автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Когнитивно-деятельностная модель лабораторного практикума в вузах МЧС России

Автореферат диссертации по теме "Когнитивно-деятельностная модель лабораторного практикума в вузах МЧС России"

На правах рукописи

В

Печеневская Мария Анатольевна

КОГНИТИВНО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНАЯ МОДЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА В ВУЗАХ МЧС РОССИИ

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

1 о мдп '¿м

Санкт-Петербург - 2013

005058891

Работа выполнена в Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России

Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор,

заслуженный работник высшей школы РФ Баскин Юрий Григорьевич

Официальные оппоненты: Узун Леонид Спиридонович,

доктор педагогических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ, Санкт-Петербургский университета ГПС МЧС России, кафедра горноспасательного дела и взрывобезопасности, профессор;

Носов Николай Федорович, кандидат педагогических наук, доцент, Национальный государственный Университет физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф.Лесгафта, кафедра гражданской защиты, доцент

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский

государственный университет гражданской авиации»

Защита состоится 28 мая 2013 года в 12 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 205.003.03 при Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 196105, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 149.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского Университета Государственной противопожарной службы МЧС России.

Автореферат разослан «25 » апреля 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного со] кандидат педагогических наук,

.А. Подружкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Как известно, в основе нынешней модернизации российского пожарно-технического образования, детерминированной реалиями времени, положены идеи личностно-ориентированного развивающего обучения. Сегодня одна из важнейших задач вузов МЧС России состоит уже не в том, чтобы «снабдить» обучающихся багажом знаний, а в том, чтобы сформировать компетенции, позволяющие им самостоятельно добывать информацию и активно включаться в практическую деятельность комплектующих подразделений Государственной противопожарной службы (ГПС). В связи с этим актуальным становится внедрение в учебный процесс таких технологий, которые способствовали бы формированию и развитию у обучающихся умения учиться, учиться творчески и самостоятельно, поскольку как писал Дж. Каннинг "Время и случай не могут ничего сделать для того, кто ничего не делает для самого себя". При этом практика организации учебного процесса в вузах МЧС России подтверждает, что наиболее эффективным инструментом решения задач формирования профессиональных компетенций (ПК) у будущего сотрудника ГПС является организация лабораторного практикума.

Анализ содержания организационно-деятельностной теории, ориентированной на мыследеятельность, и позволяющей замещать поле практической деятельности обучающегося в форму системной организации процессов и структур лабораторного практикума (Г.П Щедровицкий, А. Пископпель), теории и практики профессиогенеза будущего специалиста (Е А. Климов, А К Маркова, Н С. Пряжников, Л.М. Митина и др.), а также андрогогический подход в техническом образовании (С.И. Змеев, Т.Н. Ломтева), постулирующий новое отношение к обучающемуся в вузах МЧС России, а именно как к взрослому, несущему ответственность за свое жизненное самоопределение, позволил увидеть необходимость осуществления существенных изменений в модели

лабораторного практикума на основе применения когнитивно-деятельностного подхода и учета специфики функционирования вузов МЧС России, однако для этого необходимо разрешить противоречия между необходимостью внедрения в образовательный процесс личностно-ориентированных технологий, релевантных задачам развивающейся, часто сенситивной личности обучающегося и недостаточностью банка данных, содержащего набор проективных моделей этих технологий, адекватных условиям учебно-воспитательного процесса.

Существенная педагогическая значимость поставленной проблемы, ее недостаточная теоретическая разработанность в психолого-педагогической литературе, потребность вузов МЧС России в практических рекомендациях по использованию современных технологий организации лабораторного практикума обусловили выбор темы исследования, определили цель, объект и предмет исследования.

Цель исследования - разработка современной педагогической модели лабораторного практикума, позволяющей повысить качество обучения будущих сотрудников ГПС.

Объект исследования - процесс обучения специалистов для ГПС в высших учебных заведениях МЧС России.

Предмет исследования - нахождение условий и поиск путей повышения эффективности обучения в вузах МЧС России на основе применения когнитивно-деятельностной модели (КДМ) лабораторного практикума.

В процессе исследования была выдвинута рабочая гипотеза: эффективность обучения в вузах МЧС России повысится, если в ходе подготовки лабораторного практикума и выполнении его обучающимися, будут выполнены следующие педагогические условия:

- будет разработана и реализована система мотивации к занятию деятельностной позиции обучающимися в ходе подготовки и выполнения лабораторного практикума;

- компетентностно-ориентированная тематика лабораторного практикума приведет субъекта обучения в состояние когнитивного диссонанса, которое разрешается в ходе успешного выполнения обучающимся индивидуальных заданий (ИЗ) на лабораторный эксперимент.

Цель исследования и сформулированная рабочая гипотеза обусловили следующие задачи:

1. Проанализировать возможности уже существующего отечественного и зарубежного опыта применения современных педагогических технологий при организации лабораторного практикума в вузах МЧС России.

2. Спроектировать целостный процесс проведения лабораторного практикума на основе КДМ, предусматривающей применение личностно-ориентированных педагогических технологий.

3. Сформулировать и обосновать психолого-дидактические требования к комплекту учебно-методических материалов, использующих виртуальные технологии информационной поддержки применения КДМ лабораторного практикума с учетом особенностей процесса формирования ПК обучающихся в вузах МЧС России.

4. Сформировать необходимые комплекты методической документации и соответствующего программно-аппаратного сопровождения процесса выполнения лабораторного практикума при внедрении КДМ по дисциплине «Физика».

5. Подтвердить экспериментально эффективность процесса проведения лабораторного практикума в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России на основе применения КДМ.

Методологической основой исследования явились:

- общие психолого-педагогические особенности развития личности в процессе обучения (B.C. Артамонов, J1.C. Выготский, A.C. Захаревич, С.П. Иванова, A.A. Луговой, A.B. Шленков и др.);

- основы информационного моделирования процесса обучения (В.И. Антюхов, C.JI. Исаков, И.П. Линдсней, С.Н. Терехин, О.В. Щербаков и др.);

- теория управления учебно-познавательной деятельностью (Г.К. Артамонова, В.П. Беспалько, Н.Г. Винокурова, Л.В. Медведева, A.A. Якунин и др.);

- дидактические и психологические закономерности в учебном процессе (Ю.Г. Баскин, ПЛ. Гальперин, A.A. Грешных, О.Ю. Ефремов, C.B. Литвиненко, В.О. Солнцев и др.);

- применение законов кибернетики как наиболее общей теории управления учебным процессом (B.C. Артамонов, А.Ю. Иванов, А.О. Овчинников, В.И. Муша и др.).

- системный подход в изучении педагогических явлений (И.В. Блауберг, В.Ю. Рыбников, Л.А. Кононова, К.Н. Хабибуллин и др.)

В процессе исследования использовались:

1.Методы теоретического анализа: сравнительно-сопоставительный, ретроспективный, моделирование.

2.Эмпирические методы: анкетирование, тестирование, наблюдение, самооценка, обобщение независимых характеристик, изучение и обобщение педагогического опыта, констатирующий и формирующий эксперименты.

3.Технические методы: запись на магнитные носители параметров обращений к опциям используемого программного продукта.

4.Математические и статистические методы обработки экспериментальных данных: контент-анализ, метод ранжирования.

Логика исследования:

Исследование проводилось в три взаимосвязанных этапа в период с 2010 по 2013 годы.

На первом этапе (2010-2011 гг.) проводилось изучение педагогической, психологической, методической и технической

литературы по исследуемой проблеме, производилось теоретическое обоснование темы и определение задачи проводимого исследования, сформулирована рабочая гипотеза исследования.

На втором этапе (2011-2012 гг.) в теоретическом плане было проведено уточнение гипотезы исследования, структурирование связей между компонентами методического обеспечения. Практический аспект исследования состоял в разработке программы и проведении констатирующего и формирующего экспериментов.

На третьем этапе (2012-2013 гг.) в теоретическом плане произведено уточнение и доработка предлагаемых условий эффективного применения КДМ лабораторного практикума. В практическом плане — проведение контрольного измерения эффективности применения КДМ лабораторного практикума в процессе обучения курсантов и студентов вузов МЧС России.

На заключительном этапе был проведен теоретический анализ результатов исследования и оформление диссертационной работы.

На защиту выносятся:

- основные концептуальные положения повышения эффективности проведения лабораторного практикума: применение деятельностного подхода, в сочетании с личностно-ориентированными технологиями, обеспечивает развитие личности, психологической комфортности и положительной мотивации процесса формирования ПК; когнитивная структуризация процесса выполнения лабораторного практикума дает возможность объективизировать знания обучающихся в предметной области, формализовать изучаемую проблему и далее различными методами изучать ее на модели, обосновывая прогнозы и рекомендуемые технические решения;

- структура и функциональные связи КДМ лабораторного практикума, включающая в качестве основных этапов актуализацию имеющихся знаний, целеполагание и последующее планирование

лабораторного эксперимента, экспериментальное "открытие" новых закономерностей, формирование новых профессиональных компетенций и рефлексию как итог проведения лабораторного эксперимента, а также конкретизацию действий обучающегося и обучающего;

- система приоритетов, используемых при формировании содержания информационного обеспечения процесса выполнения лабораторного практикума, включающая: поддержку активной деятельности обучающегося, непрерывность потока информации, целостность предметного содержания, минимаксный информационный объем, психологическую комфортность обучающегося, поддержка творческого начала в контексте ключевых задач формирования ПК.

Научная новизна исследования состоит в том, что:

- на основании проведенного анализа специфики лабораторного практикума как объекта управления и обзора известных подходов к его организации обоснована возможность и целесообразность применения КДМ для постановки и решения задач формирования новых ПК;

- предложена деятельностная технология организации лабораторного практикума как альтернатива монологически-фронтальному информированию, выявлены основные этапы ее реализации: понимание нормы деятельности, натурно-имитационное действие, концептуализация полученных компетенций, идеализированно-условный этап освоения ПК.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:

- выявлены и обоснованы основные этапы организации рефлексии обучающегося в процессе выполнения лабораторного практикума (временная остановка дорефлексивной деятельности, восстановление последовательности, оценка эффективности, формулирование гипотезы, проверка гипотезы на следующем этапе);

- уточнена роль когнитивной функции компьютерной графики в формировании целостного представления об изучаемых в ходе проведения

лабораторного практикума объектах или процессах, в развитии профессионально-ориентированной интуиции будущего сотрудника ГПС.

Практическая значимость исследования состоит в том, что:

- на основании сформулированных в ходе диссертационного исследования психолого-дидактических требований разработан комплект учебно-методических материалов для проведения лабораторного практикума по дисциплине "Физика" на основе применения КДМ;

- методические наработки, полученные при создании учебно-методических материалов для проведения лабораторного практикума по дисциплине "Физика" были использованы при создании учебно-методических материалов для поддержки проведения лабораторного практикума по другим дисциплинам вуза: «Теплотехника», «Термодинамика и теплопередача», «Противопожарное водоснабжение», «Гидравлика».

Достоверность научных положений, полученных результатов и обоснованность рекомендаций обеспечивалась исходными методологическими положениями; реализацией комплексной методики исследования; длительным характером экспериментальной работы на четко локализованной базе; использованием взаимопроверяющих независимых диагностических средств; применением методов математической статистики при сборе и обработке данных, полученных в ходе эксперимента; согласованностью прогнозов, сформулированных в ходе исследования и достижений педагогического опыта высших учебных заведений, а так же личным опытом преподавания.

Отличие результатов диссертационной работы от результатов, полученных другими авторами, заключается в том, что сформулированы основные концептуальные положения повышения эффективности проведения лабораторного практикума на основе применения КДМ, сформирована архитектура и функциональные связи программно-аппаратного лабораторного комплекса поддержки проведения

лабораторного практикума на основе применения КДМ, выявлена система приоритетов, используемых при формировании содержания информационного обеспечения процесса выполнения лабораторного практикума.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на IV Международной научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы», (СПб. СПбУ ГПС МЧС России, 2011 г.).

Внедрение результатов исследования осуществлялось непосредственно в ходе формирующего эксперимента в СПб университете ГПС МЧС России. Разработанные автором учебно-методические материалы были рекомендованы к использованию в учебном процессе кафедры физики и теплотехники, а так же кафедры пожарной, аварийно-спасательной техники и автомобильного хозяйства.

Публикации. Основные положения опубликованы в 5 печатных работах, в том числе одна - в издании, рекомендованных ВАК России.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 163 страницах текста, содержит 13 таблиц и 7 рисунков. В перечне используемых литературных источников имеется 160 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении дается обоснование актуальности темы исследования, определяются объект, предмет и цель исследования, формулируется гипотеза и задачи исследования, представляются его этапы, научная новизна и практическая значимость, приводятся положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Теоретические основы организации лабораторного практикума на основе когнитивно-деятельностной модели» установлено, что общеизвестная категория «лабораторный практикум» пересекается с

традиционно более широкой категорией «лабораторная работа» и содержит в себе не только процедуру выполнения лабораторного эксперимента, но и инструменты поддержки такого процесса, необходимые для самостоятельного выполнения лабораторного эксперимента обучающимися.

Основные функции, выполняемые лабораторным практикумом в учебном процессе, представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные функции лабораторного практикума

№ Функция Содержание функции

1 Информативная Является источником новых предметных познаний о физических и химических природных и техногенных явлениях, принципах работы измерительных приборов, технологических аппаратов, рабочих машин и вспомогательных механизмов, хода технологических процессов

2 Детерминационная Обеспечивает экспериментальное подтверждение уже известных по ранее изученному материалу теоретических положений, является критерием истинности полученных знаний в ходе изучения теоретической части учебной дисциплины

3 Иллюстративная Служит наглядной иллюстрацией сложного природного и техногенного явления, активной компонентой процесса углубленного познания, эффективным инструментом раскрытия его практического применения

Показано, что важнейшей целью проведения эффективного лабораторного практикума в вузах МЧС России становится развитие личности обучающихся будущих сотрудников ГПС, их интеллектуальных способностей в выполнении своих служебных обязанностей, творческого потенциала в постановке и реализации нетривиальных задач, возникающих при ведении спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ. В системном плане решение подобной проблемы может быть основано на применении когнитивно-развивающих деятельностных образовательных технологий, одним из видов которых может быть выполнение лабораторного практикума, но необходимо при этом соблюдать принципы, изложенные в таблице 2.

Таблица 2. Принципы организации лабораторного практикума на

основе применения КДМ

№ Принцип Содержание принципа

1 Целостность Обеспечение целостного подхода при выборе тематики, определении номенклатуры и установлении последовательности выполняемых обучающимся в ходе лабораторного практикума натурных и виртуальных экспериментов

2 Системность Комплексное педагогическое воздействие на обучающегося на всех этапах подготовки и выполнения лабораторного практикума

3 Индивидуализация Индивидуальный подход к обучающимся со стороны преподавателей, особенно при планировании и проведении контрольных мероприятий (выбор формы предлабораторного колоквиу-ма, защита отчета по результатам лабораторного эксперимента)

4 Деятельности ая активность Активизация познавательных возможностей обучающихся при подготовке к лабораторному практикуму и его непосредственному выполнению

5 Когнитивная направленность Приоритет в развитии мышления, интеллекта, познавательных возможностей обучающихся

Переход на применение КДМ в проведении лабораторного практикума представляется необходимым, поскольку очень важно нацелить обучающихся на самостоятельное формирование и решение обратных, по отношению к содержанию, индивидуальных заданий на лабораторный эксперимент, что в дальнейшем должно перейти в потребность и необходимость контролировать решение прямого индивидуального задания. При постановке таких заданий корректность выбранных действий при реализации задания прямого типа можно проверить посредством решения задачи обратного типа, что должно позволить оперативнее реагировать на обнаруженные ошибки, выявлять причины допущенных ошибок, и на базе результатов проведенного анализа вносить соответствующие коррективы в действия обучающихся на последующих этапах проведения лабораторного практикума.

Таким образом, основные особенности перехода организации лабораторного практикума от традиционных моделей к КДМ схематически можно представить на рисунке 1.

Рисунок 1. Основные особенности организации лабораторного практикума на основе КДМ

Главные итоги реализации КДМ в аспекте достижений в личностном, социальном, познавательном и коммуникативном развитии могут обеспечить необходимые условия для обучающихся при их самостоятельной работе с предметными знаниями, приобретении необходимых умений и навыков, формировании ПК, развитии необходимых способностей, мобилизации готовности к изучению профессиональной среды при сотрудничестве в самообразовании и саморазвитии. Основные направления когнитивного развития обучающегося, которые дают возможность реализовать КДМ лабораторного практикума представлены в таблице 3:

Таблица 3. Основные направления когнитивного развития обучающегося

№ Направления развития Содержание когнитивного развития

1 Личностное - формирование готовностей и способности к включению в процесс саморазвития; - выстраивание ценностных и смысловых ориентации для личностного выбора в сложных профессиональных ситуациях; - продолжение формирования предпосылок к самостоятельности в поступках и практических действиях с одновременным принятием ответственности за их последствия; - развитии целеустремленности и настойчивости в получении конкретных результатов профессиональных целей.

2 Социальное - участие в процессе формирования российско-гражданской идентичности на базе усвоения обучающимися принятых в российском обществе демократических ценностей; - развитие толерантного поведения в поликультурном коллективе комплектующих подразделений ГПС, воспитание патриотических убеждений.

3 Познавательное - совершенствование способности обучающегося контролировать свою познавательную и интеллектуальную деятельность; - овладение методологией познания, стратегиями и способами формирования своей профессиональной компетентности; - дальнейшее развитие репрезентативного, символического, логического, творческого мышления, продуктивного воображения, объема оперативной памяти, внимательности и собранности, рефлексии.

4 Коммуникативное - дальнейшее формирование компетентности в общении, включая сознательную ориентацию обучающихся на положение других индивидуумов как потенциальных партнеров для общения и решения совместных заданий, умение слушать, вести диалог в соответствии с целями и задачами общения, участвовать в коллективном обсуждении возникших задач и принятии соответствующих решений, выстраивать продуктивное сотрудничество с коллегами по подразделению и персоналом охраняемых объектов, на базе применения овладения вербальных и невербальных информационно-коммуникационных средств, которые позволяют обеспечить свободное профессиональное общение.

Главные особенности применения КДМ лабораторного практикума в

учебном процессе пожарно-технических вузов заключаются в следующем: - изучение естественно-научных и специальных дисциплин производится посредством раскрытия сущности законов природы, лежащих в основе частных случаев их применения в ходе производства лабораторного эксперимента, при этом определяется метод формирования новых ПК и обучающиеся самостоятельно на базе использования такого метода

приобретают новые предметные знания, не заучивают вновь вводимые понятия, а выполняют ИЗ на лабораторный эксперимент;

- для каждого лабораторного эксперимента выявляются инвариантные понятия, изучаемые закономерности и формулируются ИЗ, при выполнении которых обеспечивается активизация не только познавательной активности обучающихся, но и формирование новых ПК;

- на основе формулирования индивидуальных вариативных заданий на лабораторный эксперимент, обеспечивается индивидуальный подход к обучению курсантов и студентов, каждый из которых получает ИЗ в соответствии с уровнем подготовки и интересами в формировании ПК;

- при проведении расчетов на основе полученных результатов структурируются модели поведения изучаемого процесса, конструкции, материала или в зависимости от полученных характеристик, производится анализ структуры сформированной модели и сопоставляются с этой моделью измеренные параметры в ходе проведения лабораторного эксперимента;

- в ходе выполнения лабораторного эксперимента содержание познавательной деятельности обучающихся курсантов и студентов вузов МЧС России трансформируется в сторону появления интереса и высокой мотивации. Этот процесс можно определить как появление внутреннего интереса, который смещается со сформулированной цели выполнения лабораторного эксперимента на мотив в виде формирования новых ПК, приобретения предметных знаний, нахождения решений профессионально сформулированных ИЗ, что становится для обучающегося интересным и ответственным.

Все это позволило сформировать КДМ лабораторного практикума применительно к особенностям организации учебного процесса в вузах МЧС России, представленную на рисунке 2.

Побуждение обучающихся к теоретическому объяснению экспериментальных фактов, противоречий между ними. Стимулирование активного участия обучающихся в выполнении своего индивидуального задания.

т

Формирование способности объективно самооценивать меру продвижения обучающимся к цели формирования новых профессиональных компетенций

Деятельность обучающего

Предоставление мат для осуществления ш к новому эксперим гриала рехода -енту

1 :

Выдача индивидуального задания на лабораторный эксперимент

Г

Формирование новых профессиональных компетенций

Рефлексия как следствие лабораторного эксперимента

Актуализация

имеющихся

знаний

1

Целеполагание

лабораторного

эксперимента

1

Планирование

лабораторного

эксперимента

1

Экспериментальное

"открытие" новых

зако номерносте и

)

Содержательное обобщение теоретических знаний по тематике предстоящего эксперимента

I

Когнитивный диссонанс на основе противоречий между имеющим ися теоретическими знаниями и содержанием индивидуального задания

Оценка правильности своих выводов, решений.

Осуществление самооценки результатов эксперимента. Обнаружение закономерностей, обобщение результатов

НЯ^ГТЮПРНИЯ

Г

1

Определение степени соответствия поставленной цели в выполнении индивидуального заданияи результатам деятельности по формированию новых профессиональных компетенций

Деятельность обучающегося

Рисунок 2. К ДМ лабораторного практикума

Во второй главе «Экспериментальное исследование процесса выполнения лабораторного практикума в вузах МЧС России на основе когнитивно-деятельностной модели» были обоснованы:

- выбор в качестве «полигона» внедрения КДМ лабораторного практикума третий семестр дисциплины «Физика», специальность (направление) "Пожарная безопасность";

- выбор тематик лабораторных экспериментов и определение последовательности их исполнения;

- выбор формы и определение содержания методического сопровождения подготовки и выполнения лабораторных экспериментов, а также обработки результатов проводимых измерений;

- выбор контингента для участия в педагогическом эксперименте, оценка аутентичности коллективов экспериментальной и контрольной групп.

Состав выбранного контингента позволил получить необходимую информацию об уровне познавательных возможностей личного состава экспериментальной и контрольной групп, что сделало возможным исследовать степень аутентичности экспериментальной и контрольной групп на основе учета итоговой успеваемости за 2 семестр по базовым учебным дисциплинам: высшей математике, физике, общей химии.

Результаты экзаменационной сессии (2 семестр) по базовым учебным дисциплинам экспериментальной и контрольной групп представлены в таблице 4.

Таблица 4. Результаты экзаменационной сессии (2 семестр) В экспериментальной и контрольной группах

Контингент Эксперимент (п=52) Контрольная (п=54) ^критерий Стьюдента

а2 Хщ с2

Высшая математика 3,40 0,87 3,41 0,77 0,040

Физика 3,69 0,82 3,72 0,79 0,162

Общая химия 3,76 0,71 3,69 0,56 0,022

Для количественной оценки степени аутентичности состава экспериментальных и контрольных групп был использован коэффициент аутентичности Ка:

N2 / Л',

Ка=Т,Ь2к /1>ь (1)

1 / 1

где: Ь2к и Ь]э - средние результаты экзаменационной сессии курсантов контрольной и экспериментальной групп; N2 и - число экзаменов.

Используя уравнение (1) после несложных вычислений получено значение коэффициента аутентичности Ка = 0,98, что дало возможность применить параллельную схему проведения формирующего эксперимента.

Организация учебной работы и методическая поддержка применения КДМ лабораторного практикума в ходе формирующего эксперимента представлена в таблице 5.

Таблица 5. Организация работы в формирующем эксперименте

№ Этапы выполнения лабораторного эксперимента Методическое обеспечение

Экспериментальная группа Контрольная группа

1 Актуализация тематики лабораторного эксперимента Осуществляется в процессе защиты предыдущего отчета Методические указания

2 Целеполагание лабораторного эксперимента Индивидуальные задания Стандартные задания

3 Предлабораторный коллоквиум Контрольные вопросы Программированный опрос

4 Выполнение лабораторного эксперимента Индивидуальный маршрут Стандартный алгоритм

5 Обработка результатов измерений Табличный процессор, специальные макросы Методические указания

6 Подготовка отчета Индивидуальный маршрут Стандартный алгоритм

7 Защита отчета Завершается актуализацией тематики следующего лабораторного эксперимента Контрольные вопросы в методических указаниях

В ходе проведения формирующего эксперимента оценивался мотивационный аспект выполнения лабораторного практикума, который отражался в соблюдении курсантами экспериментальной и контрольной групп графика защиты отчетов (рисунок 3).

Соблюдение графика лабораторного практикума

100 90 80 70 60 гг 50 40 30 20 10 0

Рисунок 3. Соблюдение графика выполнения лабораторного практикума Результаты защиты отчетов представлены в таблице 6. Таблица 6. Результаты защиты отчетов по лабораторным экспериментам

№ Группа Лабораторные экспе рименты о ДХт е 1-51

1 2 3 4 5 6

1 Эксперимент (п=52) 3,3 3,7 4,1 4,3 4,4 4,2 4,02 0,42 0,19 2,5 0,02

2 Контрольная (п=54) 3,4 3,4 3,5 3,9 3,6 3,3 3,52 0,21

Принятые обозначения. Хт - среднее значение; 9 - коэффициент достоверности; о - среднеквадратичное отклонение; ДХт - средняя ошибка среднеарифметических;

1-51 - [-критерий Стьюдентадля Р<=0,05.

Анализ представленного графика, а также статистическая значимость различий в результатах защиты отчетов по лабораторным экспериментам курсантов экспериментальной и контрольной групп позволяет сделать вывод об эффективности применения КДМ лабораторного практикума в вузах МЧС России.

В результате опроса 11 преподавателей-экспертов в качестве критерия эффективности КДМ лабораторного практикума был выбран

уровень сформированностн у обучающихся профессиональной компетенции ПСК-38: "... умение проводить эксперименты по заданным методикам с обработкой и анализом результатов". Уровни сформированностн ПСК-38 представлены в таблице 7. Таблица 7. Уровни сформированностн ПСК-38

№ Уровни сформированностн ПСК-38 Содержание уровней

1 Уровень 1: репродукция Проведение физического эксперимента по заранее заданной методики

2 Уровень 2: применение Разработка методики проведения физического эксперимента

3 Уровень 3: трансляция Выявление тематики нового физического эксперимента и разработка соответствующей методики

4 Уровень 4: творчество Обоснование необходимости проведения нового эксперимента и разработка соответствующей методики

Контрольный этап педагогического эксперимента проводился через полгода после окончания формирующего эксперимента и предполагал оценку уровня сформированностн ПСК-38 преподавателями-экспертами в ходе входного контроля на начальной фазе лабораторного практикума по дисциплине "Теплотехника". Результаты этой оценки представлены в таблице 8.

Таблица 8. Показатели уровня сформированностн ПСК-38 у обучающихся на этапе контрольной проверки

Уровни сформированное™ ПСК-38 л X * 5

№ Группа Уровень 1 Уровень 2 Уровень 3 Уровень 4 Хт а К 3 о в; к Я 4 и а. и ё О 1§. *9* ш * § и °„ О о о 11 ? V £ о- у 1

1 Эксперимент (п=52) 8 22 14 8 2,88 0,95 0,265 1,522 0,004

2 Контрольная (п=54) 4 14 20 16 2,48 0,98

Статистически значимые различия в уровне сформированностн ПСК-38 у курсантов экспериментальной и контрольной групп, выявленные на

контрольном этапе педагогического эксперимента, обосновывают вывод об эффективности применения КДМ лабораторного практикума в вузах МЧС России.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований установлено следующее:

1. На основе теоретического анализа спроектирован целостный процесс проведения лабораторного практикума на основе КДМ, предусматривающий применение деятельностного подхода и когнитивную структуризацию процесса выполнения лабораторного практикума.

2. Психолого-дидактические требования к комплекту учебно-методических материалов, использующих виртуальные технологии информационной поддержки применения КДМ лабораторного практикума включают: необходимость поддержки активной деятельности обучающегося, непрерывность потока информации, целостность предметного содержания, минимаксный информационный объем, психологическую комфортность обучающегося, поддержку творческого начала в контексте ключевых задач формирования ПК.

3. Сформированы необходимые комплекты методической документации и соответствующее программно-аппаратное сопровождение процесса выполнения лабораторного практикума на основе КДМ по дисциплине «Физика».

4. Экспериментально подтверждена эффективность процесса проведения лабораторного практикума в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России на основе применения КДМ, при этом средний уровень сформированности ПСК-38 в экспериментальной группе составил 2,88 по сравнению с 2,48 в контрольной группе при коэффициенте достоверности 1,55.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В ходе организации и проведения лабораторного практикума целесообразно организовать допуск обучающихся во внеурочное время к программно-информационным и аппаратным ресурсам лаборатории.

2. В ходе проведения организационно-методических мероприятий, связанных повышением квалификации профессорско-преподавательского состава, необходимо планировать изучение особенностей применения КДМ лабораторного практикума.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Печеневская М.А. Организация проведения лабораторного практикума в пожарно-технических вузах на основе когнитивно-деятельностного подхода/ Баскин Ю.Г. // Научно-аналитический журнал «Проблемы управления рисками в техносфере» №1 (15) - 2013. С. 149-158 (0,5/0,25 п.л.).

В иных изданиях:

2. Печеневская М.А. Активизация познавательной работы обучающихся в ходе лабораторно-практических занятий на основе когнитивно-деятельностного подхода // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях: материалы Международной научно-практической конференции -. - СПб., СПбУ ГПС МЧС России, 2008 (0,25 п.л.)

3. Печеневская М.А. Когнитивное обучение как фактор познавательной активности курсантов и студентов вузов МЧС России в процессе выполнения лабораторного эксперимента // Подготовка кадров в системе предупреждения чрезвычайных ситуаций: материалы УП Международной научно-практической конференции - . СПб.: СПбУ ГПС МЧС России, 2008 (0,25 п.л.)

4. Печеневская М.А. Формирование модели лабораторного практикума на основе когнитивно-деятельностного подхода // Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам: материалы III международной научно-практической конференции -. СПб.: СПбУ ГПС МЧС России, 2007 (0,25 п.л.)

5. Печеневская М.А. Методическая поддержка процесса реализации когнитивно-деятельностной модели лабораторного практикума // Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы: материалы II международной научно-практической конференции -. - СПб., СПбУ ГПС МЧС России, 2009 (0,3/0,15 п.л.)

16.04.13 Объем 1 п.л.

Подписано в печать Печать - цифровая

Формат 60x84 1/16 Тираж 100 экз.

Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России 196105, Санкт- Петербург, Московский проспект, д. 149

Текст диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Печеневская, Мария Анатольевна, Санкт-Петербург

На правах рукописи

М'

'-»^01359644

Печеневская Мария Анатольевна

КОГНИТИВНО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНАЯ МОДЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА В ВУЗАХ МЧС РОССИИ

Специальность 13.00.08 - теория и методика профессионального

образования

Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор заслуженный работник высшей школы РФ Баскин Юрий Григорьевич

Санкт-Петербург- 2013

Оглавление

Введение..................................................................................4

Глава 1. Теоретические основы организации лабораторного

практикума на основе когнитивно-деятельностной модели .......20

1.1. Роль и место лабораторного практикума в инженерно-техническом образовании......................................................20

1.2. Анализ состояния разработки проблемы активизации познавательной работы обучающихся в ходе лабораторно-практических занятий .........................................................40

1.3. Когнитивное обучение как фактор познавательной активности курсантов и студентов вузов МЧС России в процессе выполнения ими лабораторного эксперимента ..............61

1.4. Модель выполнения лабораторного практикума в вузах МЧС России на основе когнитивно-деятельностного подхода ............81

1.5. Выводы по главе 1 .............................................................99

Глава 2. Экспериментальное исследование процесса выполнения

лабораторного практикума в вузах МЧС России на основе

1-/Ч т т і-т-і і п т кч ттоаталгт ттгчлтітгііі * їг\ папи 1 С\/1

лш птпопи-д^лїишпинпии тидоли .................................± у/-г

2.1. Педагогическое моделирование как метод структурного исследования организации лабораторного практикума на

основе применения когнитивно-деятельностной модели ............104

2.2. Требования к методической поддержке процесса реализации когнитивно-деятельностной модели лабораторного

практикума ......................................................................124

2.3. Разработка программы эксперимента по применению в учебном процессе когнитивно-деятельностной модели лабораторного практикума ..................................................143

2.4. Анализ результатов эксперимента по применению когнитивно-деятельностной модели лабораторного практикума..................154

2.5. Выводы по главе 2 ..........................................................159

Заключение..........................................................................163

Литературные источники........................................................164

Введение

Внедрение в учебный процесс Федерального государственного образовательного стандарта профессионального образования второго поколения предполагает переход на новую - т.н. деятельностную -парадигму пожарно-технического образования. В этом документе явственно прослеживается ориентация, прежде всего, на получение конкретных результатов в образовании. За последние несколько десятилетий в российском обществе наблюдаются существенные изменения в представлениях о содержательной сущности таких результатов, связанные с признанием того, что овладение определенной суммой предметных знаний, профессиональных умений и практических навыков обучающимися в пожарно-технических вузах является не всегда достаточным для полноценной и успешной жизни и профессиональной деятельности специалиста в комплектующих подразделениях Государственной противопожарной службы. Самостоятельный, коммуникабельный, ответственный, толерантный, умеющий самостоятельно предвидеть и решать возникшие служебные проблемы, постоянно осваивающий новое, эффективно работающий в коллективе подразделения - вот те необходимые личностные характеристики, которые должен иметь выпускник вуза МЧС России, чтобы реализовывать себя и быть успешным в своей служебной карьере. Примечательно, что в докладе «Образование: сокрытое сокровище», сделанном для Международной комиссии по образованию для XXI в., Жак Делор предложил следующие основные позиции: «научиться познавать, научиться делать, научиться жить вместе, научиться жить». Формирование и развитие этих качеств у выпускника вуза МЧС России и есть главный ответ системы пожарно-технического образования на вызовы времени и запрос комплектующих подразделений Государственной противопожарной службы. [33]

Изменения в оценке результатов пожарно-технического образования неизбежно приведут к переходу от традиционного подхода, в котором под образовательными результатами понимается степень освоения и уровень сформированности предметных знаний, умений и навыков обучающимися, к культурно-историческому и когнитивно-деятельностному, в котором на первую позицию выходят целостные процессы развития личности обучающегося, его потенциал саморазвития, возможность самостоятельного принятия решений и рефлексивного анализа собственной служебной деятельности, а приобретенные знания, умения и навыки рассматриваются как инструментальная основа профессиональных компетенций, приобретенных обучающимися в вузах МЧС России. Когнитивно-деятельностный подход в основном базируется на теоретических положениях концепции Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьева и некоторых других, которую обычно называют течением внутри культурно-деятельностной психологии. Концепция когнитивно-деятельностного подхода конкретизирует главные психолого-педагогические законы процесса развивающего образования и структуру учебной деятельности обучающихся с учетом общих закономерностей онтогенетического возрастного развития молодых людей и андрагогических закономерностей в обучении уже сфомировавшихся личностей. [82]

В соответствии с концепцией Л.С. Выготского, который обосновал принцип культурно-исторической природы психики обучающегося и ее развития как процесса освоения существующего социокультурного опыта, процесс обучение рассматривается как движущая сила интеллектуального развития обучающегося, главной особенностью которого становится переход от натурально-психических к высшим функциям личности обучающегося. Поскольку образцы идеальной формы высших психических функций определяются в процессе обучение, то собственно процесс обучение Л.С. Выготский определяет как следующее за собой развитие. Но

при этом Л.С. Выготский замечает, что процесс обучение становится главным только тогда, когда оно осуществляется в зоне ближайшего развития обучающегося. [27]

В соответствии с концепцией А.Н. Леонтьева, основным фактором личностного и познавательного развития в процессе обучения специалиста становится активная деятельность, поэтому весьма принципиально, в какие виды деятельности и с какой степенью активности включается обучающийся. Поэтому основную роль в процессе обучения играет мотивационно-смысловая сфера личности обучающегося.

Когнитивно-деятельностный подход, базирующийся в своей основе на идеях культурно-деятельностной психологии, находит свою реализацию в существующих направлениях российской педагого-психологической науки и практической деятельности. К таким направлениям можно отнести:

- развивающее обучение как педагогический процесс (Д.Б.Эльконин, В.В.Давыдов); [144]

- планомерно-поэтапное формирование умственных действий и понятий у обучающихся в процессе их обучения (П.Я.Гальперин, Н.Ф.Талызина); [137]

- педагогику и психологию поступательного развития обучающихся (Л.В.Занков);

- психо-педагогику «живого знания» (В.П.Зинченко);

- культурно-историческую смысловую педагогику вариативно-развивающего обучения (А.Г.Асмолов, В.В.Рубцов, В.В.Клочко, Е.А.Ямбург); [4]

- личностно-ориентированное обучение (В.Д.Шадриков, В.И.Слободчиков, И.С.Якиманская, В.В.Сериков и др.). [125, 152]

Понятия «когнитивно-деятельностный подход» и "когнитивно-деятельностная модель" были введены после 1985 года в процессе сравнительного анализа принципов организации памяти в русле когнитивной психологии, базирующейся на кибернетической метафоре образа индивидуума как инструмента переработки потока информации, и культурно-деятельностной психологии.

За понятием «когнитивно-деятельностная модель», во-первых, скрывается желание использовать потенциал взаимодополнительности общенаучной методологии, обусловленной системным подходом к разным конкретным наукам и педагогической практике (см. работы И.В. Блауберга, В.Н. Садовского, Э.Г. Юдина), и уровнем конкретно-научной методологии в педагогике и психологии, тесно связанной с представлениями о категориях "развитие", "когнитивный", «деятельность» как объяснительном принципе педагогической науки. Мотивами для введения в научный оборот понятия «когнитивно-деятельностная модель» послужили классические труды российских психологов А.Н. Леонтьева «Деятельность. Сознание. Личность» (1975) и Э.Г. Юдина «Системный подход и принцип деятельности» (1977), в которых понятия "развитие" и «деятельность» выступают как «фундамент» таких педагого-психологических систем как «восприятие», «сознание», «обучаемость» и «личность», рожденных движением деятельности индивидуума в природе и обществе, а также желание снять проблемы несуществующей оппозиции между системной моделью и деятельностной моделью внутри отечественной психолого-педагогической науки, отраженной в ходе методологических дискуссий 70-90х годов прошлого века.

Во-вторых, применение когнитивно-деятельностной модели предполагает при изучении любых феноменов личности обучающегося в вузах МЧС России и проектировании разных сфер учебного процесса

выделение в качестве методологических инструментов следующих планов анализа педагогического процесса:

- мотивационный план анализа, связанный с ответами на вопрос ради чего происходит формирование педагогического процесса и какие мотивы положены в его основу;

- интенционально-целевой план анализа педагогического процесса, связанный с ответом на вопрос на что, на какие цели направлены действия субъектов педагогического процесса;

- операционально-технологический план анализа педагогического процесса, связанный с ответом на вопрос каким способом, посредством каких операций, педагогических технологий достигаются мотивы и цели педагогического процесса в конкретных условиях ее осуществления;

- ресурсно-энергетический план анализа педагогического процесса, связанный с ответом на вопрос за счет чего, каких источников, например, тех или иных психофизиологических ресурсов организма обучающегося или материально-технических ресурсов учебного заведения, будут обеспечены те или иные действия, операции или педагогические технологии, обеспечивающие достижение мотивов и целей учебного процесса;

- субъектный план анализа педагогического процесса, связанный с ответом на вопрос кто будет основной движущей силой, заинтересованной в трансформациях, преобразованиях, изменениях традиционного учебного процесса в данном учебном заведении.

В традиционных технологиях когнитивно-развивающего обучения особое внимание уделяется феномену «рефлексия». Под рефлексией обычно понимают объективное понимание обучающимся своих действий, приемов и способов деятельности в ходе учебного процесса, при этом обычно повышенное внимание уделяется критериям и процедурам оценки, а так же процессу самоконтроля. [123] К дискуссионным положениям

технологии когнитивно-развивающего обучения можно отнести то, что далеко не все обучающиеся в учебном подразделении вуза МЧС России способны обучаться быстрым темпом и на высоком уровне сложности, особенно на младших курсах. Особенно это касается обучающихся с замедленными динамическими характеристиками личности.

Использование технологии проблемного обучения в совокупности с технологией когнитивно-развивающего обучения предполагает необходимость организации под руководством преподавателя самостоятельной поисковой деятельности обучающихся по решению специально сконструированных индивидуальных заданий, в ходе выполнения которых у обучающихся формируются новые профессиональные компетенции, развиваются творческие способности, индивидуальная познавательная активность, необходимая любознательность, профессиональная эрудиция, творческое мышление и другие личностно значимые качества будущего сотрудника Государственной противопожарной службы. Преимуществом технологии проблемного обучения является то, что применение такой технологии способствует не только приобретению обучающимися необходимых ключевых профессиональных компетенций, но и достижению высокого уровня их интеллектуального развития, формированию у них способности к самостоятельному добыванию знаний в процессе решения профессиональных задач, развивает интерес к своей профессии, обеспечивает прочные результаты формирования профессиональных компетенций. Неизбежными издержками применения в учебном процессе технологии проблемного обучения могут стать значительные временные затраты на достижение запланированных результатов в формировании профессиональных компетенций и недостаточная управляемость познавательной деятельностью обучающихся.

Как известно, в основе нынешней модернизации российского пожарно-технического образования, детерминированной реалиями времени, положены идеи личностно-ориентированного развивающего обучения. Сегодня одна из важнейших задач вузов МЧС России состоит уже не в том, чтобы «снабдить» обучающихся багажом знаний, а в том, чтобы сформировать компетенции, позволяющие им самостоятельно добывать информацию и активно включаться в практическую деятельность комплектующих подразделений Государственной противопожарной службы. В связи с этим актуальным становится внедрение в учебный процесс таких технологий, которые способствовали бы формированию и развитию у обучающихся умения учиться, учиться творчески и самостоятельно, поскольку как писал Дж. Каннинг "Время и случай не могут ничего сделать для того, кто ничего не делает для самого себя". При этом практика организации учебного процесса в вузах МЧС России подтверждает, что наиболее эффективным инструментом решения задач формирования профессиональных компетенций у будущего сотрудника Государственной противопожарной службы является организация лабораторного практикума.

Теоретическую основу диссертационного исследования составили:

-когнитивно-деятельностная теория, ориентированная на мыследеятельность индивидуума, позволяющая переместить поле практической деятельности обучающегося в форму системной организации учебных процессов и образовательных структур (Г.П.Щедровицкий, А. Пископпель); [156]

- теория психотехнологии учебной деятельности индивидуума, основанная в концепции П.Я.Гальперина;

- акмеологический подход, акцентирующий внимание на процессе развития и самосовершенствования индивидуума на всем протяжении служебной деятельности в достижении им высших пиков своей

профессиональной самоактаулизации (Б Г.Ананьев, Н.В.Кузьмина, А.А.Бодалев, А.А.Деркач, Е.А.Климов, А.К.Маркова и др.); [72, 86]

- теория и практика профессиогенеза личности обучающегося (Е.А.Климов, А.К.Маркова, Н.С.Пряжников, Л.М.Митина и др.); [91]

- теория саморазвития личности в условиях модели инновационного обучения, построенной на новой парадигме: непрерывном саморазвитии потребностей, способностей и сознания индивидуума в учебном процессе (А.Г.Асмолов, В.П.Зинченко, К.Г.Вазина); [4]

- андрогогический подход в профессиональном образовании (С.И.Змеев, Т.Н.Ломтева), постулирующий новое отношение к субъемту вузовской системы, а именно как к взрослому, несущему ответственность за свое жизненное самоопределение;

- идеи гуманистической психологии: идея личносно-развивающего взаимодействия в ходе участия в учебном процессе (К.Роджерс, Т.М.Буякас, И.Б.Котова. В.А.Петровский, Е.Н.Шиянов и др.); [159]

- практико-ориентированные исследования проблемы оказания психологической поддержки в ходе реализации учебного процесса (Г.С.Абрамова, С.А.Беличева, О.Г.Власова, И.В.Дубровина, С.В.Недбаева и др.).

Анализ содержания организационно-деятельностной теории, ориентированной на мыследеятельность, и позволяющей замещать поле практической деятельности обучающегося в форму системной организации процессов и структур лабораторного практикума, теории и практики профессиогенеза будущего специалиста, а также андрогогический подход в техническом образовании, постулирующий новое отношение к обучающемуся в вузах МЧС России, а именно как к взрослому, несущему ответственность за свое жизненное самоопределение позволил увидеть необходимость осуществления существенных изменений в модели лабораторного практикума на основе применения когнитивно-

деятельностного подхода и учета специфики функционирования вузов МЧС России, однако для этого необходимо разрешить противоречия между необходимостью внедрения в образовательный процесс личностно-ориентированных технологий, релевантных задачам развивающейся, часто сенситивной личност�