из электронной библиотеки / 630515530705452.pdf

21

25,00%

20,00%

15,00%

10,00%

5,00%

0,00%

Рис. 1. Данные значимости профессиональных качеств по оценке основных экспертов Научно-производственного объединения прикладной механики:

1 – технические знания; 2 – функциональные знания; 3 – отношение к работе; 4 – инициативность; 5 – надежность; 6 – умение сотрудничать; 7 – организаторские способности;

8 – умение руководить

Аналогичные результаты получены при оценке основными и контрольными группами экспертов по всем направлениям компетентности выпускника. После проведения экспертной оценки в каждом направлении выделяются отдельные лидирующие показатели, после чего проверяется степень существенности их связи между собой. Проведение этой процедуры помогает решить две задачи, одна из которых заключается в уменьшении числа показателей, включаемых в рассмотрение в рамках предлагаемой методики, другая дает возможность избежать явления мультиколлинеарности. Решение этих двух взаимосвязанных задач базируется на анализе матрицы коэффициентов парной корреляции между отдельно взятыми показателями, включенными в общую оценку компетентности. После расчета матриц корреляции между показателями строятся и анализируются графы существенных связей между ними.

В § 2.3 анализируются результаты экспертных оценок в отношении личностных, профессиональных и управленческих качеств выпускников СибГАУ. В результате оказывается, что при оценке профессионального уровня целесообразно использовать не весь первоначальный набор показателей, а лишь технические и функциональные знания, инициативность, отношение к работе.

После аналогичной процедуры, проведенной с показателями, относящимися к группе личностных качеств, на втором этапе оценки компетентности в перечне характеристик остаются «настойчивость», «обязательность», «активность и уравновешенность». После проверки взаимосвязи между показателями, характеризующими способности выпускников в области искусства управления, из набора первоначальных показателей остаются «технические способности», «высокий уровень общих знаний», «способность к быстрому принятию решений» и «способность к восприятию новых идей».

В конечном итоге после элиминирования всех несущественно связанных между собой показателей для оценки уровня компетентности остается семь показателей, каждый из которых при расчете вклада в интегральный коэффициент компетентности Кинт имеет определенный вес, равный коэффициенту относительной значимости,

умножаемому на балл экспертной оценки (рис. 2).

22

Уровень компетентности выпускника технического университета

Интегрированый коэффициент компетентности

Кпрофр .уровень × Кличнр .кач. × Кискусстр .упр.

Рис. 2. Вклад основных составляющих в уровень компетентности выпускника технического вуза, оцениваемый рынком труда. Числа соответствуют коэффициентам относительной значимости, умножаемым на баллы экспертной оценки

Часть важных исходных показателей, таких как «надежность», «отношение к работе», не вошли в окончательную схему определения уровня компетентности посредством результативно-целевой модели. Их дополнительный вклад в уровень компетентности, может быть рассчитан на основании имеющихся формул, связывающих их с первичными показателями.

В § 2.4 приводится ряд примеров, на основе которых производится количественная внешняя и внутренняя оценка параметров результативно-целевой модели, вклющая расчет интегрального коэффициента компетентности на основании рыночных и внерыночных оценок.

Хотя рынок труда есть «истина в последней инстанции» в деле оценки выпускника, возможно внерыночное оценивание, которое «являясь составной частью педагогического процесса…с помощью системы методик позволяет определить параметры…личностных и профессиональных свойств…соответствующих потребностям рынка труда» (Ю. И. Зданович).

Для внерыночной оценки отдельных составляющих интегрального коэффициента компетентности без использования экспертных оценок производится пересчет из шкалы экспертных оценок в шкалу внерыночных оценок. Результаты пересчета семи выявленных рынком основных составляющих компетентности дают возможность составить расчетные формулы, позволяющие оценить составляющие компетентности студента на выходе из вуза еще до того, как рынок сделал свою оценку уровня компетентности выпускника (табл. 1).

Таблица 1

Расчетные формулы для внерыночной оценки основных составляющих компетентности

Проведенная по этим формулам рыночная и внерыночная оценка показателей компетентности выпускников СибГАУ свидетельствуют об их соответствии основным требованиям рынка труда. В то же время отдельные показатели, прежде всего функциональные знания и инициативность, находятся на низком с точки зрения рынка труда уровне. Для существенного повышения качества подготовки инженеров нужно воздействовать в первую очередь на эти показатели.

Таким образом, параметризация компетентности в виде набора рыночных и внерыночных показателей и создание модели выпускника, позволяющие решать задачи, связанные с компетентностной оценкой качества подготовки инженеров и определением приоритетных направлений развития личности, дают возможность определять направления совершенствования педагогического процесса в сторону повышения качества подготовки инженеров.

В третьей главе «Совершенствование педагогического процесса подготовки инженеров на основе компетентностного подхода» дифференцируются и конкретизируются учебные цели (§ 3.1); формулируется комплексный подход к оптимизации учебного процесса подготовки инженеров в направлении развития компетентности выпускника (§ 3.2); вводятся частные дидактические принципы совершенствования педагогического процесса подготовки инженеров (§ 3.3); рассматриваются условия развития личности инженера при технологичной организации педагогического процесса (§ 3.4).

Анализ модулей дисциплин, обеспечивающих в техническом вузе получение разных типов знаний, и дифференциация в них учебных целей показывает, что в рамках предложенной концепции система учебных целей полностью согласуется с общепринятой в педагогике системой целей, охватывающих когнитивную и аффективную области.

В то же время достижение таких учебных целей, как приобретение студентом знаний, умений и навыков, не означает возникновения понимания сущности происходящих технических процессов, умения идти от сложного к простому с применением анализа (напр., существующих технических систем) и от простого к сложному с применением синтеза (напр., базовых технических элементов в электронной схеме), и т. п. Игнорирование образовательной системой подобных учебных целей, связанных с мыследеятельностью высшего порядка, приводит к снижению инженерной креативности и в конечном итоге к техническому застою, регрессу и деградации.

Не достигая этих учебных целей, в своей профессиональной деятельности выпускник, даже будучи технически прогрессивно-ориентированной личностью, не сможет стать носителем научно-технического прогресса без получения идей извне. Более того, даже при условии получения этих идей извне в виде чертежей, схем и т. п., будущий инженер не сможет воплотить их в материальные объекты в силу увеличивающегося разрыва между уровнем глобальных научно-технических достижений и его ограниченными возможностями по их восприятию и усвоению.

Обобщенные типы дифференцированных учебных целей в когнитивной области для тех дисциплин, которые обеспечивают получение технических знаний, при-

24

ведены в табл. 2.

В аффективной области дифференцируются учебные цели другого типа, связанные с восприятием, реагированием, усвоением, организацией и распространением технически прогрессивных ориентаций.

Аналогичные таблицы дифференцированных учебных целей в когнитивной и аффективной области составлены для модулей дисциплин, обеспечивающих получение функциональных и общих знаний. При конкретизации учебных целей для модуля дисциплин любого типа процесс конкретизации представляет собой спуск с верхнего уровня глобальных образовательных целей на уровень модульных и далее на уровень локальных дисциплинарных целей, реализуемых посредством педагогических технологий.

Различные категории целей для отдельных модулей наполнены разным содержанием и характеризуются разной степенью достижения, в зависимости от того, насколько эффективно для данной дисциплины используется педагогическая технология. Для оптимальной педагогической технологии большинство учебных целей в когнитивной и аффективной области взаимосвязаны.

Однако на практике многие связи учебных целей могут ослабевать вплоть до полного исчезновения. Неоптимальные учебные стратегии приводят к различию в категориях учебных целей в аффективной области, и, кроме того, к некоторым отличиям в идентифицируемых целях в когнитивной области. В этом случае траектория многошагового учебного процесса распадается, а модульная функция компетентности теряет свой аддитивный вид и формируется на основе усеченных дисциплинарных функций.

При этом такие цели в когнитивной области, как анализ, синтез и оценка, фактически становятся недостижимыми. Кроме того, в аффективной области практически невозможной становится организация прогрессивной технической ориентации, и ее распространение на весь комплекс инженерной деятельности. В этом случае модуль технических и функциональных дисциплин из-за невозможности реализации учебных целей в когнитивной области опускается до уровня общеобразовательных дисциплин, расположенного ниже уровня базовых дисциплин. В аффективной области они будут совпадать по целям с общеобразовательным модулем дисциплин, а компетентностные качества будут формироваться по упрощенной схеме.

Таблица 2

Основные категории учебных целей в когнитивной области для технических дисциплин

В § 3.2 рассматривается комплексный подход к оптимизации учебного процесса, включающий выбор форм учебного процесса, которые позволяют наиболее успешно достигать учебные цели в установленное время; строится глобальная оптимизационная модель; производится оценка роста компетентности при движении по траектории учебного процесса; рассматриваются процедуры локальной оптимизации и выбора оптимального варианта педагогической технологии; выявляются особые точки на траектории учебного процесса.

Комплексный подход к оптимизации учебного процесса означает приведение существующей педагогической системы в оптимальное состояние для решения задачи обеспечения качества подготовки инженеров при внешне заданных рыночных условиях. В рамках предложенной концепции в качестве критерия оптимальности используется уровень компетентности – показатель, на базе которого осуществляется оценка возможных вариантов развития учебного процесса, их сравнение и выбор наилучшего.

В глобальной оптимизационной модели множество учебных дисциплин представляется сетью, движение по узлам которой задает множество возможных траекторий от начального состояния студента (абитуриент) до конечного (дипломник). В этом представлении учебный процесс является графом, ориентированным на прохождение студентом последовательности учебных дисциплин и определенным на разновидности сети, узлы которой l…i, j…N образуют множество, соответствующее этим дисциплинам.

При этом в роли весов дуг, связывающих соответствующие узлы, выступают частные коэффициенты компетентности. В общем виде проблема оптимизации будет сводиться к отысканию пути fmах, обеспечивающего максимальное значение

компетентности, при движении по которому от начальной дисциплины до конечного модуля дипломного проектирования аддитивным образом происходило бы постепенное накапливание уровня компетентности.

При движении по этому своеобразному графу, ориентированному на повышение компетентности, изучая одну дисциплину за другой, студент шаг за шагом переходит от дисциплины к дисциплине, наращивая значение fi уровня компетентности.

Приращение tij к значению fi при переходе от дисциплины i к дисциплине j будет рав-

няться длине дуги (i, j) перехода. Это приращение будет определять локальный дисциплинарный вклад в аддитивную функцию компетентности студента, на выходе совпадающую со значением интегрального коэффициента компетентности выпускника.

При спуске с уровня глобальных целей на уровень модульных, а затем локальных дисциплинарных целей происходит переход к задачам локальной оптимизации учебного процесса. На этом уровне анализируются результаты учебного процесса и затраты времени, необходимые для достижения установленного критерия оптималь-

??????? ????????????? ????????

26

ности и в соотношении «затраты-продукты», а также выбор вариантов на основе сравнения.

Оптимизация в соотношении «затраты-продукты» заключается в отыскании на каждом участке траектории учебного процесса такой педагогической технологии, которая была бы связана с минимальными затратами времени на передачу студентам объема знаний, определенного квалификационными требованиями к специальности, и обеспечивала бы диктуемый рынком уровень компетентности. При решении задач локальной оптимизации используется линейная аппроксимация зависимостей между параметрами системы обучения, достаточная для анализа связей между компонентами ограничений системы и выявления направленности этих связей.

Другим оптимизационным действием является осуществление дифференцированного подхода к обучаемым. Для эффективного применения такого подхода потребовалась проверка ряда гипотез, связанных со степенью однородности исследуемого студенческого контингента.

Анализ вариационного размаха между результатами качественной успеваемости выявил существование ряда особых точек для тех специальностей, у которых целеполагание в когнитивной и аффективной областях являются сходными для междисциплинарного комплекса, относящегося к базовому общеобразовательному и смежным направлениям (рис. 3).

Особые точки разбивают траекторию обучения на четыре отрезка, соответствующие первому-третьему, четвертому-шестому, седьмому, и восьмому-десятому семестрам. Выделенные отрезки на траектории учебного процесса практически полностью совпадают с прохождением вначале по модулям общеобразовательных дисциплин, затем смежных, технических и функциональных. Поэтому выбор оптимальной педагогической технологии может быть соотнесен не только с дисциплиной, но и с отрезком на траектории обучения.

Совершенствование педагогического процесса подготовки инженеров предполагает наличие широкой базы дидактических принципов. В § 3.3 вводятся и обсуждаются десять частных дидактических принципов, обеспечивающих возможность имитации производственных процессов в учебной деятельности, способствующие формированию инженерного мышления и развитию личности инженера (рис. 4).

Коэффициенты вариации

40

30

20

10

Рис. 3. Коэффициенты вариации для специальностей «Системы управления летательными аппаратами» ( ), «Техническая эксплуатация авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов» ( ), «Ракетостроение» ( )

27

Рис. 4. Влияние частных дидактических принципов на основные составляющие компетентности выпускника в процессе воздействия на них через посредство достигаемых учебных целей

Следование этим принципам в рамках предложенной концепции дает возможность посредством влияния на реализацию учебных целей эффективно воздействовать на основные, выявленные во 2-ой главе составляющие компетентности выпускника, в том числе и наиболее низко оцениваемые рынком труда.

В § 3.4 педагогический процесс рассматривается, как форма технологического процесса; характеризуются адаптируемые в исследовании технологии, компоненты и особенности интерактивно-имитационной технологии; обсуждаются вопросы применения деловых имитационных игр.

При технологичном способе достижения учебных целей педагогические технологии можно сравнивать между собой по различным параметрам, начиная с этапа целеполагания. Для обеспечения качественной подготовки инженеров целеполагание осуществляется на этапе построения категорий обобщенных учебных целей в зависимости от того, к какому типу модулей принадлежит дисциплина данной специальности.

Структуризация и параметризация компетентностных критериев дает возможность количественно оценивать воздействие технологий на составляющие компетентности. Глобальная цель получения компетентной личности инженера трансформируется в конкретные дисциплинарные и модульные задачи на каждом этапе педагогического процесса.

Большинство изучаемых в техническом вузе дисциплин, относящихся к инвариантной составляющей Госстандарта, можно осваивать, применяя ту или иную из-

28

вестную базисную технологию. Вариативные дисциплины специализации требуют существенной адаптации существующих технологий к условиям технического вуза.

Помимо адаптации существующих технологий предложен ряд следующих инноваций: база частных дидактических принципов подготовки инженеров для обеспечения возможности имитации производственных процессов в учебной деятельности, имитационный механизм организации учебной деятельности, сетевой подход к построению курсов с привлечением задач реального производства и организацией «производственных защит», применение интерактивных компьютерных программ и других средств обработки специализированной производственной информации, базы производственных данных и др.

Рациональное и сбалансированное применение этих элементов педагогической системы позволяет говорить об «интерактивно-имитационной» технологии. Ее важнейшим элементом являются деловые имитационные игры, адаптированные к условиям технического вуза и используемые для имитации производственных, технологических, технических процессов и формирования производственных навыков.

Имитируя условия производства, действия и отношения специалистов, деловые игры служат средством актуализации и закрепления знаний, развития инженерного мышлении и формирования личности будущего инженера. Анализ производственных ситуаций, с которыми студент столкнется в своей будущей профессиональной деятельности, способствует повышению уровня функциональных знаний, социальному развитию личности.

Имитационные игры развивают у студента умение учиться, состоящее из познавательных действий, усваиваемых в ходе игры. В частности, так усваиваются приемы мышления, выступающие в данном случае как специальные предметы усвоения. В дальнейшем они выступают как средства, необходимые для решения произ- водственно-технических, технологических, организационных и других задач в ходе профессиональной деятельности.

Особенность имитационно-интерактивной технологии заключается том, что она ориентирована на достижение цели при движении по результативным направлениям, определяемым компетентностной моделью.

Таким образом, при условии технологичной организации педагогического процесса выявление направлений его совершенствования для повышения качества подготовки инженеров дает возможность провести анализ эффективности реализации предложенной педагогической концепции применяя различные педагогические технологии, включая адаптацию известных педагогических технологий к условиям технического вуза и конструирование новых технологий.

В четвертой главе «Анализ предложенной концепции с использованием педагогических технологий как средств совершенствования педагогического процесса подготовки инженеров» педагогические технологии рассматриваются как средства развития компетентности будущих инженеров (§ 4.1); приводятся результаты экспериментирования с предметно-ориентированными технологиями (§ 4.2) и личностноориентированными технологиями (§ 4.3); содержание, средства и организация ин- терактивно-имитационной технологии и результаты экспериментирования с ней (§ 4.4).

Педагогические технологии рассматриваются в § 4.1 как средства повышения компетентности, затрагиваются вопросы, связанные с их содержанием, организационным обеспечением и адаптацией к условиям технического вуза, лимитирующими факторами.

Проведенный анализ показывает, что многие педагогические технологии не могут существенно влиять на рост компетентности выпускника и формировать личность будущего инженера, поскольку ориентированы на приобретение знаний, умений и навыков. Поэтому предварительно в ходе педагогического экспериментирования различные педагогические технологии адаптировались к условиям технического вуза, что позволило получить стабильные, повторяющиеся результаты и сделать на

29

этой основе определенные выводы.

Технология полного усвоения апробировалась для специальности «Техническая эксплуатация авиационных электросистем и навигационных комплексов» при изучении дисциплины «Методы математического моделирования». Одной из целей ее применения в данном курсе было повышение эффективности контроля знаний, уровня восприятия и реагирования, а ее общее назначение заключалось в повышении обязательности, настойчивости и обеспечении требуемого уровня функциональных и общих знаний. При ее использовании наблюдается возрастание среднего экзаменационного балла от значения 3,5 в контрольных группах до значения 4,6 в экспериментальных группах.

В то же время в ходе дипломного проектирования способности студентов применять, анализировать и синтезировать полученные знания проявились практически в одинаковой степени, как в контрольных, так и в экспериментальных группах.

Такая особенность связана, главным образом, с процессами, происходящими в аффективной области. Использование в техническом вузе технологии полного усвоения не позволяет обеспечить взаимосвязи учебных целей. Помимо вырождения некоторых категорий учебных целей в аффективной области наблюдается ослабление связей в когнитивной области и разрушение межобластных связей.

Хотя при использовании этой технологии могут быть достигнуты учебные цели восприятия и реагирования, однако достижение целей усвоения студентами прогрессивных технических ориентаций, их организация и распространение на сферу профессиональной деятельности оказываются не более эффективной, чем в случае традиционного подхода. Поэтому, несмотря на высокий уровень получаемых знаний, способность к их применению для решения производственных задач оказывается для данной технологии низкой.

Поскольку в данной технологии оценка достижений студентов ведется по заранее выработанным критериям, то нацеленность в генерировании вариантов производственных решений ослабевает, что ведет к возникновению неустойчивой связи в категории «применение», и далее по цепочке в категориях «анализ», «синтез», «оценка». Отсюда вытекает снижение интереса к целенаправленному изучению прогрессивных научно-технических направлений.

Главным недостатком технологии полного усвоения является то, что она не позволяет добиваться повышения компетентности, опираясь на те особенности преподавания, которые делают больший акцент на таких категориях, как применение, анализ и синтез. Кроме того, такая технология имеет существенные временные ограничения; ограничения, связанные с аудиторным фондом, необходимым для проведения корректирующих консультаций; ограничения по учебной нагрузке преподавателей, рассчитываемой без учета дополнительного тестирования и корректирующих занятий и другие ограничения. Технологию полного усвоения можно успешно применять в модулях общеобразовательных дисциплин при слабо ограниченных временных и аудиторных ресурсах.

Технология концентрированного обучения апробировалась для разных специальностей и дисциплин, в частности, для специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления» при изучении дисциплины АСУП (Автоматизированные системы управления предприятием).

Одной из проблем использования этой технологии вне модуля дисциплин является проблема согласования расписания, поскольку общее число учебных часов на предмет обычно делится на примерно равные части, освоение которых проходит в течение 3–5 дней. В случае использования в параллельных дисциплинах технологий другого типа, не требующих «погружения», необходимо изыскивать дополнительные резервы аудиторного либо временного фондов.

Технология концентрированного обучения дает ощутимые результаты, особенно если речь идет о дисциплинах формально несложных и компактных, но содержа-

30

тельно достаточно емких. При возрастании количества аудиторных часов до 68 ч преимущества этой технологии исчезают.

Эта технология даёт дает больший эффект, поскольку учебные цели в когнитивной и аффективной областях закономерно проявляются даже в усеченном виде. Это есть следствие того, что при ее использовании знание целостных теорий переходит в способность интерпретировать полученные знания в практической плоскости и формирует у студентов способность генерировать варианты решения производственных задач. При этом формируется устойчивое желание осваивать прогрессивные научно-технические направления.

Вто же время осмысление собственного отношения к прогрессивным техническим направлениям и организация системы критериев оценки эффективности проявляется нестабильно, что приводит к снижению умения комбинировать технические и функциональные знания, а так же оценивать практическую пригодность полученных результатов. Отсутствие в этой технологии устойчивой связи между учебными целями и, вследствие этого, усеченная форма взаимодействия учебных целей не позволяет выйти на требуемый рынком уровень компетентности даже для дисциплинарной функции компетентности.

В§ 4.3 приводятся результаты педагогического экспериментирования с лич- ностно-ориентированными технологиями (технология педагогических мастерских (4.3.1), обучения как учебного исследования (4.3.2), коллективной мыследеятельности (4.3.3), эвристического обучения (4.3.4)); обсуждаются особенности применения этих технологий и их возможности для обеспечения качества подготовки инженеров.

Технология педагогических мастерских апробировалась для специальности «Системы управления летательными аппаратами» при изучении курса «Информатика». При обучении техническим и функциональным дисциплинам использование технологии педагогических мастерских дает большие положительные эффекты при условии, что она синтезирована с технологией концентрированного обучения. В этом случае удается существенно видоизменить общую схему взаимосвязей учебных целей в когнитивной и аффективной областях, расширив ее почти до максимально возможной.

При этом студенты эффективно приобретают навыки, осваивают методы и процедуры дисциплины, используя их для описания производственных задач и разграничивая теоретический и практический уровень, выполняют на этой основе курсовые работы, комбинируя знания из разных областей. В то же время не всегда удается оценить полученные данные на соответствие с реальностью. Отсюда появляются затруднения при выявлении расхождений между производственными возможностями и уровнем научно-технического прогресса. В силу доминирования роли мастерапедагога в этом случае не всегда удается добиться стойкого воспроизведения результатов обучения.

Технология обучения как учебного исследования апробировалась при изучении дисциплины «Статистический анализ процессов» студентами специальности «Техническая эксплуатация летательных аппаратов». Лучше всего она зарекомендовала себя во время семинарских занятий в общеобразовательных модулях. Практика использования этой технологии свидетельствует о том, что она неэффективна на первых курсах, дает наилучшие результаты в 4–7 семестрах, а затем ее эффективность сходит на нет.

Использование этой педагогической технологии приводит к резкому увеличению затрат времени на самостоятельную работу студентов (СРС). Опыт использования этой технологии позволил выявить следующую закономерность: 1 час аудиторных занятий требует как минимум 3 часов СРС.

Технология коллективной мыследеятельности (КМД) может быть эффективной в проблемных курсах, которые впервые вводятся в учебный процесс.

С точки зрения обеспечения качества подготовки инженеров эта технология