science-review.ru
Для выпускников инженерных направлений важна фундаментальная подготовка, так как решение ряда инженерно-технических задач основано на использовании комплекса фундаментальных знаний и методов, в том числе и математических, вследствие чего математика является одной из ключевых дисциплин в техническом вузе. Однако в настоящее время для продуктивной профессиональной деятельности ранее усвоенной информации недостаточно. В условиях постоянного усовершенствования производственных процессов и обновления оборудования на рынке труда востребованы инженеры, готовые к переносу знаний и методов в новую ситуацию, ориентированные на их самостоятельный поиск и адаптацию. Важны и личностные образовательные результаты, среди которых готовность человека к постановке целей, саморазвитию, самоопределению, самообучению.
Вышеперечисленное обуславливает актуальность развития познавательной деятельности студентов, являющейся ключом к формированию квалифицированных специалистов, в том числе и в процессе математической подготовки.
Переход к информационному обществу является причиной изменений в усвоении информации и процессах познания, огромную роль приобретают информационно-коммуникационные технологии. В условиях дистанционного обучения математике появляются новые возможности для организации самостоятельной работы обучающихся, направленные на усиление их познавательной активности.
Цель настоящей статьи в описании предпосылок и особенностей организации обучения математике студентов инженерного профиля подготовки в условиях электронного образовательного ресурса, ориентированного на развитие познавательной деятельности обучающихся.
Материалы и методы исследования
Методологической основой исследования являются нормативные документы в сфере высшего образования, требования федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования по техническим направлениям подготовки, научные и методические труды, посвященные вопросам вовлечения обучающихся в познавательную деятельность для повышения качества математической подготовки и достижения личностных результатов, организации самостоятельной работы студентов, индивидуализации обучения математике, использования электронных образовательных ресурсов в учебном процессе. В ходе исследования применялся комплекс методов, включающих анализ, систематизацию и синтез информации, проектирование, моделирование и обобщение результатов.
Результаты исследования и их обсуждение
По определению В.А. Крутецкого, любая деятельность – это активность человека, направленная на достижение сознательно поставленных целей, ориентированных на удовлетворение потребностей и интересов, требований со стороны общества и государства [1, с. 73]. Мотивы, как базирующиеся на потребностях и установках обучающихся, так и вызванные внешними причинами, побуждают студента к постановке цели и вовлекают его в деятельность по ее достижению и получению результата. На основе анализа классических и современных работ, посвященных проблемам познания, О.М. Дементьева отмечает, что мотивы познавательной деятельности основаны на потребности получить информацию о внешнем мире и о себе, а цели заключаются в потребности решения практической или интеллектуальной задачи; познании нового, ранее неизвестного; установлении связи неизвестного с известным; применении новых приемов и способов в деятельности [2]. Достижению целей способствует вовлечение студентов в самостоятельную работу, являющуюся одной из ведущих форм организации познавательной деятельности, ориентированную на дальнейшее самообразование и самоорганизацию [3, с. 96].
А.М. Смолкиным были сформулированы принципы активизации познавательной деятельности школьников: мотивации, проблемности, адекватности деятельности характеру решаемой задачи, взаимообучения, научности исследования изучаемой проблемы, индивидуализации, самообучения [4]. Рассмотрим реализацию перечисленных принципов в активизации познавательной деятельности студентов – будущих инженеров при обучении математике в современных условиях.
Практикуемое в настоящее время дистанционное обучение предоставляет дополнительные возможности для реализации указанных принципов.
Во-первых, при дистанционном обучении выполняются принципы самообучения и мотивации, так как дистанционное обучение основано на этих принципах, это его особенность.
Во-вторых, при организации самостоятельной работы необходимо учитывать различный уровень начальной математической подготовки студентов, их способности и устремления. В решении указанной проблемы интересен личностно-центрированный подход. При таком подходе обучение строится вокруг личности студента, и он сам осознанно выбирает, чему учиться, зачем и как, а преподаватель обеспечивает взаимодействие, центрированное вокруг личности студента [5]. В этом заключается реализация принципа индивидуализации.
К настоящему времени существует положительный опыт использования электронных обучающих курсов, адаптация образовательного контента в которых осуществляется в зависимости от уровня усвоения студентами учебного материала или индивидуального стиля обучающегося [6, 7].
В-третьих, реализация остальных перечисленных принципов основана на специфике содержания электронного образовательного ресурса и применяемых подходах в его усвоении.
Перейдем к описанию использования указанных принципов в комплексе для активизации познавательной деятельности студентов – будущих инженеров в условиях электронного образовательного ресурса по математике.
Обозначим преимущества использования образовательного ресурса в обучении математике и его потенциал в развитии познавательной деятельности обучающихся.
У студентов появляется неограниченный доступ к образовательному контенту, возможность обучаться в любое время и в любом месте. Преподаватель не транслирует знания, а управляет самостоятельной работой студентов. Т.И. Анисимова выделила действия преподавателя при организации самостоятельной работы: формирование мотивационных заданий с целью побуждения студента к самообучению; распределение заданий по времени с целью развития навыков самоорганизации студента; организация и проведение консультаций для снятия возникающих сложностей в освоении материала и выполнении практических заданий; четкое формулирование требований к выполненным заданиям и описание методики оценивания с целью предоставления возможности каждому обучающемуся самостоятельно определить качественный уровень своего решения; осуществление систематического контроля самостоятельной работы студентов и обеспечение обратной связи для повышения ее качества [8, с. 748]. Организовать самостоятельную работу позволяет наличие составленной преподавателем инструкции по освоению курса. В ходе видеолекций преподаватель ориентирует обучающихся на самостоятельную работу.
Перечисленное требует от студентов высокой степени заинтересованности и самоорганизации, а этими качествами обладают далеко не все студенты, в связи с чем при проектировании курса важно предусмотреть инструменты систематического автоматизированного контроля и самоконтроля, организованного в форме регулярного тестирования. Проводимый мониторинг позволяет управлять индивидуальным учебным планом студента на основе совокупности входных и в дальнейшем получаемых данных с возможностью выбора глубины изучения и формы контроля каждой дидактической единицы [9], в связи с чем важно заранее грамотно структурировать учебный материал. Целесообразно использовать тесты-тренажеры, тесты для самоконтроля и контролирующие тесты. При прохождении тестов в онлайн-формате результат известен сразу, как у студента, так и у преподавателя появляется возможность оперативно реагировать на проблему: студент может еще раз изучить материал, преподаватель скорректировать процесс обучения.
Необходимо так организовать самостоятельную работу студентов, чтобы она была ориентирована на накопление фактов и способов деятельности учебной дисциплины, обеспечивающих: воспроизводство обучающимися учебной информации и воспроизведение отдельных элементов знаний в их различных вариациях и структуры этих знаний в целом; вовлечение студентов в процесс генерации субъективно и объективно новой информации [10, с. 12]. Подобная организация позволит студентам не только приобрести опыт деятельности в соответствии с мотивами, но и в дальнейшем применить математический аппарат при решении профессиональных задач.
Для студентов направления подготовки 35.03.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, реализуемого в СибГУ им. М.Ф. Решетнева, разработан электронный образовательный ресурс по математике [11], ориентированный на развитие познавательной деятельности студентов за счет практико- и профессионально-ориентированного содержания, а также индивидуализации обучения, разнообразной подачи учебного материала (текстовые документы, видеолекции, аудиолекции, гиперссылки и др.) и применения приемов активного обучения.
В электронном образовательном ресурсе, в соответствии с тематикой, материал разделен на логически завершенные учебные модули. В преамбуле размещены рабочие программы дисциплины, рейтинг-план, советы по работе с курсом, рекомендуемая литература, форум, чат и электронный журнал. Основными элементами курса являются лекция, задание, тест. Прежде чем приступить к освоению курса, студент должен ознакомиться с рекомендациями по работе и рейтинг-планом, пройти входное тестирование для определения начального уровня подготовки. По результатам тестирования формируется индивидуальная образовательная траектория, в случае необходимости рекомендуется повторить школьный курс математики или отдельные его темы.
Содержание каждого модуля разделено на темы, в каждой из которых три составляющих: теория, практика и контроль. На первом этапе студентам необходимо изучить теоретический материал, далее, выполнить тесты для самоконтроля на усвоение основных понятий и теорем. После можно приступать к практической части. Сначала нужно изучить предложенный файл с примерами заданий, после выполнить тест-тренажер. Подобная практическая работа, организованная при помощи элемента «Тест», благодаря наполнению, направлена на усвоение знаний, формирование умений и навыков, а задания различных уровней сложности учитывают личностные потребности и возможности студентов, способствуют рефлексии. По завершению каждой темы необходимо пройти контролирующий тест и выполнить индивидуальное задание. После успешного изучения темы обучающийся самостоятельно указывает информацию о выполнении в электронном журнале. Для связи с преподавателем или другими студентами можно воспользоваться форумом и чатом.
Хочется отметить следующее. В каждом модуле, кроме основного материала, предусмотрены дополнительные папки и ссылки. Например, «Вспомните» – обращение к ранее изученному материалу, который важен в рассматриваемой теме, является его основой и который целесообразно повторить в случае возникновения затруднений; «Это интересно» – различные факты, в том числе информация о применении изученного материала при решении междисциплинарных задач или в практической и профессиональной деятельности; «Персоналии» – биографии ученых-исследователей; «Изучите подробно» – дополнительный материал, предназначенный для углубленного изучения темы.
Подобная структура позволяет организовать личностно-центрированное обучение и реализовать идею преемственности в самостоятельной работе студентов в соответствии со следующими ее типами: воспроизведение по образцу, реконструктивно-вариативный, частично-поисковый или эвристический, исследовательский [12]. При такой организации самостоятельной работы каждый ее последующий этап опирается на предыдущий. Преемственность самостоятельной работы студентов в процессе математической подготовки заключается в их переходе от самостоятельных действий по заданному образцу на начальном этапе к самостоятельному проведению исследования и решению задач профессиональной направленности в дальнейшем. Результат такой работы не только в усвоении материала, но и в формировании готовности к самостоятельному планированию деятельности, самообучению.
Интересна с точки зрения развития самостоятельной познавательной деятельности технология веб-квест. Е.А. Игумновой и И.В. Радецкой было проанализировано понятие «веб-квест», предлагаемое разными авторами, что позволило выделить его различные определения, в том числе: веб-квест – дидактическое средство, направленное на решение учебной задачи, обязательными характеристиками которого являются: использование сети Интернет для поиска информации; решение учебной задачи проблемного характера с целью активизации познавательной деятельности обучающихся [13, с. 44].
Рассмотрим реализацию технологии веб-квест при изучении темы «Дифференциальные уравнения» посредством электронного образовательного ресурса.
В ресурсе размещен информационный файл, в котором описана проблемная ситуация, сформулировано название веб-квеста, технология его выполнения и цель.
Проблема заключается в недостаточном изучении прикладного аспекта дифференциальных уравнений, что связано с трудностью темы и недостатком времени. С целью устранения этого пробела в знаниях студентам на протяжении всего изучения темы предложено работать над созданием брошюры «Дифференциальные уравнения в приложениях». Во-первых, необходимо структурировать материал: создать глоссарий, представить информацию в виде таблиц, составить схемы. Во-вторых, составить банк задач различных контекстов (практических, междисциплинарных, профессиональной направленности), при решении которых используются дифференциальные уравнения. В-третьих, проанализировать и обобщить собранную информацию и структурировать ее в виде брошюры. В зависимости от выполняемой работы обучающиеся разделены на несколько групп. Работая с курсом в стандартном режиме (изучение теоретического материала, выполнение практических заданий, тестов), студенты параллельно выполняют задания квеста. Чтобы сориентировать студента, предусмотрена система навигации: замечания, файлы с дополнительной информацией, ссылки на интернет-ресурсы.
Такой подход заинтересовывает студентов, позволяет реализовать принцип взаимообучения за счет разбиения на группы и обмена информацией впоследствии; принципы проблемности, адекватности и научности – посредством составления схем, таблиц и решения задач различных контекстов при помощи математического аппарата. Подход направлен на достижение заранее поставленной цели как индивидуально, так и в группе; повышает мотивацию к приобретению знания и качество усваиваемого материала, способствует развитию самостоятельной познавательной деятельности, развивает личностные качества обучающихся, в частности рефлексию и ответственность за результат.
Выводы
Обобщая вышеизложенное, можно сказать, что дистанционное обучение математике основано на самостоятельной деятельности обучающихся и обладает значительным потенциалом для развития познавательной деятельности студентов. Задача преподавателя при планировании и реализации электронного образовательного ресурса по математике – предусмотреть в содержании обучения учебные задания прикладной направленности, использовать активные методы обучения, организовать контролируемую им самостоятельную работу с учетом личностных возможностей, потребностей и интереса студентов, предусмотреть различный темп обучения и уровень сложности образовательного контента, спланировать постепенное увеличение доли самостоятельности обучающихся. Такой подход повышает мотивацию студентов к самообучению и активизирует их познавательную деятельность.