Формирование математической компетентности будущего специалиста технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования

Петрова, Елена Михайловна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика профессионального образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Формирование математической компетентности будущего специалиста технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования

Автореферат

Автор научной работы: Петрова, Елена Михайловна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Калуга
Год защиты: 2013
Специальность ВАК РФ: 13.00.08

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Формирование математической компетентности будущего специалиста технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования"

На правах рукописи

Петрова Елена Михайловна

ФОРМИРОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩЕГО СПЕЦИАЛИСТА ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ В УЧРЕЖДЕНИЯХ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

1 В АПР 2013

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Калуга-2013

005052139

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Калужский государственный университет им. К. Э. Циолковского»

Научный руководитель: кандидат педагогических наук, доцент

Виноградский Вадим Геннадиевич

Официальные оппоненты: доктор психологических наук, профессор кафедры психологии, ректор НООВПО НП «Тульский институт экономики и информатики» Карпов Евгений Борисович

кандидат педагогических наук, член-корреспондент АПО, директор ГБОС СПО КО «Калужский индустриально-технологический колледж»

Щеголев Владимир Анатольевич

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Орловский государственный

университет»

Защита состоится «24» апреля 2013 года в 11:30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.085.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ФГБОУ ВПО «Калужский государственный университет имени К. Э. Циолковского» по адресу: 248023, г. Калуга, ул. Степана Разина, 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «КГУ имени К.Э. Циолковского» по адресу: 248023, г. Калуга, ул. Степана Разина, 26.

Автореферат разослан «о£'/» І СССі^ / 2013 года.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат педагогических наук, доцент

Малахова Е.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В условиях модернизации промышленного производства остро возникает необходимость формирования в учреждениях среднего профессионального образования (далее УСПО) специалистов, обладающих технической грамотностью, деловой гибкостью и мобильностью, способностью оперативно адаптироваться к меняющимся социально-экономическим жизненным ситуациям и техническим обновлениям, генерировать новые идеи; умением решать разнообразные проблемы, возникающие в производственной деятельности; критически и творчески мыслить, использовать современные технологии, грамотно работать с информацией (уметь собирать необходимые для решения определенной проблемы факты, обобщать и анализировать выводы).

Наряду с профессиональными характеристиками ведущее место среди требований работодателей занимают функциональные и личностные качества работников, такие как: положительное отношение к работе, умение взаимодействовать с людьми (по вертикали и по горизонтали), творческий подход к порученному делу, умение принимать решения и рационально организовывать их исполнение.

Производственный процесс, динамично развивающийся под воздействием технического прогресса, наряду с высокими профессиональными качествами, требует от специалистов технического профиля готовности использовать в профессиональной деятельности математические методы, составляющие фундаментальную основу их профессиональной подготовки. К сожалению, следует заметить что, обладая достаточными знаниями в рамках предметов профессионального цикла, выпускники УСПО не всегда готовы к решению трудных и неординарных производственных задач, требующих интеграции знаний и умений из различных областей. Поэтому их подготовка в стенах средних профессиональных учебных заведений требует существенного совершенствования, особенно в пределах дисциплин математического и общего естественнонаучного цикла, позволяющих готовить специалистов с широким кругозором, способных адаптироваться к изменениям в технике и технологиях.

Для будущих специалистов технического профиля математика является не только учебной дисциплиной, но и инструментом анализа профессиональной деятельности, организации и управления технологическими процессами. Изучение математики интеллектуально обогащает студента, развивая гибкость и строгость мышления. В связи с этим особое значение приобретает проблема формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля в УСПО.

Проведенное нами исследование состояния математической компетентности 250 студентов, обучающихся в ГБОУ СПО КО «Калужский политехнический колледж», ГБОУ СПО КО «Коммунально-строительный техникум» по специальностям технического профиля, показало, что большая часть студентов имеет низкий (56%) и средний (22,4%) уровни сформированное™ математической компетентности. Большинство из них владеет лишь отдельными неполными теоретическими знаниями, испытывают трудности, связанные с неумением

использовать математический аппарат для решения практических задач. Обнаружено отсутствие целостного представления о профессиональной значимости курса «Математика». Это подтверждает наличие недостатков в системе математического образования студентов технического профиля в УСПО и указывает на актуальность проблемы повышения результативности процесса формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в УСПО.

Данное звено системы образования, осуществляя подготовку специалиста технического профиля, реализует вместе с тем среднее (полное) общее образование. Несомненно, главной целью учебных заведений системы среднего профессионального образования (СПО), является подготовка высококвалифицированного специалиста, и все конкретные задачи этой подготовки должны быть подчинены именно ей, в том числе, и в обучении общеобразовательным дисциплинам. Вместе с тем, на данный момент обнаруживается несогласованность и недостаточная разработанность нормативной базы, регламентирующей образовательную деятельность в системе СПО в условиях новых федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) третьего поколения. Так, например, если в школьном образовании разработаны и утверждены достаточно подробные и развернутые стандарты обучения математике, то конкретных и по-настоящему реализуемых стандартов СПО просто не существует. На данный момент не определены цели предметного изучения с учетом задач профессиональной подготовки, нет утвержденных примерных программ по данному профилю, соответствующих по содержанию ФГОС, не определена форма итоговой аттестации по дисциплине.

В зависимости от профиля получаемого профессионального образования дисциплина «Математика» входит в блок базовых и профильных предметов. Особенностью математики как учебного предмета является то, что она, включена в содержание образовательных программ по всем без исключения специальностям и обладает профессионально направленным потенциалом, обусловленным наличием профессионально значимых математических знаний и универсальностью математических методов как средств исследования, прогнозирования и конструирования. Несомненно, специалист технического профиля, должен обладать математической компетентностью.

Различные аспекты формирования математической компетентности в процессе профессионального образования в последние годы представляли сферу научных интересов многих исследователей. В работах О.В.Авериной, И.Н. Ал-лагуловой, Л.К. Иляшенко, Р.И. Остапенко, В.В. Поладовой, В.Г. Плаховой, Н.В. Стеценко, Е.Т. Хачатуровой, Н.Г. Ходыревой обосновано влияние математических знаний на качество профессиональной деятельности. Проблемы профессиональной направленности обучения математике в высших учебных заведениях представлены в исследованиях М.С. Аммосовой, Л.В. Васяк, Г.И. Илларионовой, М.М. Миншина, Г.В. Серой, Я.Г. Стельмах, Т.И. Федотовой. В них показано, что профессиональная деятельность имеет специфические особенности, которые нужно учитывать в процессе обучения студентов учреждений профессионального образования самых разнообразных профилей.

Анализ исследований по проблеме формирования математической компетентности позволил сделать важный вывод о том, что подавляющее их число относится к вузовской подготовке будущих специалистов. Работ, посвященных формированию математической компетентности в учреждениях среднего профессионального образования, крайне мало, и в них возможности формирования математической компетентности студентов рассматриваются применительно к отдельным специальностям и на примере конкретных дисциплин. Так, в исследованиях: Т.Н. Алешиной рассматриваются проблемы создания дидактических материалов с профессиональной направленностью; H.H. Грушевой раскрывается вопрос осуществления профессиональной направленности математической подготовки курсантов судоводительского отделения речных училищ; формирование профессионально значимых качеств личности студентов профильных специальностей лесопромышленного колледжа в процессе обучения математике рассмотрено в исследовании JI.H. Чирковой. Особый интерес для нас представляет исследование И.Ю. Гараниной, в котором рассматривается проблема профессионально-направленного обучения математике в учреждениях СПО на основе личностно-ориентированного подхода и работа О.Н. Шалдыбиной, в которой обоснована совокупность подходов к математической подготовке студентов ССУЗ, уточнено содержание понятия «математическая компетентность студентов ССУЗ», разработана дидактическая модель развития математической компетентности студентов ССУЗ. Однако при всей безусловной значимости проведенных исследований проблема формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля УСПО остается открытой для дальнейшего изучения.

Проведенный анализ позволил выявить ряд противоречий:

- между необходимостью формирования у будущих специалистов технического профиля математической компетентности, определяющей способность специалистов комплексно использовать математический аппарат для решения различного рода теоретических и практических проблем, и недостаточным уровнем сформированности этой компетентности при получении среднего профессионального образования;

- между осознанием значимости формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля, в рамках их профессиональной подготовки и отсутствием совокупности научно-обоснованных педагогических условий их использования для повышения эффективности формирования данного вида компетентности.

Выявленные противоречия обозначили проблему исследования, которая заключается в необходимости выявления и обоснования педагогических условий формирования математической компетентности у будущих специалистов технического профиля в процессе их профессиональной подготовки.

Значимость проблемы исследования и объективная необходимость повышения эффективности формирования математической компетентности у специалистов технического профиля определили тему исследования «Формирование математической компетентности будущего специалиста технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования».

Объект - формирование профессиональной компетентности будущих специалистов технического профиля в процессе получения среднего профессионального образования

Предмет исследования — педагогические условия обеспечения процесса формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования.

Цель исследования - выявить и теоретически обосновать педагогические условия эффективного формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля в процессе профессиональной подготовки.

Гипотеза исследования состоит в предположении о том, что формирование математической компетентности будущего специалиста технического профиля в УСПО, будет эффективнее, если:

- формирование математической компетентности органично включенной в целостный процесс профессиональной подготовки составляет совокупность фундаментальных математических знаний, практических умений и навыков, способность использовать эти знания для разрешения различного рода практических и теоретических проблем, встречающихся в профессиональной деятельности;

- спроектирована и реализована теоретическая модель, разработанная с учетом компетентностного подхода и отражающая структуру, содержание, этапы формирования математической компетентности и характер профессиональных задач, решаемых специалистом технического профиля;

- созданы и реализуются следующие педагогические условия: 1) создание образовательной среды, побуждающей студентов к личностно-профессиональному росту в освоении математической компетентности; 2) использование в учебно-методическом обеспечении дисциплины «Математика» сочетания интегративной, проектной, проблемной, игровой и информационно-коммуникационной технологий; 3) усиление практической направленности обучения математике, на основе комплекса профессионально-ориентированных задач и практических работ, связанных с содержанием будущей профессии; 4) организация диагностики, самоконтроля и самоанализа формируемой компетентности, обогащающая рефлексивный опыт студентов, обеспечивающая перевод объективной информации на субъектный уровень.

Исходя из цели, и гипотезы определены задачи исследования:

1. Выявить структуру и содержание математической компетентности будущего специалиста технического профиля.

2. Выделить особенности формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля в УСПО.

3. Разработать теоретическую модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля.

4. Выявить и теоретически обосновать педагогические условия, обеспечивающие эффективную реализацию теоретической модели формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля.

5. Определить критерии и показатели сформированное™ математической компетентности будущих специалистов технического профиля.

6. С учетом выявленных показателей осуществить опытно-экспериментальную проверку эффективности формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля в процессе профессиональной подготовки, организованной с учетом выделенных педагогических условий.

Методологическую основу исследования составляют: методология педагогических исследований (В.И. Загвязинский, В.В. Краевский, Н.В. Кузьмина, М.Н. Скаткин и др.), системный (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, В.Н. Садовский, Э.Г. Юдин и др.); личностно-деятельностный (А.Г. Асмолов, A.B. Запорожец, А.Н. Леонтьев и др.); компетентностный (Ю.В. Варданян, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, В.А. Сластенин, A.B. Хуторской и др.); аксиологический (А. Маслоу, К. Роджерс, С.И. Маслов, E.H. Шиянов и др.) подходы.

Теоретической основой исследования явились работы в области:

- теории развития профессионального образования (С.Я. Батышев, A.M. Новиков, Е.В. Романов, И.П. Смирнов и др.);

- формирования профессиональной компетентности (A.A. Бодалев, A.A. Деркач, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, И.Ф. Исаев, В.А. Романов, В.А. Сластенин, М.А. Чошанов, Н.Ю. Штрекер и др.);

- теории моделирования и конструирования педагогического процесса (Ю.К. Бабанский, B.C. Безрукова, Ю.К. Чернова);

- теории педагогической технологии (С.И. Архангельский, В.П. Беспалько, В.В. Гузеев, И.П. Подласый, Г.К. Селевко, И.В. Судибор и др.);

- теории дифференцированного обучения (Г. Д. Глейзер, В. А. Гусев, И. В. Дробышева, И. М.Осмоловская, Н.М.Шахмаев и др.).

Для достижения цели исследования, решения поставленных задач и проверки выдвинутой гипотезы был использован комплекс исследовательских методов, взаимопроверяющих и дополняющих друг друга:

- теоретические: анализ литературы по изучаемой проблеме; моделирование; логико-педагогический анализ образовательных стандартов; методы статистического анализа экспериментальных данных; теоретическое обобщение результатов опытно-экспериментальной работы;

- эмпирические: педагогическое наблюдение; анкетирование; диагностирующие срезы; педагогический эксперимент; анализ продуктов деятельности студентов (творческие задания).

Для статистической обработки данных использовался х1- критерий Пирсона для независимых выборок. Обработка и вычисление проводились с помощью программы SPSS for Windows 17.0.

Опытно-экспериментальной базой исследования были: ГБОУ СПО «Калужский политехнический колледж», ГБОУ СПО «Коммунально-строительный техникум» г. Калуги. Всего экспериментом было охвачено 250 студентов.

Научная новизна исследования заключается в том, что в нем:

1. Конкретизированы содержание и структура понятия математическая компетентность будущего специалиста технического профиля.

2. Разработана и апробирована теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в

учреждениях среднего профессионального образования, основанная на положениях компетентностного подхода.

3. Выявлена и обоснована совокупность педагогических условий, обеспечивающих эффективность реализации теоретической модели формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в УСПО.

Теоретическая значимость исследования определяется внесением определенного вклада в существующую теорию профессионального образования и в теорию компетентностного подхода за счет приращения знаний о сущности математической компетентности будущего специалиста технического профиля, о содержании и условиях ее формирования.

Практическая значимость исследования заключается в том, что теоретические положения и выводы исследования могут быть использованы в профессиональной подготовке будущих специалистов технического профиля в УСПО в качестве научной основы для разработки учебных пособий, методических рекомендаций, лекционных и практических курсов, в системе повышения квалификации и переподготовки специалистов технического профиля.

Созданная теоретическая модель формирования математической компетентности и педагогические условия ее формирования способствуют повышению эффективности процесса профессиональной подготовки в СПО.

Разработанные диагностические методики, позволяющие определить уровень сформированности математической компетентности будущего специалиста технического профиля, могут быть использованы в УСПО для мониторинга образовательного процесса.

Разработанная комплексная программа «Формирование математической компетентности будущего специалиста технического профиля в образовательном процессе», включающая методические рекомендации по организации процесса формирования математической компетентности в аспекте выделенных педагогических условий, может быть использована в процессе подготовки специалистов технического профиля в УСПО.

Основные этапы исследования.

На первом этапе (2005-2008 гг.) - констатирующем, проводилось целенаправленное изучение и анализ литературы по проблеме исследования. Это позволило определить исходные позиции диссертационного исследования, разработать понятийный аппарат, сформулировать гипотезу исследования и наметить его задачи. Была определена структура и содержание математической компетентности будущего специалиста технического профиля и методы ее формирования в процессе обучения в УСПО. На данном этапе был проведен констатирующий эксперимент, в ходе которого была проведена диагностика исходного уровня сформированности математической компетентности у студентов; выявлена степень осознания студентами значимости математической компетентности для будущей профессиональной деятельности и развития положительной мотивации ее формирования.

На втором этапе (2009 - 2011 гг.)- формирующем, осуществлялась проверка гипотезы исследования; в ходе формирующего эксперимента, разрабатыва-

лась и апробировалась теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля, выявлялся и реа-лизовывался комплекс педагогических условий эффективного функционирования предложенной модели; обрабатывались и анализировались результаты промежуточного диагностирования, обобщались промежуточные результаты исследования.

На третьем этапе (2011 - 2012 гг.) - обобщающем, проводился анализ результатов исследования, систематизировались данные опытно-экспериментальной работы, осуществлялась математическая обработка, обобщение и качественный анализ результатов исследования; оформлялись материалы диссертационного исследования.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается согласованностью их с фундаментальными положениями теории и методики профессионального образования; логической структурой исследования; применением совокупности педагогических методов исследования, адекватных его задачам и логике; проверкой результатов исследования на различных этапах опытно-экспериментальной работы; обработкой полученных эмпирических результатов исследования на основе количественного и качественного анализа, позволившего сделать обобщенные выводы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая компетентность будущего специалиста технического профиля среднего звена представляет собой целостное личностное образование, основанное на совокупности фундаментальных математических знаний, практических умений и навыков их применения, способности использовать свои математические знания для разрешения различного рода практических и теоретических проблем, возникающих в профессиональной деятельности.

2. Структура и содержание математической компетентности будущих специалистов технического профиля включает следующие компоненты: аксиологический (осознание личностью важности практической и теоретической значимости математической подготовки профессионала), гносеологический (знание математических фактов, понятий, законов, теорий; знание о структуре математической деятельности; знания о методах математического познания), праксиологический (совокупность умений приобретать знания самостоятельно, применять приобретенные знания в профессиональной деятельности, способность реализовать в практической деятельности приобретенные знания), которые отражают требования, предъявляемые к качеству математической подготовки в учреждениях среднего профессионального образования.

3. Теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля, построенная с учетом компетент-ностного подхода, отражающая структуру, содержание, этапы формирования математической компетентности и характер профессиональных задач, решаемых специалистом, включает четыре взаимодополняющих и взаимосвязанных блока: целевой - определяет совокупность задач математической подготовки будущего специалиста, с учетом специфики его профессиональной деятельности; содержательный - отражает комплекс проблемно-содержательных аспектов матема-

тической подготовки и методического аппарата ее реализации; деятелъностно-процессуалъный - включает последовательность этапов и инновационные технологии формирования математической компетентности; результативно-оценочный - характеризует целостность мотивационного, когнитивного, дея-тельностного критериев, позволяющих определить уровень сформированное™ математической компетентности будущего специалиста технического профиля.

4. Эффективность функционирования теоретической модели формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в процессе профессиональной подготовки в УСПО обеспечивает соблюдение комплекса педагогических условий:

- создание образовательной среды, побуждающей студентов к личностно-профессиональному росту в освоении математической компетентности;

- использование в учебно-методическом обеспечении дисциплины «Математика» сочетания интегративной, проектной, проблемной, игровой и информационно-коммуникационной технологий;

- усиление практической направленности обучения математике, на основе комплекса профессионально-ориентированных задач и практических работ, связанных с содержанием будущей профессии;

- организация диагностики, самоконтроля и самоанализа формируемой компетентности, обогащающая рефлексивный опыт студентов, обеспечивающая перевод объективной информации на субъектный уровень.

Апробация и внедрение результатов исследований. Основные результаты исследования отражены в 14 публикациях автора, обсуждались на международных научно-практических конференциях «Новые педагогические технологии» (г. Москва, 30.06.2011 г.), (г. Москва, 12.09.2011 г.)», (г. Москва, 28.11. 2011 г.), «Инновационная деятельность в системе образования» (г. Калуга, 01.12.2011 г.); научно-практических конференциях на базе КГУ им. К.Э. Циолковского (г. Калуга, 2007-2008 гг.); ежегодных научно-методических семинарах ГБОУ СПО «Калужский политехнический колледж» (2005-2009 гг.).

Результаты исследования внедрены в учебно-воспитательный процесс ГБОУ СПО КО «Калужский политехнический колледж», ГБОУ СПО КО «Коммунально-строительный техникум», ГБОУ СПО КО «Калужский индустриально-технологический колледж».

Структура диссертации определена логикой проведенного исследования. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Текст работы иллюстрирован таблицами, гистограммами, диаграммами, рисунками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, дается характеристика степени ее разработанности в научной литературе. Формулируется цель и задачи работы, определяются объект, предмет, гипотеза, научная новизна, теоретическая и практическая значимость исследования, положения, выносимые на защиту, апробация и внедрение результатов исследования.

В первой главе «Проблемы развития математической компетентности будущего специалиста технического профиля при формировании конкурентоспособного выпускника учреждений среднего профессионального образования» представлен анализ состояния проблемы в педагогической теории и практике, определяются основные понятия, связанные с проблемой диссертационного исследования, проанализированы нормативные документы системы СПО технического профиля, изучены диссертационные исследования,-в которых решались проблемы совершенствования преподавания математики в УСПО. Раскрыты специфические особенности и сложности обучения математике в данном образовательном звене. Рассматриваются структура и содержание понятия «математическая компетентность будущего специалиста технического профиля».

В национальной доктрине образования Российской Федерации говорится о том, что система образования призвана обеспечить подготовку высокообразованных людей и высококвалифицированных специалистов, способных к профессиональному росту и профессиональной мобильности.

Исходя из анализа современных тенденций в системе СПО установлено, что одним из параметров успешности профессиональной деятельности будущих специалистов технического профиля является высокий уровень их математической компетентности.

Теоретический анализ, проведенное исследование и многолетний опыт преподавания математики позволили сделать выводы об имеющихся особенностях математической подготовки будущих специалистов технического профиля в УСПО. Эти особенности проявляются при определении целей изучения общеобразовательных дисциплин в системе СПО; в программном обеспечении; в соотношении содержания дисциплины со временем, отводимым на его изучение и уровнем требований к знаниям и умениям; в необходимости учета задач профессиональной подготовки; в характеристиках контингента студентов (низкий уровень базовых школьных знаний, недостаточно мотивированный выбор специальности) и т.п.

Математическое образование мы рассматривали как важнейшую составляющую в системе фундаментальной подготовки современного специалиста технического профиля. Выявлению движущих сил успешного формирования математических знаний, умений и опыта будущих специалистов технического профиля в процессе профессиональной подготовки в УСПО предшествовало конкретизация структуры и содержания понятия «математическая компетентность будущего специалиста технического профиля».

Проведенный категориальный анализ понятий «компетенция», «компетентность», «профессиональная компетентность» (С.Я. Батышев, B.C. Безрукова, А.Б. Борисов, Т.Г. Браже, П. Вейлл, Б.С. Гершунский, В.А. Дегтярев, JI.H. Захарова, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, А.К. Маркова, В.А. Сластенин, A.B. Хуторской, М.А. Чошанов, В.Д. Шадриков и др.); «математическая компетентность» (O.A. Аверина, И.Н. Аллагулова, Б.В. Гнеденко, JI.K. Иляшенко, Л.Д. Кудрявцев, В.В. Поладова, Н.В. Стеценко, О.С. Тамер, Н.Г. Ходырева, О.Н. Шалдыбина и др.) дал возможность конкретизировать содержательное наполнение понятия математическая компетентность будущего специалиста технического профиля и

определить его как, целостное образование личности, основанное на совокупности фундаментальных математических знаний, практических умений и навыков их применения, обеспечивающих готовность к изучению дисциплин, требующих математической подготовки и способность использовать свои математические знания для разрешения различного рода практических и теоретических проблем, встречающихся в профессиональной деятельности. Представленное определение сформулировано с учетом положений компетентностного подхода, обоснованного В.А. Стастениным.

Обобщая результаты исследований разных авторов (Ю.В. Варданян, И.С. Исаев, B.C. Ильин, JI.K. Иляшенко, В.А. Сластенин, A.B. Тихоненко и др.) в структуре математической компетентности можно выделить следующие компоненты:

- когнитивный (содержательный компонент, отвечающий на вопрос что?)',

- праксиологический (операционный, отвечающий на вопрос как?);

- аксиологический (мотивационно-ценностный, отвечающий на вопрос зачем?);

- рефлексивный (оценка, контроль).

Авторы признают, что способность достигать значимых результатов в профессиональной деятельности определяется наличием системы знаний и умений, мотивов осуществления деятельности и ценностных ориентации в области математики, а так же сформированностью рефлексивных умений. Придерживаясь этой точки зрения, мы выделяем три основных структурных компонента математической компетентности будущих специалистов технического профиля: аксиологический, гносеологический и праксиологический, которые отражают требования, предъявляемые к качеству математической подготовки студентов среднего профессионального образования.

Аксиологический компонент математической компетентности будущего специалиста технического профиля представляет собой мотивы учебной и профессиональной деятельности, профессионально важные качества. Сущность аксиологического компонента заключается в осознании личностью важности практической и теоретической значимости математических знаний для своей будущей профессиональной деятельности.

Гносеологический компонент математической компетентности будущего специалиста технического профиля включает совокупность математических знаний (основные понятия и теоремы основных разделов курса, методы и приемы решения задач, представление о роли и месте математики в современном мире, общности ее понятий, специфике математических методов познания).

Праксиологический компонент математической компетентности будущего специалиста технического профиля соединяет в себе совокупность умений: приобретать знания самостоятельно; применять приобретенные знания в практической деятельности; переносить математические знания и применять математические методы при решении профессиональных задач.

Взаимосвязь данных компонентов отражает целостный характер процесса формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля.

Во второй главе «Моделирование процесса формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в УСПО и опытно-экспериментальная проверка его эффективности» теоретически обоснована теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля, выявлены и экспериментально проверены педагогические условия ее эффективной реализации в ходе изучения курса «Математика». Описан педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования.

На основании полученной структуры математической компетентности, учитывая компетентностный подход как методологическую основу, опираясь на принципы теории моделирования (В.Г. Афанасьева, В.А. Веникова, В.А. Штофа и др.), а так же в соответствии с социальным заказом общества и государства, ГОС среднего (полного) общего образования, ФГОС СПО была разработана теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля (рис. 1).

Структуру разработанной теоретической модели составляют несколько взаимосвязанных блоков: целевой, содержательный, деятельностно-процессуальный, результативно-оценочный.

Целевой блок определяет цель моделируемого процесса - сформировать математическую компетентность будущего специалиста технического профиля на достаточно высоком уровне. Функцией целевого блока является установление прогнозируемого уровня сформированности математической компетентности, который должен соответствовать нормативным требованиям к профессиональной подготовке выпускников.

Следующим блоком теоретической модели является содержательный, который направлен на реализацию цели, он представляет собой компетентностно-ориентированное содержание учебного материала дисциплины «Математика», направленное на формирование структурных составляющих профессиональной компетентности будущего специалиста технического профиля в виде системы знаний, умений и опыта их применения к решению практических и теоретических проблем и задач, встречающихся в профессиональной деятельности.

Наряду со структурными компонентами математической компетентности, конструирование содержательного блока модели ориентировано на реализацию принципов фундаментальности, целесообразности, научности, профессиональной направленности. Эффективность формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля обеспечивается реализацией совокупности всех перечисленных выше принципов, каждый из которых приобретает свое действенное значение лишь в связи с другими.

Важной составляющей теоретической модели формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля является де-ятелъностно-процессуальный блок. Он определяет методы, средства и формы организации педагогического взаимодействия.

Процесс формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля предполагает применение разных методов, средств и форм организации обучения.

Формирование математической компетентности у будущего специалиста технического профиля

Социальный заказ общества государства

Государственный стандарт среднего (полного) общего образова-

ЦЕЛЕВОЙ блок

Гносеологический компонент

Праксиологический цент

Аксиологический компонент

СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ блок

Принципы формирования математической компетентности

Целесообразность, фундаментальность, научность, профессиональная направлен-

Тс

ДЕЯТЕЛЫЮСТНО-ПРОЦЕССУАЛЬНЫЙ блок

Сочетание технологий: интегративной, проектной, проблемной, игровой и информационно_коммуникационной____

тг

Практическое обучение

Анализ ситуации профессиональной деятельности специалиста технического профиля, требующих математической компетентности, в ходе производст-1 венной практики, курсовых и дипломных работ

Применение математической компетентности для решения профессиональных задач в ходе практики

- экскурсии; самообразовательная деятельность в сфере прикладной математики

- научно-исследовательская работа; использование математических методов для обработки информации

-олимпиады, конкурсы, научно-практические конференции; встречи со специалистами технического профиля, выпускниками УСПО

РЕЗУЛЬТАТ И ВНО-ОЦЕНОЧНЫИ блок

Критерии: когнитивный, дея-тельностный, мотивационный

Показатели

Уровни: низкий, средний, высокий

ОЦЕНКА, СРАВНЕНИЕ ПРОГНОЗА И РЕЗУЛЬТАТА, КОРРЕКТИРОВКА

РЕЗУЛЬТАТ: сформированная математическая компетентность, профессионально-методическая готовность специалиста технического профиля к решению прикладных профессиональных задач с помощью математических методов.

Рис. 1. Теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля

В соответствии с компетентностным подходом мы остановили свой выбор на интегративной, проектной, проблемной, игровой и информационно-коммуникационной технологиях обучения, которые дают возможность организовать многоплановую, разнообразную продуктивную учебно-познавательную деятельность студента, позволяющую в полной мере задействовать его потенциальные возможности и способности.

Одной из важных составляющих теоретической модели формирования математической компетентности специалиста технического профиля является внеаудиторная работа. Она включает научно-исследовательскую работу студентов, а также деятельность различных творческих студенческих групп, в работе которых используются элементы прикладной математики. Например, в практике работы автора диссертации были организованы лаборатория «Интеграция дисциплин теоретического и производственного обучения» (ГБОУ СПО «Калужский политехнический колледж») и студенческое научное общество (ГБОУ СПО «Коммунально-строительный техникум»). Деятельность данной лаборатории и студенческого научного общества автор диссертации расценивает как педагогически эффективную форму внеаудиторной работы, которая способствует формированию математической компетентности будущих специалистов технического профиля.

Студенты активно участвовали в подборке материалов «Математика в твоей профессии»; готовили доклады и рефераты; разрабатывали математические кроссворды; принимали участие в научно-практических конференциях «Студенты новой России»; в фестивале молодежной науки; в выставке научно-исследовательских и творческих работ студентов учреждений СПО Калужской области; в выставке торгово-промышленной палаты г. Калуга; в конкурсе молодежных социально значимых проектов; в семинаре-практикуме «Математическая компетентность специалиста технического профиля как составляющая его профессиональной подготовки», на занятиях которого обсуждались ситуации трудовой деятельности специалиста технического профиля, в которых необходимо использовать математический аппарат.

Внеаудиторная работа предполагала также проведение различных олимпиад, встреч со специалистами технического профиля - практиками, бывшими выпускниками, экскурсии на производство.

Следующий блок модели формирования математической компетентности у будущего специалиста технического профиля - это результативно-оценочный, который характеризует степень достижения поставленной цели. Он включает диагностику уровня сформированное™ математической компетентности у студентов и выявление основных направлений совершенствования процесса, направленного на повышение уровня сформированности математической компетентности будущего специалиста технического профиля. Данный компонент выполняет функцию диагностики и коррекции.

Исходя из теоретического анализа сущности, особенностей, структуры математической компетентности, а также анализа результатов констатирующего этапа эксперимента были определены педагогические условия, обеспечивающие эффективное функционирование теоретической модели.

Первое педагогическое условие - создание образовательной среды, побуждающей студентов к личностно-профессиональному росту в освоении математической компетентности. Формирование положительной мотивации будущего специалиста технического профиля к математической деятельности, осуществлялось посредством учебной и внеурочной деятельности, создающей возможности для использования дифференцированного подхода к студентам. Продуктивными были такие формы математической деятельности как: решение личностно-развивающих задач, активное участие в эвристических лекциях, индивидуальная и групповая исследовательская деятельность, выполнение рефлексивных заданий. Данное педагогическое условие в большей степени содействует формированию аксиологического компонента математической компетентности будущего специалиста технического профиля.

Второе педагогическое условие заключается в использовании в учебно-методическом обеспечении дисциплины «Математика», сочетания интегратив-ной, проектной, проблемной, игровой и информационно-коммуникационной технологий. Опираясь на исследование И.В. Судибор, основными критериями в выборе указанных технологий являлось развитие природных задатков студентов, предоставление им свободы для принятия решения, творчества, обучение приемам самостоятельной работы, исследовательской деятельности. Данное педагогическое условие способствует формированию гносеологического компонента математической компетентности будущего специалиста технического профиля.

Третье педагогическое условие - усиление практической направленности обучения математике, на основе комплекса профессионально-ориентированных задач и практических работ, связанных с содержанием будущей специальности. Это педагогическое условие осуществлялось на основе профессиональной направленности изучаемого учебного материала, через разработку дидактического материала на основе межпредметных связей, решение профессионально-ориентированных математических задач, проведение лабораторно-практических работ по математике производственного характера. По заданию преподавателя студенты выполняли расчетные работы, связанные с их специальностью предполагающие использование справочной и технической литературы, готовили доклады, рефераты, проекты на темы, требующие синтеза математических и профессиональных знаний. Наличие данного педагогического условия способствовало более глубокому проникновению в сущность профессиональной деятельности будущего специалиста технического профиля, осознанию важности освоения прикладных математических знаний и их применения на практике. Это педагогическое условие помогает формировать праксиологический компонент математической компетентности будущего специалиста технического профиля.

Четвертое педагогическое условие - организация диагностики, самоконтроля и самоанализа формируемой компетентности, обогащающая рефлексивный опыт студентов, обеспечивающая перевод объективной информации на субъектный уровень. Основной целью диагностики является комплексная характеристика математической компетентности студентов с тем, чтобы правильно оценить уровень, причины отклонений, возникающих под влиянием внутренних и внешних факторов и внесение корректив в образовательный процесс.

Целью опытно-экспериментальной работы являлась проверка эффективности разработанной теоретической модели формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в образовательных учреждениях, реализующих программу среднего профессионального образования на основе выявленных педагогических условий. Для проведения опытно-экспериментальной работы была разработана программа, состоящая из трех основных этапов:

- констатирующий (определение исходного уровня сформированности математической компетентности у студентов);

- формирующий (организация учебного процесса на основе разработанной теоретической модели и с обеспечением выделенных педагогических условий);

- обобщающий (итоговое оценивание результатов по выделенным критериям и показателям в контрольных и экспериментальных группах, обоснование результативности разработанной в исследовании теоретической модели и педагогических условий).

В опытно-экспериментальной работе приняли участие студенты ГБОУ СПО «Калужский политехнический колледж», ГБОУ СПО «Коммунально-строительный техникум», г. Калуги по специальностям технического профиля. В целях получения достоверных результатов в опытной работе участвовало 250 студентов 10 групп (5 групп получили статус контрольных - 125 человек; 5 групп получили статус экспериментальных - 125 человек).

На первом этапе опытно-экспериментальной работы определялся уровень сформированности компонентов математической компетентности у студентов, выявлялось наличие значимых различий. В качестве критериев и показателей при оценке уровней сформированности компонентов математической компетентности будущего специалиста технического профиля были взяты следующие:

- когнитивный (показатели - объем, осмысленность усвоенных знаний и скорость выполнения заданий);

- деятельностный (показатели — умение приобретать знания самостоятельно и применение приобретенных знаний на практических и лабораторных занятиях, в практической деятельности, а также способность переноса умений на другие задания);

- мотивационный (показатели — степень развития положительной мотивации, устойчивость интереса, характер отношения и преобладание мотивации к будущей профессиональной деятельности).

При оценке уровня сформированности математической компетентности будущего специалиста технического профиля нам было важно выявить не только владение знаниями, но и способность их применения при решении теоретических и практических задач.

В соответствии с названными критериями и на основании обобщенных научных данных (Г.А. Бокарева, О.С. Гребенюк, B.C. Ильин, К.А. Краснянская, Н.Г. Ходырева, В.Д. Шадриков и др.) были определены уровни сформированности математической компетентности будущего специалиста технического профиля: низкий, средний, высокий. Высокий уровень и является собственно математической компетентностью, а средний и низкий — необходимыми этапами на

пути к ее достижению. Выделение данных уровней позволяет не только целостно подходить к освоению содержания, но и учитывать индивидуальные способности студентов к освоению того или иного уровня.

Анализ результатов констатирующего эксперимента показал, что основные трудности, возникающие при изучении спецдисциплин, связаны с тем, что у студентов слабо развиты навыки моделирования проблемных производственных ситуаций, отсутствует научный интерес к современным математическим методам решения профессиональных задач, навыки самостоятельной работы над новым теоретическим материалом. Это доказывает необходимость улучшения построение математического курса УСПО технического профиля.

Для оценки уровня сформированности математической компетентности использовалась ранговая шкала (табл. 1). Поэтому для обработки результатов, с целью проверки различимости контрольных и экспериментальных групп в исследовании применялся один из методов математической статистики %2 - критерий Пирсона (на независимых выборках). Для этого были выдвинуты две гипотезы:

- нулевая гипотеза Н0, согласно которой, распределение уровней сформированности математической компетентности не различаются между собой в экспериментальных и контрольных группах на начальном этапе эксперимента;

- альтернативная гипотеза Я,, согласно которой, уровни сформированности математической компетентности взаимно различаются.

Таблица 1

Результаты констатирующего этапа опытно-экспериментальной работы

Группа Уровни х1» Л крит

Низкий Средний Высокий

Кол-во студ. % Кол-во студ. % Кол-во студ. %

К1 14 56 6 24 5 20 - -

Э1 15 60 5 20 5 20 0,124 6,0

К2 14 56 6 24 5 20 -

Э2 15 60 5 20 5 20 0,124 6,0

КЗ 14 56 6 24 5 20 - -

ЭЗ 13 52 6 24 6 24 0,128 6,0

К4 15 60 5 20 5 20 - -

Э4 12 48 6 24 7 28 0,758 6,0

К5 14 56 5 20 6 24 - -

Э5 14 56 6 24 5 20 0,18 6,0

Данные таблицы 1 показывают, что в результате парного сравнения групп оказалось, что %1М„ {х 1р»т во всех группах, т.е. подтвердилась нулевая гипотеза при уровне значимости р = 0,05, соответствующего 5% уровню расхождения экспериментальных данных с табличными. И на данном этапе опытно-экспериментальной работы уровни сформированности математической компе-

тентности у студентов контрольных и экспериментальных групп статистически не различаются и пригодны для проведения исследования, что и требовалось доказать.

Задача формирующего этапа эксперимента заключалась в реализации разработанной теоретической модели формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля, а также экспериментальной проверки комплекса педагогических условий. Формирующий эксперимент проводился в течение четырех семестров в процессе обучения студентов разделам курса «Математика».

В контрольной группе обучение осуществлялось в естественных условиях учебно-воспитательного процесса, без изменения учебных планов и программ. В экспериментальных группах обучение осуществлялось в соответствии с разработанной в исследовании теоретической моделью формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля на основе выделенных педагогических условий.

На обобщающем этапе эксперимента было проведено итоговое диагностирование, мы замерили уровень сформированное™ математической компетентности у студентов контрольных и экспериментальных групп. С целью проверки различимости контрольных и экспериментальных групп повторно был использован хг - критерий Пирсона (на независимых выборках).

Результаты, полученные на обобщающем этапе эксперимента, представлены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты заключительного этапа опытно-экспериментальной работы

Группа Уровни Л лип Iі Л. крит

Низкий Средний Высокий

Кол-во студ. % Кол-во студ. % Кол-во студ. %

К1 10 40 8 32 7 28 - -

Э1 2 8 13 52 10 40 7,054 6,0

К2 11 44 7 28 7 28 - -

Э2 3 12 12 48 10 40 6,418 6,0

КЗ 11 44 8 32 6 24 - -

ЭЗ 3 12 13 52 9 36 6,362 6,0

К4 и 44 7 28 7 28 -

Э4 2 8 12 48 11 44 8,434 6,0

К5 11 44 7 28 7 28 -

Э5 3 12 11 44 11 44 6,348 6,0

В результате парного сравнения контрольных и экспериментальных групп оказалось, что хі«,) X „2,„„„ (при уровне статистической значимости р = 0,05, соответствующего 5% уровню расхождения экспериментальных данных с табличными) во всех группах, т.е. альтернативная гипотеза подтвердилась на обобщающем этапе опытно-экспериментальной работы, уровни сформированное™ математической компетентности у студентов контрольных и экспериментальных

групп статистически различаются.

Проведя оценку уровня сформированное™ компонентов математической компетентности будущего специалиста технического профиля, мы выявили ее существенный рост в экспериментальных группах по двум уровням (высокий, средний). В ходе количественного анализа было отмечено, что значительно снизилось количество студентов с низким уровнем математической компетентности в группе Э1 - с 60% до 8%, в то время как в контрольной группе - только с 56% до 40%. Повысилось количество студентов с высоким уровнем математической компетентности в группах Э1 и Э2 с 20% до 40%, Э5 с 20% до 44%. Следует отметить, что динамика роста уровня сформированное™ математической компетентности студентов технического профиля имеется как у экспериментальных, так и у контрольных групп (табл. 3).

Результаты сравнительного анализа динамики уровня сформированное™ математической компетентности в экспериментальных и контрольных группах в начале и конце эксперимента и оценки, полученных данных методами математической статистики свидетельствуют о значительно более высокой эффективности процесса формирования математической компетентности при реализации теоретической модели и выделенных педагогических условий.

Таблица 3

Результаты диагностики уровня сформированности математической компетентности в экспериментальных и контрольных группах в начале и

конце эксперимента

Уровень Значение ¿„

Группа Низкий Средний Высокий

Начало Конец Начало Конец Начало Конец В начале В конце

ОЭР ОЭР ОЭР ОЭР ОЭР ОЭР ОЭР ОЭР

К1 56 40 24 32 20 28 - -

Э1 60 8 20 52 20 40 0,124 7,054

К2 56 44 24 28 20 28 - -

Э2 60 12 20 48 20 40 0,124 6,418

КЗ 56 44 24 32 20 24 - -

эз 52 12 24 52 24 36 0,128 6,362

К4 60 44 20 28 20 28 - -

Э4 48 8 24 48 28 44 0,758 8,434

К5 56 44 20 28 24 28 - -

Э5 56 12 24 44 20 44 0,18 6,348

Полученные результаты позволяют утверждать, что гипотеза исследования доказана и разработанные в нем теоретаческая модель и педагогические условия позволяют существенно повысить эффективность процесса формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля в УСПО.

В заключении диссертации сформулированы следующие выводы:

1. Математическая компетентность будущего специалиста технического профиля - это целостное образование личности, основанное на совокупности фундаментальных математических знаний, практических умений и навыков их применения, обеспечивающих готовность к изучению дисциплин, требующих математической подготовки и способность использовать свои математические знания для разрешения различного рода практических и теоретических проблем в профессиональной деятельности.

2. Структура и содержание математической компетентности будущих специалистов технического профиля включает следующие компоненты: аксиологический (осознание личностью важности практической и теоретической значимости математической подготовки профессионала), гносеологический (знание математических фактов, понятий, законов, теорий; знание о структуре математической деятельности; знания о методах математического познания), праксиологический (совокупность умений приобретать знания самостоятельно, применять приобретенные знания в профессиональной деятельности, способность реализовать в практической деятельности приобретенные знания) компоненты, которые отражают требования, предъявляемые к качеству математической подготовки в учреждениях среднего профессионального образования.

3. Теоретическая модель формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля представляет собой целостный комплекс взаимосвязанных элементов, образующих единство и включает целевой, содержательный, деятельностно-процессуальный, результативно-оценочный блоки, отражающие структуру и содержание математической компетентности, этапы ее формирования в процессе обучения в УСПО и характер профессиональных задач, решаемых специалистом технического профиля.

5. Опытно-экспериментальная проверка подтвердила эффективность реализации теоретической модели формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля и выделенных педагогических условий.

В целом результаты проведенного исследования подтверждают предположение о том, что формирование математической компетентности будущего специалиста технического профиля осуществляется более эффективно, если реализуется на основе предлагаемой теоретической модели и с учетом выделенных педагогических условий. Таким образом, можно утверждать, что выдвинутая гипотеза нашла свое подтверждение, задачи научного поиска решены, цель исследования достигнута.

Основное содержание диссертационного исследования отражено в 14 публикациях, общим объемом 3,615 п.л. (авторских 3,29 п.л.).

Статьи, опубликованные в изданиях, включенных в Перечень ведущих рецензируемых научных зкурналов и изданий:

1. Петрова Е.М. Формирование конкурентоспособного специалиста технического профиля путем развития математической компетентности [Текст] / Е.М. Петрова // Сибирский педагогический журнал. Новосибирск. - 2012. - № 2. - С. 63-67. (0,42 п.л.).

2. Петрова Е.М. Модель формирования математической компетентности специалиста технического профиля [Текст] / Е.М. Петрова // Изв-ия Российского гос. пед. ун-та им. А.И. Герцена. ч.2: Педагогика, психология, теория и методика обучения. - СПб.: - 2012. - № 133. - С. 238-244. (0,5 п.л.).

3. Петрова Е.М. Понятие «математическая компетентность будущего специалиста технического профиля» в контексте компетентностного подхода [Электронный ресурс] / Е.М. Петрова // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 1. - Режим доступа: http://www.science-education.ru/101-5504 (дата обращения: 13.02.2012). (0,29 п.л.).

Статьи в других журналах, научных, научно-методических сборниках, трудах и материалах конференций:

4. Петрова Е.М. Проблема развития математической компетентности при формировании конкурентоспособного специалиста металлообрабатывающего профиля [Текст] / Е.М. Петрова, В.Г. Виноградский // Науч. труды. Калужский государственный педагогический унив-т им. К.Э. Циолковского. Сер. Естественные науки. - Калуга: Изд-о КГПУ им. К.Э. Циолковского. - 2007. - С. 317322. (0,25 п.л., авторских 0,19 п.л.).

5. Петрова Е.М. Проблема интеграции дисциплин теоретического и производственного обучения в профессиональной подготовке конкурентоспособного выпускника [Текст] / Е.М. Петрова, В.Г. Виноградский // Науч. труды. Калужский государственный педагогический унив-т им. К.Э. Циолковского. Сер. Естественные науки. Калуга: Изд-во КГПУ им. К.Э. Циолковского. - 2008. - С. 322325. (0,16 п.л., авторских 0,12 п.л.).

6. Петрова Е.М. Возможности математической подготовки в формировании ключевых компетенций учащихся профессионального лицея [Текст] / Е.М. Петрова // Журнал актуальной научной информации «Аспирант и соискатель». - М.:

ООО «Изд-во «Спутник +». - 2011. - № 3. - С. 78-81. (0,21 п.л.).

7. Петрова Е.М. Эффективность информационно-коммуникационных технологий в начальном профессиональном образовании [Текст] / Е.М. Петрова, Н.В. Титова // Журнал актуальной научной информации «Аспирант и соискатель»,- М.: ООО «Изд-во «Спутник +». - 2011. - № 3. - С. 82-83. (0,125 п.л., авторских 0,06 п.л.).

8. Петрова Е.М. Проблемы подготовки конкурентоспособного специалиста машиностроительного профиля [Текст] / Е.М. Петрова, Т.Ю. Драницына // Журнал «Педагогические науки». - М.: ООО «Изд-во «Спутник +». - 2011. - № 3. - С. 89-92 (0,33 п.л., авторских 0,17 п.л.).

9. Петрова Е.М. Использование проектной технологии при обучении математики в СПО [Текст] / Е.М. Петрова // Журнал «Новые педагогические технологии: мат-лы III Междунар. науч.-практ. конф. (12.09.2011)». - М.: ООО «Изд-во «Спутник +». - 2011,- С. 111-113. (0,17 п.л.).

10. Петрова Е.М. Структура математической компетентности специалиста металлообрабатывающего профиля [Текст] / Е.М. Петрова // Журнал актуальной научной информации «Аспирант и соискатель». - М.: ООО «Изд-во «Спутник +». - 2011. - № 4. - С. 48-52. (0,25 п.л.).

11. Петрова Е.М. Обеспечение положительной мотивации будущего специалиста металлообрабатывающего профиля к математической деятельности как высокоинтеллектуальному труду [Текст] / Е.М. Петрова // Журнал «Педагогические науки». - М.: ООО «Изд-во «Спутник +». - 2011. - № 4. - С. 156-158. (0,21 пл.).

12. Петрова Е.М. Повышение качества математического образования за счет внедрения новых педагогических технологий [Текст] / Е.М. Петрова // Журнал «Новые педагогические технологии: мат-лы II Междунар. науч.-практ. конфер. (30.06.2011)». - М.: ООО «Изд-во «Спутник +». - 2011. - С. 168-172. (0,25 п.л.).

13. Петрова Е.М. Повышение качества математического образования за счет внедрения информационных технологий [Текст] / Е.М. Петрова // Инновационная деятельность в системе образования: сб. мат-ов междунар. науч.-практ. конфер. (01.12..2011). - Калуга: Изд-во «Эйдос». - 2011. - С. 151-154. (0,29 п.л.).

14. Петрова Е.М. Формирование математической компетентности специалистов технического профиля [Текст] / Е.М. Петрова // Информационные технологии в современном мире: сб. мат-ов Всерос. науч.-практ. конфер. (28.02.11-28.03.11). - Калуга: Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского. - 2011. - С. 53-56. (0,16 п.л.).

Напечатано с готового оригинал-макета

Подписано в печать 20.03.2013. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. иеч. л. 1,5. Тираж 100 экз. Зак№ 16/3

Отпечатано «Наша Полиграфия», г. Калуга, Грабцевское шоссе, 126. Лиц. ПЛД № 42-29 от 23.12.99. т. (4842) 77-00-75

Текст диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Петрова, Елена Михайловна, Калуга

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Калужский государственный университет имени К. Э. Циолковского»

На правах рукописи

04201356092

Петрова Елена Михайловна

ФОРМИРОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩЕГО СПЕЦИАЛИСТА ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ В УЧРЕЖДЕНИЯХ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ

13.00.08 - Теория и методика профессионального образования

Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Научный руководитель: кандидат педагогических наук, доцент

Виноградский Вадим Геннадиевич

Калуга-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................. 3

ГЛАВА 1

ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩЕГО СПЕЦИАЛИСТА ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОГО ВЫПУСКНИКА УЧРЕЖДЕНИЙ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ............... 15

1.1. Проблемы подготовки конкурентоспособных выпускников в контексте модернизации Российского профессионального образования................................. 15

1.2. Специфика математической подготовки будущих специалистов технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования........................ 28

1.3. Анализ содержания математической компетентности в теории и практике.......... 44

Выводы по первой главе.............................................................................. 68

ГЛАВА 2

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ

КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩЕГО СПЕЦИАЛИСТА ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ В УЧРЕЖДЕНИЯХ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ И

ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ......................72

2.1. Обоснование теоретической модели формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля..........................................................72

2.2. Реализация педагогических условий формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля............................................................89

2.3. Анализ итоговых результатов опытно-экспериментальной работы..........................................123

Выводы по второй главе............................................................................................................................................................154

ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................................................................................................................................157

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................................162

ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................................................................................................................................................182

ВВЕДЕНИЕ

естественнонаучного цикла, позволяющих готовить специалистов с широким кругозором, способных адаптироваться к изменениям в технике и технологиях.

Проведенное нами исследование состояния математической компетентности 250 студентов, обучающихся в ГБОУ СПО «Калужский политехнический колледж», ГБОУ СПО «Коммунально-строительный техникум» по специальностям технического профиля, показало, что большая часть студентов имеет низкий (56%) и средний (22,4%) уровни сформированности математической компетентности. Большинство из них владеет лишь отдельными неполными теоретическими знаниями, испытывают трудности, связанные с неумением использовать математический аппарат для решения практических задач. Обнаружено отсутствие целостного представления о профессиональной значимости курса «Математика». Это подтверждает наличие недостатков в системе математического образования студентов технического профиля в УСПО и указывает на актуальность проблемы повышения результативности процесса формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в УСПО.

обнаруживается несогласованность и недостаточная разработанность нормативной базы, регламентирующей образовательную деятельность в системе СПО в условиях новых Федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) третьего поколения. Так, например, если в школьном образовании разработаны и утверждены достаточно подробные и развернутые стандарты обучения математике, то конкретных и по-настоящему реализуемых стандартов СПО просто не существует. На данный момент не определены цели предметного изучения с учетом задач профессиональной подготовки, нет утвержденных примерных программ по данному профилю, соответствующих по содержанию ФГОС, не определена форма итоговой аттестации по дисциплине.

В зависимости от профиля получаемого профессионального образования дисциплина «Математика» входит в блок базовых и профильных предметов. Особенностью математики как учебного предмета является то, что она включена в содержание образовательных программ по всем без исключения специальностям и обладает профессионально направленным потенциалом, обусловленным наличием профессионально значимых математических знаний и универсальностью математических методов как средств исследования, прогнозирования и конструирования. Несомненно, специалист технического профиля должен обладать математической компетентностью.

Различные аспекты формирования математической компетентности в процессе профессионального образования в последние годы представляли сферу научных интересов многих исследователей. В работах О.В. Авериной, И.Н. Аллагуловой, Л.К. Иляшенко, Р.И. Остапенко, В.В. Поладовой, В.Г. Плаховой, Н.В. Стеценко, Е.Т. Хачатуровой, Н.Г. Ходыревой обосновано влияние математических знаний на качество профессиональной деятельности. Проблемы профессиональной направленности обучения математике в высших учебных заведениях представлены в исследованиях М.С. Аммосовой, Л.В. Васяк, Г.И. Илларионовой, М.М. Миншина, Г.В. Серой, Я.Г. Стельмах, Т.И. Федотовой. В них показано, что профессиональная деятельность имеет специфические особенности, которые нужно учитывать в процессе обучения студентов

учреждений профессионального образования самых разнообразных профилей.

Анализ исследований по проблеме формирования математической компетентности позволил сделать важный вывод о том, что подавляющее их число относится к вузовской подготовке будущих специалистов. Работ, посвященных формированию математической компетентности в учреждениях среднего профессионального образования, крайне мало, и в них возможности формирования математической компетентности студентов рассматриваются применительно к отдельным специальностям и на примере конкретных дисциплин. Так, в исследованиях: Т.Н. Алешиной рассматриваются проблемы создания дидактических материалов с профессиональной направленностью; H.H. Грушевой раскрывается вопрос осуществления профессиональной направленности математической подготовки курсантов судоводительского отделения речных училищ; формирование профессионально значимых качеств личности студентов профильных специальностей лесопромышленного колледжа в процессе обучения математике рассмотрено в исследовании JT.H. Чирковой. Особый интерес для нас представляет исследование И.Ю. Гараниной [39], в котором рассматривается проблема профессионально-направленного обучения математике в учреждениях СПО на основе личностно-ориентированного подхода и работа О.Н. Шалдыбиной, в которой обоснована совокупность подходов к математической подготовке студентов ССУЗ, уточнено содержание понятия «математическая компетентность студентов ССУЗ», разработана дидактическая модель развития математической компетентности студентов ССУЗ. Однако при всей безусловной значимости проведенных исследований проблема формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля УСПО остается открытой для дальнейшего изучения.

Проведенный анализ позволил выявить ряд противоречий:

недостаточным уровнем сформированное™ этой компетентности при получении среднего профессионального образования;

- между осознанием значимости формирования математической компетентности будущих специалистов технического профиля в рамках их профессиональной подготовки и отсутствием совокупности научно-обоснованных педагогических условий их использования для повышения эффективности формирования данного вида компетентности.

Предмет исследования - педагогические условия обеспечения процесса формирования математической компетентности будущего специалиста технического профиля в учреждениях среднего профессионального образования.

- формирование математической компетентности органично включенной в целостный процесс профессиональной подготовки составляет совокупность

фундаментальных математических знаний, практических умений и навыков, способность использовать эти знания для разрешения различного рода практических и теоретических проблем, встречающихся в профессиональной деятельности;

- созданы и реализуются следующие педагогические условия: 1) создание образовательной среды, побуждающей студентов к личностно-профессиональному росту в освоении математической компетентности; 2) использование в учебно-методическом обеспечении дисциплины «Математика» сочетания интегративной, проектной, проблемной, игровой и информационно-коммуникационной технологий; 3) усиление практической направленности обучения математике, на основе комплекса профессионально-ориентированных задач и практических работ, связанных с содержанием будущей профессии; 4) организация диагностики, самоконтроля и самоанализа формируемой компетентности, которые обогащают рефлексивный опыт студентов и обеспечивают перевод объективной информации на субъектный уровень.

Исходя из цели, и гипотезы определены задачи исследования:

1. Выявить структуру и содержание математической компетентности будущего специалиста технического профиля.

5. Определить критерии и показатели сформированное™ математической

компетентности будущих специалистов технического профиля.

Методологическую основу исследования составляют: методология педагогических исследований (В.И. Загвязинский, В.В. Краевский, Н.В. Кузьмина, М.Н. Скаткин и др.), системный (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, В.Н. Садовский, Э.Г. Юдин и др.); личностно-деятельностный (А.Г. Асмолов, A.B. Запорожец, А.Н. Леонтьев и др.); компетентностный (Ю.В. Варданян, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, В.А. Сластёнин, A.B. Хуторской и др.); аксиологический (А. Маслоу, К. Роджерс, С.И. Маслов, Е.'н. Шиянов и др.) подходы.

Теоретической основой исследования явились работы в области:

- теории развития профессионального образования (С.Я. Батышев, A.M. Новиков, Е.В. Романов, И.П. Смирнов и др.);

- формирования профессиональной компетентности (A.A. Бодалев, A.A. Деркач, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, И.Ф. Исаев, В.А. Романов, В.А. Сластёнин, М.А. Чошанов, Н.Ю. Штрекер и др.);

- теории дифференцированного обучения (Г. Д. Глейзер, В. А. Гусев, И. В. Дробышева, И. М. Осмоловская, Н.М. Шахмаев и др.).

- теоретические: анализ литературы по изучаемой проблеме; моделирование; логико-педагогический анализ образовательных стандартов; методы

статистического анализа экспер�