнения эксперимента с большим количеством ионисторов и условий проведения опытов.

«Использование оптоэлектронных датчиков и ПЭВМ для изучения законов трения». В установке оптоэлектронные датчики используются для фиксирования интервалов времени движения тела с помощью комплекса Ь-микро. Дидактические особенности этой работы такие же, как и в предыдущей.

«Определение оптимальных параметров фотографирования на основе эффекта Кирлиани». Целью данной работы была разработка простой установки для фотографирования листьев растений в газовом разряде. Идея опыта состоит в том, что лист помещается между электродами, соединенными с клеммами школьного высоковольтного преобразователя «Разряд-1». Педагогический эксперимент показал, что установка позволяет поставить весьма широкий спектр опытов которые могут найти применение в кружках.

Контрольный этап педагогического эксперимента предполагал проверку выдвинутой гипотезы и оценку эффективности курсов по выбору в сопровождении специализированного практикума. В эксперименте участвовали две группы: контрольная и экспериментальная (43 студента). Уровни успеваемости до начала эксперимента в контрольной и экспериментальной группах были аналогичными. Преподавание курсов по выбору в обеих группах осуществлялось одним педагогом, но с применением различных методик -без ■физического практикума и с физическим практикумом. Применялись различные методы наблюдения, хронометраж деятельности Студентов, анкетирование и тестирование их, изучалось отношение студентов к использованным дидактическим материалам.

Для установления наличия или отсутствия различий в контрольной и экспериментальной группах по состоянию уровня сформированости компетенций использован критерий х1 («хи-квадрат») и сформулированы статистические гипотезы: гипотеза об отсутствии различий (нулевая гипотеза), гипотеза о значимости различий (альтернативная гипотеза). Сравнение экспериментальных и контрольных групп представлено в таблице 2.

Таблица 2

Сравнительная характеристика уровня развития профильных компетенций

студентов средствами специализированного физического практикума

Уровни развития профильных компетенций Экспериментальная группа Контрольная группа X'

«5» «4» «3» X сг «5» «4» «3» X (Г

1 Углубленное изучение профильных учебных предметов 50% 40% 10% 4,4 0,5 26% 48% 26% 4,0 0,5 3,3

2 Умение разрабатывать и реализовывать элективные курсы 45% 40% 15% 4,3 0,5 35% 52% 13% 4,2 0,5 0,6

3 Исследование в профильной сфере путем разработки и выполнения лабораторных работ 60% 35% 5% 4,6 0,4 35% 26% 39% 4,0 0,8 7,0

4 Разработка творческих проектов с использованием новых технологических карт и с изготовлением лабораторных установок 66% 30% 14% 4,5 0,3 22% 35% 43% 3,8 0,6 8,2

Из таблицы 2 видно, что обнаружены несущественные различия в качестве результатов выполнения заданий экспериментальной и контрольной групп для первых двух сравниваемых уровней. < 5,99 = , поэтому справедлива нулевая гипотеза - характеристики экспериментальной и контрольной фупп совпадают.

Для третьего уровня х\„, = 7,0 > 5,99 = х1,т, поэтому справедлива альтернативная гипотеза - характеристики экспериментальной и контрольной групп

различны. Это говорит о том, что для студентов экспериментальной группы доступны задания, связанные с проведением исследований в профильной сфере путем разработки и выполнения лабораторных работ на основе переноса теоретических знаний в практическую деятельность. Что касается контрольной группы, то они ограничиваются в основном лишь теоретическим проектированием без оценки его реального воплощения в практитическим проектированием без его реального воплощения в практике.

Для четвертого уровня = 8,2 > 5,99 = ¿„!05,что свидетельствует о различии характеристик экспериментальной и контрольной групп. Студентам экспериментальной группы было легче выполнять задания, связанные с разработкой творческих проектов путем использования новых технологических карт и изготовления лабораторных установок.

Такие показатели определяются тем, что в экспериментальной группе будущие педагоги профессионального обучения имеют опыт практической реализации проектных идей в процессе выполнения лабораторных работ специализированного практикума, а студенты контрольной группы имеют лишь теоретический опыт проектирования на уровне идей.

С этими результатами контрольного эксперимента согласуются данные, полученные в ходе выполнения выпускных квалификационных работ рис. 1. Студенты экспериментальной группы в период выполнения выпускных квалификационных работ овладели более высоким уровнем профильных компетенций. Уровень проявления их творческой самостоятельности выше, что и сказалось на оценках выпускных квалификационных работ.

Педагогический эксперимент также показал, что весьма желательно установление межпредмет-контрольной групп по итогам выполнения ных связей специализированного выпускных квалификационных работ практикума с различными видами практики студентов и с технологическим практикумом. Для развития практических компетенций будущих педагогов профессионального обучения определенный интерес представляет разработка технологического процесса изготовления учебных приборов, внедряемых в новый специализированный практикум. В связи с этим было принято решение о необходимости привлечения студентов к составлению технологических карт этих учебных приборов. Такие карты составляются студентами также во время прохождения ими преддипломной и дипломной практики в учебно-производственных мастерских факультета технологии и предпринимательства ЛГПУ. При этом сту-

И контрольная группа О экспериментальная группа

80% -|

са о Ь 60% -

40% -

о к § 20% -

0% -

низкий средний высокий Уровни подготовки

Рис.1 Сравнение экспериментальной и

денты получают консультации у преподавателя, ведущего занятия по вышеуказанным курсам по выбору.

Анализ технологических карт показывает, что реализация творческих проектов с их помощью способствует развитию инженерной подготовки. Вместе с тем, в результате педагогического исследования выяснилось, что студенты не умеют оформлять карты с использованием компьютерных программ оформления графической документации. С целью ликвидации этого пробела по нашей рекомендации был введен факультативный курс «Практикум по информационным технологиям» для студентов ФТиП. На занятиях данного курса студенты получают практические навыки работы с программами «Компас», «AutoCad», «Circuit Maker» и т. п.

Такой интегративный подход к разработке специализированного практикума весьма положительно сказался на подготовленности студентов к выполнению профессионально-ориентированных выпускных квалификационных работ в X семестре. За период исследования была выполнена 21 выпускная квалификационная работа при нашем непосредственном участии в постановке задач, управлении и корректировке процесса исследования.

По данным контрольного эксперимента выполнено окончательное распределение разработанных и имеющихся лабораторных работ специализированного практикума по специализациям, которые используются на факультете технологии и предпринимательства Липецкого государственного педагогического университета. При отборе этих работ были использованы критерии, способствующие формированию профильной компетентности будущего педагога профессионального обучения.

В дополнении к этому педагогический эксперимент выявил, что специализированный практикум способствует активизации научно-исследовательской работы студентов. В ходе исследований совместно со студентами опубликовано 3 статьи. Некоторые студенты за участие в конкурсе опытно-конструкторских разработок получили дипломы различной степени, в том числе диплом I степени, полученный в конкурсе творческих проектов в номинации «Информационные технологии в образовании» студентом заочного отделения (ЛГПУ, 2004 г.).

В эксперименте также участвовали школьники, которые стали победителями Липецкой предметной олимпиады и в дальнейшем готовились к экспериментальному туру Всероссийской олимпиады по физике. С ними решались экспериментальные задачи, и выполнялись творческие проекты, которые представлялись на различные конкурсы. Примером может служить проект «Прибор для ускоренного определения элементарного заряда», выполненный школьником лицея № 44 г. Липецка в рамках Всероссийского научно-инженерного конкурса «Шаг в будущее» (2004 г.), получивший диплом I степени.

В целом, результаты педагогического эксперимента подтвердили правильность исходной гипотезы об эффективности и практической значимости

разработанного специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагога профессионального обучения Основные результаты исследования

1. Выделены профильные компетенции, которыми должен овладеть современный педагог профессионального обучения, и уточнена концепция проектирования специального физического практикума в педагогическом вузе, отражающая специфические особенности подготовки педагога профессионального обучения к работе с учащимися профильных классов и учебных заведений.

2. На основе уточненной концепции разработаны и изготовлены лабораторные установки к следующим лабораторным работам:

• «Использование оптоэлектронных датчиков и ПЭВМ для изучения законов трения»;

• «Изучение возможностей применения компьютерного измерительного комплекса для анализа параметров ионисторов»;

• «Применение компьютерного микроскопа для измерения скорости роста кристаллов»;

• «Исследование влияния неоднородного искусственного поля силы тяготения на рост растений»;

• «Изучение влияния неоднородного искусственного поля силы тяготения на жидкие и сыпучие среды»;

• «Освоение технологии изучения сварного шва методом компьютерной микроскопии»;

• «Освоение технологии проведения металлографических исследований методом компьютерной микроскопии»;

• «Изучение метода экспресс-диагностики химических источников тока»;

• «Исследование кинетики зарождения и роста кристаллов в электрическом поле»;

• «Определение оптимальных параметров фотографирования на основе эффекта Кирлиани».

3. Конкретизировано содержание и применение физического специализированного практикума при изучении курсов по выбору «Физико-техническое профильное образование» и «Технология компьютерного эксперимента» применительно к двум специализациям специальности «050501 - Профессиональное обучение (отрасли «Агроинженерия»; «Технологическое оборудование и автоматизация машиностроительного производства»).

4. Разработаны методические рекомендации для студентов по выполнению лабораторных работ физического специализированного практикума и составлены технологические карты для изготовления лабораторных установок во время профессионально-ориентированных практик и технологического практикума. Создано электронное учебное пособие, позволяющее улучшать самостоятельную и аудиторную работу студентов во время изучения вышеуказанных курсов. Новизна специализированного практикума под-

тверждена двумя свидетельствами Федерального института промышленной собственности России (№ 2005611611 и № 2005620173).

5 Проведена опытно-экспериментальная апробация условий формирования профильной компетентности будущих педагогов профессионального обучения с использованием специализированного физического практикума Зафиксирована положительная динамика результатов педагогического эксперимента которая подтвердила правильность гипотезы об эффективности разработанного специализированного физического практикума по' формированию профильной компетентности педагога профессионального обучения.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях общим объемом 3,8 п.л. (авторских 3,2 п.л.):

1. Ермакович К.К., Анисимов И.Н. Изучение разрядных характеристик ио-' нистора с помощью компьютерного измерительного комплекса. // Информационные технологии в процессе подготовки современного специалиста: Межвузовский сборник. - Липецк: Л ГПУ, 2002. - Вып. 5. - С. 29-30 (0,1 пл., авторских 50%).

2. Анисимов Н.М., Анисимов И.Н., Савохин И.В. Контактное фотографирование растений в условиях газового разряда //Преподавание физики в высшей школе. № 22. - М.: Прометей. - 2002. - С. 56-63. (0,5 п.л., авторских 40%).

3. Анисимов И.Н. Использование персональной ЭВМ для совершенствования учебно-научного эксперимента в вузе //Сборник научных трудов аспирантов и соискателей. - Липецк: ЛГПУ, 2004. Ч. 1. - С. 10-13. (0,3 пл.).

4. Анисимов И.Н. «Черные ящики» для физических олимпиад // Наука в Липецкой области: истоки и перспективы: сборник докладов и тезисов областной научно-практической конференции. - Липецк: ЛГТУ, 2004. Ч. 2. -С. 135-136(0,1 пл.).

5. Анисимов И.Н., Бессонов В.В., Ливенцев М.Ю. Демонстрационный стенд на тему: «Устройство ПЭВМ» //Совершенствование процесса профессиональной подготовки специалиста на ФТИП: сборник научных трудов. -Липецк: ЛГПУ, 2005. - С. 100-103. (0,3 пл., авторских 50 %).

6. Анисимов И.Н., Рыжкин М.П. Методическое и техническое обеспечение творческого проекта по теме «Цифровая фотография» // Совершенствование процесса профессиональной подготовки специалиста на ФТИП: сборник на, учных трудов. - Липецк: ЛГПУ, 2005. - С. 103-106. (0,3 пл., авторских 80 %).

7. Анисимов И.Н. Разработка и применение лабораторной работы по измерению скорости роста кристаллов с использованием ПЭВМ //Сборник научных трудов аспирантов и соискателей. - Липецк: ЛГПУ, 2005. Ч. 1. -С. 14-21.(0,5 пл.).

8. Анисимов И.Н. Исследовательско-конструкторские творческие проекты физико-технического профиля //Новые технологии в преподавании физики-школа и ВУЗ. - М.: МПГУ. - 2005. - С. 36 (0,1 пл.).

9 Анисимов И.Н. Использование ПЭВМ для совершенствования учебно-научного эксперимента по физике //Материалы седьмой региональной науч-

но-практической конференции по проблемам естественно математического образования. - Липецк: ИРО, 2005. Ч. 1. - С. 28-30. (0,2 пл.).

10. Анисимов Н.М., Анисимов И.Н. Разработка творческого проекта по теме «Микроструктурный анализ с применением компьютерной приставки» // Теория и практика профессионального образования. Сборник научных трудов. - Орел: ОрелГТУ, 2005. - С. 130-137. (0,5 пл., авторских 50 %).

11. Анисимов И.Н. Разработка и применение инновационного компьютерно-технологического спецпрактикума //Инновации в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании: Тез. докл. 12-й Всерос. науч,-практ. конф. - Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун.-та, 2005. - С. 29-30 (0,1 пл.).

12. Анисимов Н.М., Анисимов И.Н. Высокотехнологичное инновационное оборудование в индустрии образования для развития творческих способностей студентов //Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Т. 1: Сборник трудов Первой международной научно-практической конференции «Исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности». - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2005. - С. 300-301. (0,1 пл., авторских 50 %).

13. Анисимов И.Н. Исследовательско-конструкгорские творческие проекты физико-технического профиля. Преподавание физики в высшей школе. Научно-методический журнал. № 31. - М., 2005. - С. 9-13. (0,3 пл.)

14. Анисимов Н.М., Анисимов И.Н. Применение курса «Современная электроника» при обучении студентов специальности «Технология и предпринимательство» //Современная электроника и информационные технологии в системе образования различных уровней. Сборник материалов 1-й Всероссийской научно-методической конференции. - Псков: Филиал СПбГИЭУ, 2005. - С. 26-28. (0,2 пл., авторских 50 %).

15. Анисимов И.Н. Программа «Лабораторный практикум». Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. Официальный бюллетень федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. - М., 2005. - С. 200. (0,1 пл.)

16. Анисимов И.Н. База данных «Лабораторные работы». Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. Официальный бюллетень федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. - М., 2005. - С. 225. (0,1 пл.)

17. Анисимов И.Н. Формирование профессиональной компетентности инженера-педагога средствами физического спецпрактикума. Развивающие аспекты процесса обучения физике: Доклады на Всероссийской научно-методической конференции. - Самара: Издательство СГПУ, 2005. - С. 8-11. (0,3 пл.)

Подписано в печать 15 03 06 Бумага офсетная Формат 60х84'/16 Гарнитура Times New Roman Печать трафаретная Уел печ л 1.39 Уч -изд л 1 5 Тираж 100 экз Заказ № 56

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С А Есенина» 390000, г Рязань, ул Свободы, 46

Редакционно-издательский центр РГУ 390023,1 Рязань ул Урицкого 22

JlpptÁ

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Анисимов, Илья Николаевич, 2006 год

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Современное состояние проблемы формирования профессиональной компетентности инженера-педагога в вузе.

1.1. Основные теоретические положения о понятии «профессиональная компетентность».

1.2. Состояние опытно-экспериментальных работ по формированию профессиональной компетентности инженера-педагога.

1.3. Профессиональная компетентность педагога в условиях профилизации школ.

1.4. Состояние разработки и применения специальных практикумов.

1.5. Возможности применения ПЭВМ для формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Организация, содержание и методика проведения экспериментальных работ в специализированном физическом практикуме.

2.1. Рабочие программы спецкурсов «Физико-техническое профильное обучение» и «Технология компьютерного эксперимента».

2.2. Содержание экспериментальных лабораторных работ для специализированного практикума.

2.3. Методика организации и проведения занятий.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Исследование эффективности применения специализированного физического практикума для формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения в вузе.

3.1. Организация педагогического эксперимента.

3.2. Результаты педагогического эксперимента.

Выводы по главе 3.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методика специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагога профессионального обучения"

Актуальность и значимость темы исследования обусловлены модернизацией российского образования в области профессиональной подготовки молодежи в новых социально-экономических условиях развития общества. В соответствии с «Программой модернизации педагогического образования» (2003 г.) предусмотрено выполнение ряда мероприятий: преодоление отставания материально-технической базы и ресурсно-информационного обеспечения педагогических образовательных учреждений от уровня современных требований; разработка системы подготовки, переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров для обеспечения профильного обучения в старшей школе; обучение педагогов использованию информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе; усиление фундаментальной подготовки педагогов, формирование их способности к исследовательской деятельности в психолого-педагогической и предметной сфере; создание федеральных комплектов учебно-методической литературы, в том числе на электронных носителях, для педагогических направлений и специальностей.

Становится очевидным, что только компетентный в профессиональной области специалист, обладающий соответствующими знаниями, умениями и способностями, а также опытом практической деятельности в этой сфере, в состоянии эффективно решать поставленные задачи. Компетентность на всех уровнях образования сегодня должен рассматриваться как один из важнейших принципов модернизации системы профессионального обучения.

Необходимость формирования школой ключевых компетенций отмечена в «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 г.» (2001 г.). Усиление внимания к данной проблеме обусловлено также рекомендациями Совета Европы (Берн, 1996 г.), относящимися к обновлению образования, его приближению к заказу социума. Стало очевидно, что формирование профессиональной компетентности педагога становится одной из главных проблем теории и практики подготовки педагогических кадров.

По мнению авторов «Концепции профильного обучения» (2002 г.), в настоящее время в высшей школе сформировалось устойчивое мнение о необходимости дополнительной специализированной подготовки старшеклассников для прохождения вступительных испытаний и дальнейшего образования в вузах. Традиционная непрофильная подготовка старшеклассников в общеобразовательных учреждениях привела к нарушению преемственности между школой и вузом, породила многочисленные подготовительные отделения вузов, репетиторство, платные курсы и др.

Таким образом, на современном этапе развития общего и профессионального образования возникла проблема формирования компетентности педагога в области профильного обучения. Такую компетентность мы называем «iпрофильной компетентностью». Профильная компетенция является составной частью профессиональных компетенций педагога. Необходимость введения данного термина обусловлена тем, что в соответствии с действующими нормативными документами Министерства образования и науки РФ весьма актуальным является развитие профильного обучения. Однако существующие стандарты высшего педагогического образования не предусматривают четких квалификационных требований к готовности учителей общеобразовательных школ и педагогов профессионального обучения вести работу по профильной и предпрофильной подготовке учащихся. В то же время выпускники педагогических вузов уже сегодня должны быть готовы выполнять эту работу.

Общие проблемы высшего педагогического образования рассматриваются в трудах Ю.К. Бабанского [29, 30], В.П. Беспалько [39], А.П. Лиферова [141] и других ученых. В теоретико-методологических трудах С.И. Архангельского [26], В.В. Краевского [116, 117], B.C. Леднева [134-136], М.Н. Скаткина [215, 216] и других исследователей раскрываются теоретические основы содержания профессиональной подготовки педагогов, цели и задачи высшего педагогического образования.

Исследованию психолого-педагогических и методических проблем инженерно-педагогического образования посвящены работы А.А. Жученко [76], Э.Ф. Зеера [78-81], В.П. Косырева [114], Н.В. Кузьминой [121-123], Г.М. Романцева [76], Е.В. Ткаченко [76]. Вопросы формирования политехнических знаний в процессе трудовой подготовки рассматривались П.Р. Атутовым [27], С.Я. Батышевым [36], В.А. Поляковым [27] и др.

Различные формы и методы формирования профессиональной компетентности будущего учителя представлены в трудах В.И. Андреева [7], В.В. Косарева [142], А.П. Крючатова [142], Н.Н. Лобановой [142], Н.Д. Никандрова [168], В.А. Сластенина [218], А.В. Хуторского [254], Thomas S. Popkewitz [285] и др.

Отдельные аспекты профессиональной компетентности педагога рассмотрены в диссертационных исследованиях В.А. Адольфа [3], А.И. Ахулко- » вой [28], Т.В. Добудько [67], А.К. Козыбая [108], О.А. Козыревой [109], Б.А. Маматова [148], С.В. Милициной [160] и др.

Изучению современных тенденций развития профессиональной школы России посвящены труды A.M. Новикова [170], А.Ф. Киселева [105], А.Я. Савельева [105], Б.А. Сазонова [105]. Проблемы конструкторско-технологического образования нашли отражение в работах В.Д. Симоненко [276], Ю.Л. Хотунцева [276,253] и др.

Проведенный анализ современной психолого-педагогической и методической литературы показал, что формирование профильных компетенций у студентов является одной из важных составных частей в системе подготовки современного педагога профессионального обучения. Это объясняется тем, что технический прогресс все более насыщает труд педагога профессионального обучения элементами инженерно-технических знаний и умений. Внедрение и использование все более совершенных технологий, необходимость повышения компьютерной грамотности выдвигают новые требования к системе подготовки специалистов, в которой все более интенсивно используются различные технические средства и технологии.

Этот анализ одновременно показал, что задачи формирования профессиональной компетентности в процессе подготовки современного педагога профессионального обучения еще не нашли должного отражения в работах педагогов-исследователей. Одни авторы ограничиваются общими методологическими аспектами конструкторской подготовки педагога профессионального обучения; другие рассматривают возможности применения компьютерных технологий при изучении отдельных дисциплин. Формирование профильной компетентности на основе использования спецпрактикумов также остается пока недостаточно разработанной проблемой.

Также не вызывает сомнений, что будущие педагоги профессионального обучения должны иметь глубокие представления о возможностях развития профильной компетентности средствами фундаментальных дисциплин. Однако нормативные документы педагогических вузов не предусматривают глубокого развития практической составляющей профессиональной компетентности с привлечением методов и приемов экспериментальной физики. Это приводит к тому, что выпускники имеют крайне низкий уровень компетенций в данной области. Обширные экспериментальные и технические знания, которыми живет современная физическая наука, остаются практически не известными будущим педагогам профобразования и, следовательно, учащимся начальной профессиональной школы. Создавшееся положение является одним из факторов, обуславливающим снижение интереса молодежи к естественным наукам и, в первую очередь к физике.

В заключение следует отметить, что в соответствии с приказом № 4 Министерства образования и науки РФ от 12.01.2005, составлен новый перечень направлений подготовки (специальностей) высшего профессионального образования, в котором предусмотрены следующие направления (специальности), имеющие отношение к теме исследования: «050500 - Технологическое образование (квалификации 62 - Бакалавр технологического образования и 68 - Магистр технологического образования)»; «050501 - Профессиональное обучение (по отраслям) (квалификация 65 - Педагог профессионального обучения)». Эти направления подготовки должны быть обеспечены новым учебно-методическим комплексом, который позволит готовить указанных специалистов на качественно новом уровне.

Вышесказанное позволяет выявить следующие противоречия:

- между действующей вузовской системой подготовки педагогов профессионального обучения и новыми современными требованиями к формированию их профильной компетентности;

- между потенциальными возможностями физического спецпрактикума в процессе подготовки педагогов профессионального обучения к осуществлению профильного обучения и их недостаточной реализацией в практике педагогических вузов.

Отсюда возникает проблема исследования: каким образом обеспечить развитие профильных компетенций педагога профессионального обучения в современном педагогическом вузе?

Актуальность проблемы исследования, ее недостаточная научная разработанность и практическая значимость определили выбор темы исследования: «Методика специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагога профессионального обучения».

Цель исследования - выявить и обосновать условия формирования профильной компетентности педагогов профессионального обучения средствами физического специализированного практикума.

Объект исследования - процесс формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.

Предмет исследования - специализированный физический практикум как средство формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.

Гипотеза исследования - если включить в систему формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения в педагогическом вузе в качестве средства обучения специализированный практикум по экспериментальной физике, то это позволит развивать следующие компетенции педагога:

- организовывать учебную практику и исследовательскую деятельность старшеклассников в рамках технологического профиля;

- создавать условия для дифференциации содержания обучения старшеклассников и построения индивидуальных образовательных программ в системе начального и среднего профессионального образования;

- обеспечивать углубленное изучение профильных учебных предметов, разрабатывать и реализовать элективные учебные предметы;

- обеспечивать успешное выполнение учащимися творческих проектов по выбранному ими профилю.

В соответствии с целью, предметом и выдвинутой гипотезой определены следующие задачи исследования:

• Выявить отличия инженерно-педагогического образования от инженерного и педагогического.

• Изучить особенности формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.

• Выявить роль и возможности физического специализированного практикума в формировании профильной компетентности педагога профессионального обучения.

• Разработать содержание, программу и методику проведения специализированного практикума по экспериментальной физике для студентов специальности «050501 - Профессиональное обучение (по отраслям) (квалификация 65 - Педагог профессионального обучения)».

• Провести опытно-экспериментальную проверку эффективности использования разработанного специализированного практикума для формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения.

• Внедрить специализированный физический практикум в практику обучения студентов факультета технологии и предпринимательства Липецкого государственного педагогического университета.

Методологической и теоретической основой исследования являются общедидактическая теория содержания образования (В.В.Краевский [116, 117], И.Я.Лернер [117, 139], Н.М.Скаткин [215, 216] и др.); теория высшего педагогического образования (С.И. Архангельский [26], Ю.К. Бабанский [29, 30], В.П. Беспалько [38,39], B.C. Безрукова [181] и др.); теоретические модели подготовки учителя к реализации дифференцированного обучения физике (Н.С. Пурышева [193]) и вариативного подхода при составлении учебных программ по физике (С.Е. Каменецкий [96-98]); эвристические методы как главные процессуальные характеристики творческой деятельности (В .И. Андреев [7], А.В. Хуторской [254-256] и др.); принципы совместной продуктивной деятельности преподавателя с обучающимся (В.Я. Ляудис [143]); концепция формирования профессиональной компетентности учителя (В.А. Сластенин [180, 201, 218], JI.K. Гребенкина [58] и др.); концепция формирования физического спецпрактикума (В.А. Ильин [40, 46], Е.Б. Петрова [68, 183]); концепция компьютеризации физико-технической подготовки (Ю.А. Воронин [50]); концепция компетентностного подхода к подготовке специалистов (В.А.Адольф [3], Т.В. Добудько [67]).

Для решения поставленных задач и проверки гипотезы использовались следующие методы:

• теоретический анализ проблемы исследования на основе изучения научно-методической, педагогической и психологической литературы, материалов и публикаций в периодической печати, вузовских учебных программ и учебных пособий, нормативных документов;

• анализ деятельности преподавателей при подготовке, проведении и использовании физических спецпрактикумов в учебном процессе на основе данных наблюдения, проведения бесед, анкетирования, изучения конспектов (планов) занятий;

• анализ деятельности студентов при выполнении заданий лабораторных работ спецпрактикума на основе данных наблюдений, заслушивания устных и изучения письменных отчетов о выполнении заданий, курсовых и выпускных квалификационных работ, а также результатов их участия в выставках и конференциях;

• анализ вузовского преподавания на основе изучения опыта работы преподавателей, инструкций к лабораторным работам, проведения бесед с преподавателями, ознакомления с лабораториями, наблюдения при посещении занятий;

• опытно-экспериментальная работа поискового характера по разработке лабораторных установок и методики их использования в учебном процессе;

• изучение результатов профессионально-ориентированной деятельности студентов при прохождении учебной, технологической и преддипломной практик в профильных учебных заведениях и классах;

• педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования;

• качественный анализ результатов эксперимента;

• стандартные методы математической статистики по обработке данных педагогического эксперимента;

• обсуждение результатов исследования на научно-методических конференциях, совещаниях и семинарах.

Экспериментальная база исследования. Первые экспериментальные исследования были выполнены на физико-математическом факультете Липецкого государственного педагогического университета. Основная исследовательская работа осуществлялась на базе факультета технологии и предпринимательства этого же университета. Кроме этого, был проведен педагогический эксперимент с учителями на базе Института развития образования департамента образования и науки Липецкой области. Окончательная экспериментальная апробация результатов проведена на кафедре общей и теоретической физики и методики преподавания физики Рязанского государственного университета им. С.А. Есенина.

Основные этапы исследования:

Первый этап (2000-2002 г.г.) включал изучение литературы по проблеме исследования, состояния физико-технического образования в педагогическом вузе, опыта практической работы учителей технологии и педагогов профессионального обучения Липецкой области, проведение констатирующего эксперимента. В этот период были определены проблема, цель, гипотеза и задачи исследования.

На втором этапе (2002-2004 г.г.) в ходе опытной работы проведен формирующий эксперимент, определено содержание лабораторных работ, вводимых в авторские курсы по выбору, изготовлены и испытаны новые установки по экспериментальной физике, а также разработаны методические рекомендации по их изготовлению и применению в учебном процессе.

Третий этап (2004-2005 г.г.) включал в себя проверку гипотезы исследования, обработку и обобщение полученных результатов; формулирование теоретических выводов; анализ и обсуждение опытно-экспериментальной работы; завершение литературного и графического оформления диссертационного исследования.

Научная новизна исследования:

• Выявлена характерная особенность инженерно-педагогического образования, отличающая его от инженерного и педагогического, которая предусматривает подготовку студентов не по отдельным дисциплинам, а по блоку профессиональных дисциплин, включая педагогические, физико-технические, общепрофессиональные и специальные знания.

• Конкретизирована концепция проектирования специальных практикумов и курсов по выбору в контексте проходящей модернизации российского образования на основе широкого использования современных инженерных и компьютерных технологий, обеспечивающих условия для эффективного формирования профильных компетенций педагогов профессионального обучения.

• Предложен вариант специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагогов профессионального обучения на базе авторской концепции построения физического спецпрактикума, включающий оригинальные экспериментальные учебные установки и их методическое обеспечение (методические указания к лабораторным работам с контрольными заданиями и вопросами, авторское электронное учебное пособие, образцы технологических карт и творческих проектов физико-технического содержания).

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:

Результаты работы расширяют теоретические представления педагогической науки и методики обучения физике о дидактических возможностях и сферах применения учебного физического эксперимента как метода обучения по отношению к его содержательной и процессуальной части. Они показывают, что реализация межпредметных связей физики и технических дисциплин, интеграция инженерных и педагогических составляющих в учебном физическом эксперименте способствует более качественной профильной подготовке педагогов профессионального обучения.

Практическая значимость исследования состоит в том, что содержащиеся в нем теоретические положения и результаты могут быть использованы для дальнейшей разработки системы формирования профильной компетентности педагога профессионального обучения. Прошедшие экспериментальную проверку методические рекомендации и пособия по обеспечению условий развития профильных компетенций средствами физического спецпрактикума могут найти применение в учебном процессе педагогических вузов, при подготовке и переподготовке работников системы начального и среднего профессионального образования. Предложенные технологические карты могут быть использованы для организации профильного обучения с использованием метода проектов и изготовления учебного оборудования. Внедрение разработанного специализированного практикума в учебный процесс Липецкого государственного педагогического университета повысило качество подготовки педагогов профессионального обучения.

Достоверность научных положений и выводов обеспечены соблюдением основных требований, предъявляемых к организации и проведению педагогического эксперимента; воспроизводимостью экспериментальных результатов; комплексным использованием разнообразных методов исследования; современной экспериментальной базой; использованием методов математической статистики.

На защиту выносятся:

1. Положение о том, что специализированный физический практикум, обеспечивающий органическое соединение дидактических возможностей учебного эксперимента (научность, наглядность и доказательность, занимательность, доступность, эвристическое начало, .) с современными достижениями инженерных и компьютерных технологий по линии межпредметных связей, может служить эффективным средством формирования профильной компетентности педагогов профессионального

2. Комплект учебных лабораторных работ и экспериментальных установок для специализированного физического практикума по формированию профильной компетентности педагогов профессионального обучения по специальности «050501 - Профессиональное обучение (отрасли «Агроинженерия» и «Технологическое оборудование и автоматизация машиностроительного производства»).

3.Методическое обеспечение специализированного физического практикума для курсов по выбору «Физико-техническое профильное образование» и «Технология компьютерного эксперимента» для специальности «050501 -Профессиональное обучение (отрасли «Агроинженерия» и «Технологическое оборудование и автоматизация машиностроительного производства»), включающее комплекс дидактических и методических материалов - рабочие программы, тематические планы, методические указания к лабораторным работам, технологические карты, электронное учебное пособие, рекомендации по реализации профильного обучения, дифференциации его содержания и построения индивидуальных образовательных программ, по организации исследовательской работы учащихся.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в ходе опытно-экспериментальной работы на базе Липецкого государственного педагогического университета и Института развития образования Департамента образования и науки Липецкой области. Основные теоретические положения диссертационного исследования и результаты опытно-экспериментальной работы докладывались на научно-методических конференциях: «Новые технологии в преподавании физики (НТПФ - IV)», (г. Москва, 2005); XII Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании» (г. Екатеринбург, 2005); I международной научно-практической конференции «Исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт-Петербург, 2005); VII региональной научно-практической конференции «Проблемы преподавания дисциплин естественно-математического цикла» (г. Липецк, 2004); областной научно-практической конференции «Наука в Липецкой области: истоки и перспективы» (г. Липецк, 2004); V и VI региональных научно-практических конференциях «Творческая конструкторская деятельность учителей технологии, учащихся школ, технических училищ и студентов факультета технологии и предпринимательства Липецкого государственного педагогического университета» (г. Липецк, 2004, 2005); отчетных конференциях Липецкого государственного педагогического университета по итогам научно-исследовательской и научно-методической работы (г. Липецк, 2002, 2003, 2004 и 2005); Всероссийской научно-методической конференции «Развивающие аспекты процесса обучения физике» (г. Самара 2005); школе молодых ученых Липецкой области «Актуальные проблемы естественных наук и их преподавания» (г. Липецк, 2005). Результаты диссертации докладывались также на заседаниях кафедры физико-технических дисциплин ЛГПУ, кафедры общей и теоретической физики и методики преподавания физики Рязанского государственного университета им. С.А. Есенина.

Основные результаты исследования внедрены в практику работы: факультета технологии и предпринимательства и физико-математического факультета Липецкого государственного педагогического университета; Института развития образования Департамента образования и науки Липецкой области.

Физический специализированный практикум прошел государственную регистрацию в Федеральном институте промышленной собственности России (свидетельство № 2005611611 и свидетельство № 2005620173).

По теме исследования опубликовано 17 работ [8-24, 72].

Основные результаты исследования внедрены в практику работы: факультета технологии и предпринимательства и физико-математического факультета Липецкого государственного педагогического университета; Института развития образования Департамента образования и науки Липецкой области.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 286 наименований и 12 приложений. Основной текст диссертации изложен на 173 страницах, содержит 17 таблиц и 14 рисунков.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Выводы по главе 1.

1. Теоретический анализ содержания понятия «профессиональная компетентность педагога» показал, что оно подразумевает необходимость развития у специалиста довольно широкого круга компетенций. Формирование профессиональных компетенций происходит средствами содержания образования, которое определяется социальным запросом и потребностями личности. Социальный запрос изменяется в связи с развитием системы образования и общества. Он отражается в новых нормативных документах, принимаемых Министерством образования и науки РФ, а также региональными структурами управления системой образования. Это, в конечном итоге, приводит к изменению содержания понятия «профессиональная компетентность». Мы намерены воспользоваться определением профессиональной компетентности педагога профессионального обучения как единства его теоретической и практической готовности к осуществлению инженерно-педагогической деятельности.

2. Характеризуя состояние опытно-экспериментальной работы по формированию профессиональной компетентности педагога профессионального обучения в педагогических вузах, следует отметить, что она слабо ориентирована на решение задач инженерно-педагогического профиля. Вместе с тем, будущий педагог профессионального обучения должен обладать высоким уровнем профессиональной компетентности, чтобы получить квалификацию специалиста или магистра профессионального образования. Однако в сложившейся практике обучение инженера-педагога мало отличается от обычной подготовки учителей физики, технологии, информатики и т. п. Причиной этого явления, по нашему мнению, является недостаточная практическая направленность дисциплин физико-технического профиля, которые закладывают фундаментальную основу для последующего изучения специальных учебных предметов. Для устранения данной причины необходимо внести изменения в содержание подготовки инженеров-педагогов путем внесения профессионально ориентированных спецпрактикумов.

3. Теоретический анализ научно-методической литературы и нормативной документации показывает, что будущий педагог профессионального обучения должен быть готовым к работе в профильной школе. Для этого он должен овладеть новыми компетенциями, среди которых нами выделены важнейшие:

- проводить исследовательскую деятельность в профильной предметной сфере;

- создавать условия для дифференциации содержания обучения старшеклассников и для построения индивидуальных образовательных программ в системе начального и среднего профессионального образования;

- обеспечить углубленное изучение профильных учебных предметов;

- разрабатывать и реализовать элективные учебные предметы физико-технического профиля;

- организовать учебную практику и исследовательскую деятельность старшеклассников в рамках технологического профиля;

- обеспечить успешное выполнение учащимися творческих проектов по выбранному ими профилю.

4. Анализ современного состояния применения спецпрактикумов показывает, что в наибольшей мере получили развитие спецпрактикумы, ориентированные на усиление практической направленности подготовки учителей физики и учителей технологии на основе физико-технических дисциплин. В то же время наблюдается недостаточная научно-методическая и материально-техническая оснащенность спецпрактикумов в системе подготовки инженеров-педагогов. Предложена концепция проектирования физического специализированного практикума в педагогическом вузе, отражающая специфические особенности подготовки педагога профессионального обучения к работе с учащимися профильных классов. Ее основу составляют следующие положения:

- цели и задачи специализированного практикума должны соответствовать целям и задачам формирования профильной компетентности будущего специалиста;

- тематика специализированного практикума не может быть узконаправленной, в него включаются работы, как имеющие общефизический характер, так и работы, учитывающие специфику будущей профессиональной деятельности выпускника;

- итогом выполнения каждой лабораторной работы должно являться понимание места изучаемого явления в системе предпрофильного и профильного обучения старшеклассников;

- использование в работах современной измерительной аппаратуры, приборов и методов измерения, причем техника проведения сложного физического эксперимента и методика обработки его результатов также должны являться предметом изучения в специализированном практикуме;

- желательно включение в спецпрактикум серии работ, развивающих компетенции старшекурсников по использованию компьютера в качестве измерительного, моделирующего, управляющего и вычислительного устройства;

- экспериментальная часть лабораторных работ может предусматривать использование новых учебно-исследовательских приборов и устройств, разработка и изготовление которых посильна самим студентам;

- полезно установление межпредметных связей физического специализированного практикума с дисциплинами специализаций.

5. Применение ПЭВМ для сбора опытных данных и управления физико-техническим экспериментом является наиболее интересным для подготовки педагогов профессионального обучения к преподаванию в профильных классах и школах и одновременно наиболее сложным с точки зрения технической реализации. Вместе с тем, в последнее время появились программные средства для проведения автоматизированного эксперимента, пригодные к применению в школьных и вузовских лабораторных практикумах. Появляются новые виды исследовательского оборудования, как анализатор изображений и цифровой (компьютерный) микроскоп. Однако существующая вузовская подготовка инженеров-педагогов не обеспечивает необходимый уровень применения этих средств для преподавания дисциплин специальности и специализации, что делает очень актуальной проблему совершенствования физического лабораторного практикума на основе использования компьютерных технологий.

Глава 2. Организация, содержание и методика проведения экспериментальных работ в специализированном физическом практикуме

2.1. Рабочие программы спецкурсов «Физико-техническое профильное обучение» и «Технология компьютерного эксперимента»

Спецкурс «Физико-техническое профильное обучение» Этот курс рекомендован и реализован на кафедре физико-технических дисциплин ЛГПУ в качестве курса по выбору в составе блока дисциплин предметной подготовки группы педагогических специальностей «Профессиональное обучение» (030500.01 - Агроинженерия; 030500.06 - Информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии; 030500.08 - Технологическое оборудование и автоматизация машиностроительного производства) для студентов IV курса.

Общая трудоемкость дисциплины - 90 часов В том числе: аудиторная работа - 44 часа Самостоятельная работа - 46 часов

Предмет, цели и задачи дисциплины. Предмет «Физико-техническое профильное обучение» является частью общих отраслевых дисциплин, читаемых будущим инженерам-педагогам. Он представляет развитие и практическое применение курсов «Физика», «Общая физика», «Электротехника и электроника» и «Электрорадиотехника» при конструировании современных учебных приборов и их компонентов в учебно-исследовательских целях.

Цель курса - познакомить студентов с различными практическими приложениями физики, современными тенденциями их применения в профильном обучении.

Основная задача курса - подготовка студентов к организации профильного обучения средствами физики и техники, к осмысленному изучению конструкции и принципов действия электронного оборудования, применяемого в области компьютерной техники, металлообработки и сельскохозяйственного производства, а также сформировать базовые компетенции в области использования различных элементов учебной техники в профильных классах, кружках технического творчества, технических колледжах и лицеях.

Дисциплина изучается на протяжении VIII семестра и предусматривает теоретический курс и лабораторно-практические занятия (табл. 1).

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Анисимов, Илья Николаевич, Рязань

1. Шаскольская МП. Кристаллы. - М.: Наука, 1978.

2. Желудев И.С. Физика кристаллов и симметрия. М.: Наука, 1987.

3. Вейль Г. Симметрия. М.: Наука, 1968.

4. Шубников А.В., Парвов В.Ф. Зарождение и рост кристаллов. М.: Наука, 1969.

5. Бурсиан Э.В. Физические приборы: Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов. М.: Просвещение, 1984.1. Контрольные вопросы.

6. Как использовать изучаемое явление для организации предпрофильного и профильного обучения школьников?

7. Дайте качественную оценку техники проведения данного физического эксперимента и методики обработки его результатов.

8. Какие измерительные приборы и методы измерения использованы в данной работе? Оцените возможность их усовершенствования.

9. Какие компетенции учащихся могут быть развиты в результате использования исследованного явления?

10. Эффективно ли использование компьютера в данной лабораторной работе?

11. Составьте технологическую карту изготовления экспериментальной установки к данной лабораторной работе.

12. Разработайте творческий проект для проведения исследования со школьниками по данной теме.

13. Какова связь данной лабораторной работы с дисциплиной «Технология» и специальными дисциплинами профессионально-технических учебных заведений (см. отчет по педагогической практике)?

14. Что служит центром зарождения кристаллов?

15. Как влияет электрическое поле на зарождение центров кристаллизации?

16. Лабораторная работа Изучение метода экспресс-диагностики химических источников тока. Цель работы: определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока экспресс-методом и оценка их качества.

17. Оборудование: лабораторная установка (рис. 3).

18. Методика проведения эксперимента

19. Рис. 3 Фотография экспериментальной установки.

20. Работу выполняют в следующей последовательности: 1. Выберите для исследования источник тока с ЭДС < 2В.

21. Установите исследуемый источник тока GB в батарейный отсек.1. В с D\

22. Включите мультиметр ММ тумблером Т на пределе измерения 2000 мВ и занесите его показания Е в таблицу 4.

23. Нажмите кнопку А, на время достаточное для регистрации показаний мультиметра ММ и занесите их значения UA в таблицу 4.