Технологическая подготовка будущих учителей в контексте парадигмальной трансформации образования

Особое внимание в эксперименте отводилось дифференцированному подходу.

Дифференциация обучения представляет собой учет индивидуальных особенностей обучаемых в той форме, когда они группируются на основании каких-либо особенностей для отдельного обучения.

В процессе технологической подготовки учителя технологии нами были реализованы три варианта дифференциации: на основе отдельных особенностей или комплексов этих особенностей студентов, обучающихся по нескольким различным учебным планам и программам; внутригрупповая дифференциация учебной работы; прохождение учебного курса в индивидуально различном темпе.

Первый вариант дифференциации предполагал создание учебных групп, различающихся целями, методами, содержанием, временем технологической подготовки на основании учета особенностей профессиональной специализации, познавательных интересов, потребностей и способностей студентов, сформированности у них технологических компетенций. Дифференциация затрагивала как организационные формы, методы, и содержание, так и соотношение отдельных компонентов содержания технологической подготовки в зависимости от целевых ориентации этой подготовки.

Внутригрупповая дифференциация предварительно требовала изучения различий познавательной деятельности будущих учителей и условного подразделения их в зависимости от уровня учебной мотивации, развития технологических компетенций, познавательных интересов, рефлексии и др. на мобильные микрогруппы для проведения специальной работы с каждой из них. Учебный материал структурировался на отдельные блоки (циклы), оснащенные системой вопросов и заданий различного уровня сложности, а также итоговыми тестами для проверки качества усвоения.

Третий вариант дифференциации, получивший название «вертикального дифференцирования», означал прохождение учебного курса в индивидуально различном темпе: быстрее, либо медленнее, чем основная часть обучаемых.

Дифференциация и индивидуализация технологической подготовки реализовывались на операциональном уровне через организацию самостоятельной работы студентов.

В процессе эксперимента мы отслеживали, какое влияние оказывал вузовский учебный процесс а) на развитие ранее заложенных основ профессиональных компетенций; б) на появление новых профессиональных компетенций. Нас особо интересовали такие категории, как выделенные нами компетенции: расчетно-графические, проектно-конструкторские, технико-технологические, производственно-технологические, пректно-технологические, предпринимательские, эксплуатационные, сервисного обслуживания, организационно-управленческие, учебно-технологические, производственные, практико-деятельностные, экспериментально-исследовательские, творческо-конструкторские, научно-исследовательские; общая, профессиональная и педагогическая эрудиция; положительная мотивация; педагогические умения; проявление индивидуального педагогического стиля и т. д.

Под профессиональной эрудицией мы понимали овладение педагогической и специальной теорией: а) представленной в контексте наук о технике и технологии; б) раскрываемой системой психолого-педагогических дисциплин; в) обеспечивающей целостное видение педагогического процесса и готовность к реализации подготовки школьников к трудовой технологической деятельности.

Условиями максимальной успешности формирования технологических компетенций при овладении технологической теорией явились: овладение и применение студентами рациональных приемов познавательной деятельности; высокая результативность процесса обучения, которая обеспечивалась за счет того, что формирование структуры деятельности студентов находилось в поле внимания преподавателя как целеполагающая задача, определяющая стратегию и тактику его деятельности; наличие у студентов стремления к приобретению компетенций; наличие у студентов познавательной мотивации, связанной с мотивацией профессиональной.

Несомненно, что при одновременном решении образовательных задач и задач формирования технологических компетенций будущего учителя учебный процесс становился все более сложным по своим задачам, интенсивности и содержанию. Он требовал глубокого осмысления преподавателями закономерностей студенческой учебно-познавательной и технологической деятельности, а также влияющих на формирование педагогической теории и опыта принципов и методов обучения и формирования технологической компетентности будущих педагогов.

Для проведения эксперимента было использовано следующее дидактическое обеспечение:

1) научно обоснованная концепция формирования технологических компетенций будущего учителя в системе высшего педагогического образования, включающая логическую цепочку курсов технологических дисциплин;

2) учебно-методические комплексы по всем дисциплинам технологической подготовки;

3) курсы лекций основных технологических дисциплин;

4) методические указания к семинарам, ЛПЗ, педагогическим и учебным технологическим практикам;

5) программное обеспечение и модели деталей, узлов, механизмов, различных технологических объектов и процессов к лекциям, семинарам и лабораторно-практическим занятиям. Например, программа имитационного моделирования «Компьютерная версия лаборатории гидромеханики, гидравлических машин и гидроприводов» для выполнения лабораторных работ при изучении дисциплин «Гидравлика», «Гидропневмопривод в автомобиле»;

6) мультимедиа-презентации, в том числе и несущие функции контроля усвоения учебного материала, к лекциям, семинарам, лабораторно-практическим занятиям, педагогическим и учебным практикам. Например, Электронное методическое пособие для самостоятельного изучения, выполнения лабораторных работ и осуществлению текущего тестового контроля по курсу «Эксплуатация, технической обслуживание и ремонт автомобиля» содержит: лабораторные работы №1-10, рабочую тетрадь для выполнению лабораторных работ, тестовый опрос по лабораторным работам 1-10; «Эксплуатация автомобилей с инжекторными двигателями» содержит: лабораторные работы №1-11, рабочую тетрадь для выполнению лабораторных работ, тестовый опрос по лабораторным работам 1-11; Электронное пособие с элементами анимации и 3D моделирования по курсу «Автосервис» для проведения теоретических занятий по разделам: «Техническая диагностика автомобиля», «Система и виды технического обслуживания и ремонта автомобильного транспорта» и др.;

7) компьютерная экспертная система для качественной и количественной оценки сформированности технологических компетенций и компетентности будущего учителя технологии на всех этапах обучения (прил. 8).

Разработанные рекомендации и учебно-методические пособия внедрены в учебный процесс на факультете ТЭСХ в Тульском государственном педагогическом университете им. Л.Н. Толстого, что позволило преодолеть предметный подход и перейти к целостному образованию на основе компетентностной парадигмы.

Современный учитель, кроме многих иных качеств, должен обладать теоретическими знаниями и компетенциями организовывать педагогический технологический процесс на индивидуально-личностной основе. Поэтому в эксперименте мы стремились максимально индивидуализировать процесс подготовки студентов к педагогической деятельности.

Творческий потенциал студента активно формировался в условиях проблемного обучения, т. к. проблемная логическая структура учебной информации побуждает к ее внутреннему принятию и осмыслению, к целенаправленному и мотивированному освоению процесса систематизации и построению логических, с точки зрения содержания, схем образовательного процесса. Это, в свою очередь, ведет к развитию и обобщению профессиональных знаний, формированию компетенций.

Выполнение студентами индивидуализированных технологических заданий с исследовательским содержанием обеспечивает непрерывное обновление знаний и познавательных действий, прогрессивное развитие технологических компетенций будущего учителя, опредмечивание теоретических знаний самим субъектом путем перевода знаний в систему действий. Например, во время прохождения студентами учебной и производственной практик, вводились элементы учебно-исследовательской деятельности. Так им предлагались следующие технологические задания:

- Разработать и прочитать в группе мини-лекции по трудно усваиваемым темам технологических дисциплин.

- Разработать тесты и игровые средства контроля знаний по технологическим дисциплинам для последующей апробации на занятиях по соответствующей дисциплине.

- Разработать проект изготовления изделия, состоящего из нескольких деталей, требующих разных материалов и технологий обработки.

- Решить творческие конструкторско-технологические задачи по индивидуальным заданиям.

- Подготовить сообщения по индивидуальным темам, касающимся вопросов долговечности и надежности машин и строительных конструкций, а также их защиты от воздействия агрессивных сред.

Процесс перевода знаний в действия, т. е. формирование компетенций, проходил на основе самоанализа, отражающего профессионально-значимые качества личности во всем объеме субъективных характеристик.

Индивидуализированное обучение предусматривало (с целью управления познавательными и техническими операциями студентов) степень свободы при решении заданий и ограничения ее. Этот процесс зависел от включения в обучение предметно-объективной информации, которая делает познавательный поиск активным и доступным для обучающихся, стимулирующим развитие учебных, личностных и профессиональных возможностей студентов. Индивидуализированная учебная среда для студентов являлась не только дидактическим условием успешности обучения, но и предметом изучения (как профессиональное управление трудовой деятельностью учащихся).

В процессе экспериментального обучения при решении вопросов логико-дидактического структурирования информации мы опирались на работы Б. П. Беспалько, Е. Н. Кабановой-Меллер, А. М. Сохора, поэтому способы и приемы индивидуализации были представлены в виде конкретных рекомендаций по осуществлению индивидуального подхода в обучении студентов. Для индивидуализации обучения применялись специально сконструированные учебные задания, ориентированные на различные учебные возможности студентов, предусматривающие формирование технологических компетенций. Решение заданий способствовало формированию творческого стиля деятельности студентов (через актуализацию предметных знаний).

Предложенная и внедренная с 2000 г. дидактическая система значительного расширения и углубления связи студентов с предметно-профессиональной деятельностью принципиально изменила ситуацию формирования профессиональных компетенций будущих учителей. Она позволила перестраивать структуру «мотивационного комплекса» (термин B.C. Мерлина), способствовала появлению новых мотивационных компонентов, совершенствованию содержательных и динамических характеристик технологических компетенций будущих учителей.

Организованные в процессе проведения эксперимента педагогическая и технологическая практики выступали в качестве одного из ведущих факторов формирования и развития технологической компетентности, т. к. во время ее прохождения крайне отчетливо проявляются сущностные стороны профессии учителя технологии. При проводимой по экспериментальной системе практике ведущими для студентов становились мотивы, связанные с содержанием, процессом и результатами педагогической деятельности, реализуемой через компетенции, которая приобретает для них личную значимость.

При реализации предложенной нами дидактической системы формирования технологических компетенций учителя была предпринята попытка достичь максимальной диалектической связи между теоретическим обучением и практикой педагогической и технологической деятельности.

Существенные изменения, внесенные в систему практик, заключались в том, что максимально реализовывались многофункциональные возможности. Их задачи усложнились и расширились до интеграции всех компонентов вузовского образования, до комплексного воздействия на все личностные и профессиональные качества студентов.

Во время практики:

1) пополняются профессиональные знания;

2) формируются общепедагогические и специальные умения и компетенции;

3) идет процесс развития педагогических способностей, педагогического мышления, профессиональной мотивации;

4) студенты дают самооценку истинности усваиваемых теоретических знаний;

5) осуществляется оценка и самооценка профессиональной пригодности, в том числе сформированности профессиональной компетентности.

Новизна нашего подхода к непрерывной педагогической и учебной практикам заключалась в том, что:

1) характер сочетания теоретических знаний и профессиональной деятельности стал носить не прямолинейный, а спиралеобразный характер;

2) уже на первом курсе деятельность практикантов стала носить активно-преобразующий характер;

3) максимально индивидуализировались задания всех видов практик, что позволяет корректировать формирование как профессиональных, так и личностных качеств, в т. ч. технологической компетентности;

4) оптимально усложнились формы и виды заданий с целью поэтапного формирования компетенций практиканта;

5) разумно сочетаются теоретическая и практическая стороны в содержательном и организационно-практическом компонентах практик.

6) разработаны критерии и методика оценки компетенций во время выполнения заданий, позволяющие студентам осуществлять и самооценку деятельности.

Все группы заданий учитывали различия в профессиональном развитии студентов и были направлены на максимальное развитие их компетенций в минимальные сроки.

4.2.2 Использование учебных задач для формирования и развития технологической компетентности будущего учителя

Определяя профессиональную деятельность педагога как непрерывное решение цепи учебно-воспитательных задач, направленных на развитие личности ребенка, можно охарактеризовать степень профессионализма учителя, который состоит в умении глубоко проанализировать условия возникшей ситуации, выявить и осуществить постановку педагогической задачи и определить способы ее решения.

Понятия «задача» и «педагогическая задача» в научной литературе определяются с различных точек зрения. В словаре русского языка С. И. Ожегова под задачей понимается то, что «требует исполнения, решения, исполняется посредством умозаключения, вычисления и т. п.». А. Н. Леонтьев писал: «... осуществляющееся действие отвечает задаче; задача - это цель, данная в определенных условиях». О. К. Тихомиров определяет задачу как цель, заданную в конкретных условиях и требующую эффективного способа ее достижения, а Г. А. Балл разрабатывает такой подход: «Задача в самом общем виде - это система, обязательными компонентами которой являются: а) предмет задачи, находящийся в исходном состоянии..., б) модель требуемого состояния предмета задачи». Л. Ф. Спирин и М. Л. Фрумкин определили задачу как результат осознания субъектом деятельности цели деятельности и проблемы деятельности (проблемы задачи, требование задачи). Таким образом, можно утверждать, что педагогическая задача - это субъективное осмысление самим учителем сложившейся педагогической ситуации с целью ее преобразования, перевода на новый уровень, приближающийся к цели педагогической деятельности. В практической деятельности учителя задачи имеют «технологический» или инструментальный характер. Они всегда направлены на поиски достижения педагогических целей в конкретных условиях деятельности, причем по ходу решения этих задач могут возникать новые проблемные ситуации и, следовательно, формироваться новые задачи, вернее «подзадачи», выступающие как частные по отношению к основным задачам.

Совокупность различного рода педагогических задач образует иерархически организованную систему. В педагогической литературе дается характеристика задачам, представленная в обобщенном, типизированном виде (И. В. Аракелова, Л. М. Кондрашова, Ю. Н. Кулюткин, Т. М. Куриленко, Г. П. Панарина, Е. Н. Полякова, В. В. Рябухин, Л. Ф. Спирин, М. А. Степинский, Л. М. Фридман, М. Л. Фрумкин, В. В. Щеголев).

Мышление учителя, непосредственно включенное в его практическую деятельность, направлено на решение многообразных педагогических задач и, в отличие от мышления педагога-исследователя, направлено не на поиски общих закономерностей, а на адаптацию всеобщего знания к конкретным учебно-воспитательным ситуациям. Поэтому педагогическое мышление учителя называют практическим, считая педагогическую задачу структурной единицей мыслительной деятельности (Ю. Н. Кулюткин, В. А. Сластенин, Л. Ф. Спирин). Практическое мышление требует более изощренной наблюдательности и внимания к отдельным частным деталям, предполагая использовать для решения частной задачи то особенное и единичное, что есть в данной проблемной ситуации. Практическое мышление не является какой-то начальной формой развития интеллекта, а, наоборот, представляет собой зрелую форму мыслительной деятельности, не уступающей по своему жизненному значению и по своей сложности теоретическому мышлению. Так, Б. М. Теплов подчеркивает, что «интеллект у человека един и едины основные механизмы мышления, но различны формы мыслительной деятельности, поскольку различны задачи, стоящие в том и другом случае перед умом человека».

В связи с этим возникает необходимость разделения реальных педагогических ситуаций (РПС) (или реальных педагогических задач (РПЗ)) и учебно-педагогических ситуаций (УПС) или учебно-педагогических задач (УПЗ).

Так как деятельность учителя технологии, рассматриваемая со стороны ее процессуальной структуры, представляет собой решение учителем многообразных педагогических и технологических задач разного типа и разного уровня обобщенности, особую значимость приобретает использование при подготовке учителя учебных задач, отражающих различные уровни преобразования теоретических знаний (от уровня научных теорий до анализа, в нашем случае, конкретной технологической ситуации) и имитирующих реальные практические ситуации деятельности учителя.

В ряде педагогических вузов имеется опыт эффективного использования учебно-педагогических задач по педагогике, по общей и педагогической психологии, по методике преподавания учебных предметов школьного курса по специальным дисциплинам.

В исследованиях Ю. Н. Кулюткина, Л. Ф. Спирина и др. разработаны вопросы теории построения и решения учебно-педагогических задач, намечены пути и показано дидактическое значение их использования в подготовке учителя. Работы эти представляют большой интерес, однако в них освещаются лишь отдельные аспекты проблемы. Недостаточно изучены вопросы классификации учебно-педагогических задач, комплексной методики использования задач разных типов в процессе педагогической подготовки студентов, вопросы использования межпредметных связей в построении и решении учебно-педагогических задач.

Мы не встречали работ, где бы описывался опыт формирования технологической компетентности будущего учителя с использованием учебных задач. Однако очевидно, что особое место в технологической подготовке будущих учителей технологии принадлежит различным учебным задачам, с помощью которых возможно моделирование (имитация) типичных ситуаций, возникающих в технологическом процессе. В моделируемых ситуациях происходит формирование и отработка конкретных технологических компетенций. Таким образом, одним из средств установления связей между теоретическими аспектами технологической подготовки и практикой будущих учителей является моделирование технологической среды, которое, в свою очередь, может осуществляться с помощью учебных задач - аналогов задач реального технологического процесса.

В задачу проведенного нами исследования входило теоретическое обоснование и построение системы межпредметных учебно-технологических задач, экспериментальная проверка этой системы и подготовка практических рекомендаций по использованию ее в развитии технологической компетентности будущих учителей.

Предполагалось, что применение системы межпредметных учебно-технологических задач окажет эффективное влияние на профессиональное развитие студентов и формирование у них важнейших технологических компетенций и компетентности.

Преобразование и систематизирование технических, технологических и других знаний, выработка компетенций по их использованию для решения практических технологических задач в процессе подготовки студентов осуществлялись нами с помощью моделирования типичных технологических ситуаций и вооружения студентов способами решения их на основе анализа, определения наилучших способов действия для решения каждой технологической проблемы, отработки компетенций путем проигрывания ситуаций в ходе тренинга.

Важным условием профессиональной подготовки студентов в условиях моделирования типичных технологических ситуаций является правильный подбор задач-моделей.

Полифункциональность технологической деятельности, большое количество объектов и субъектов, а также этапов технологических процессов, возможность существования различных дидактических задач в учебном процессе вуза, а также вариативность организации процесса обучения в вузе определили выделение различных основ, по которым осуществлялась классификация технологических задач.

Результатом первого этапа исследования явилось составление типологии межпредметных учебно-технологических задач (МУТЗ).

Мы утверждаем, что в основе их классификации должны лежать типичные, наиболее распространенные затруднения исполнителей, встречающиеся в реальной практике, и, шире, - наиболее общие типы задач, решаемых в области технологии. Вторым основанием классификации задач стала широта технологических ситуаций, то есть количество объектов, факторов, условий моделируемого технического процесса.

Особую группу составляли задачи на конструирование предметного содержания практической технологической деятельности учащихся. Они включали задания на обоснование выбора материала, его технологическую обработку, подбор необходимого технологического оборудования и оснастки. Эти задачи носили как условно технологический, так и технико-методический характер. Например, межпредметные учебно-технологические задачи по курсам: «Детали машин», «Материаловедение», «Обработка конструкционных материалов», «Эксплуатация техническое обслуживание и ремонт автомобиля», «Основы строительного дела», «Сопротивление материалов»:

- «Осуществить выбор материалов и методов их обработки для изготовления шкивов ременных передач».

- «Осуществить выбор материалов и конструктивных параметров железобетонных конструкций и технологии их изготовления».

Другие задачи, проектно-конструкторского содержания, направлены на проектирование изделий и технологических процессов их изготовления и сборки.

Например, «Разработать технологию сборки сопрягаемых деталей (вал шестерня) с помощью шпоночного соединения».

В соответствии с этапами технологической деятельности, мы выделили:

1. Задачи аналитического характера (по технико-экономическому обоснованию выбора технологии в направлении энерго- и ресурсосбережения). Например:

- «На основании технико-экономического анализа выбрать технологию восстановления детали».

- «Установить факторы, от которых зависит целесообразность выбранного способа восстановления детали».

2. Задачи организационно-управленческого характера (по проектированию производственных процессов с применением современных технологий, оборудования научной организации труда). Например, «Разработать график режима работы уборочно-моечного участка, участков ТО-1, ТО-2, текущего ремонта и агрегатного участка».

3. Задачи учебно-технологического характера (на передачу студентам знаний, проверку и корректировку их технологической деятельности). Например, «Используя общий вид и технический разрез топливного насоса автомобиля ВАЗ, выполнить следующее: 1) определить систему, в конструкцию которой относится данный прибор; 2) обозначить номера позиций на рисунках согласно предлагаемому пронумерованному списку деталей; 3) разработать технологический процесс замены диафрагмы данного прибора в следующей последовательности: … ».

Нами были выделены также группы задач по уровню их сложности.

По степени сложности выделялись задачи-упражнения, используемые для отработки отдельных действий и навыков, и задачи-проблемы, в которых в процессе моделирования сложных технологических ситуаций формируются технологические компетенции.

При проектировании задач и методик их решения и оформления результатов, разработанные нами, межпредметные учебно-технологические задачи подразделялись на семь видов.

1. Задания с выбором наиболее полных ответов. В таких заданиях среди ответов нет неправильных. Для ряда вопросов потребуется выбрать более одного ответа. В данном случае студенту необходимо «сконструировать» ответ.

Например, в задании необходимо дать определение понятий: «изнашивание», «износ» (ИН), «износостойкость» (ИС). Приводятся четыре варианта ответа: 1 - результат изнашивания, выражающийся в изменении размеров, объема, массы детали; 2 - процесс разрушения и отделения материала с поверхности детали; 3 - свойство материала детали оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения; 4 - процесс, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы детали. Правильный ответ записывается форме: ф. о. (форма ответа) «изнашивание» 2, 4; «износ» - 1; «износостойкость» - 3.

Ответ на первый вопрос состоит из двух частей, каждая из которых верна и дополняет друг друга («конструирование» ответа).

2. Задания для активизации межпредметных связей. Например, в задании, необходимо установить зависимость между массой металла, выделившегося на катоде, и количеством электричества, протекающего через электролит.

Алгоритм решения: Проанализируем формулу первого закона Фарадея

Из курса физики известно, что произведение силы тока на время его протекания через электролит есть количество электричества, т. е.

. Следовательно

Преобразуем формулу первого закона Фарадея

Из курса математики известно, что формула такого вида выражает прямую пропорциональную зависимость. Таким образом, верен вывод ф. о.: чем большее количество электричества пройдет через электролит, тем больше металла выделится на катоде, т. е. масса выделившегося вещества пропорциональна количеству электричества, прошедшему через электролит.

Особенность такого рода задания состоит в том, что студенты в поисках ответа приобретают навыки анализировать физические, математические и другие зависимости применительно к конкретной технологической ситуации.

3. Задания по восстановлению нарушенной логической «цепи» технологического процесса. При выполнении таких заданий студент должен восстановить правильную логическую последовательность выполнения технологических операций при обработке конкретной детали. При этом у него вырабатывается умение выбирать оптимальный вариант технологического процесса.

Например, в задании требуется установить последовательность операций по восстановлению цилиндра гидродвигателя акрилопластами. Содержание каждого перехода дано в последовательности, не соответствующей логике технологического процесса: I - изготовить оправку 1, диаметр которой равен диаметру поршня (параметры шероховатости Ra = 0,2-0,1 мкм); изготовить центрирующие шайбы 2 и 3, просверлить два отверстия 5-6 мм в шайбе 2; II - расточить полость цилиндра (увеличить диаметр цилиндра на 2-3 мм); III - расположить цилиндр вертикально и залить раствором акрилопласта; после отвердевания удалить пластилин и приливы пластика; с помощью гайки, навинчиваемой на резьбу оправки, вынуть оправку из полости цилиндра; IV - обезжирить полость цилиндра и нанести тонкий слой мыла на поверхность оправки; V - установить оправку, шайбы, герметизировать щели пластилином 4, изготовить из пластилина воронки 5 и 6.

Проанализировав содержание указанных переходов, студент должен прийти к следующему ответу: ф. о.: Последовательность операций - II, I, IV, V, III.

4. Задания-задачи для определения разнообразных технических параметров (зазоров, натягов, допусков, припусков, частоты вращения и др.). Примерами таких задач могут служить задания.

5. Задания сопоставления. Активизируют процессы восприятия и памяти. В них по рисунку (схеме) механизма (машины) студент должен назвать отдельные детали, сборочные единицы, элементы. Например, в задании необходимо указать составные части горизонтально-фрезерного станка 6Р82. Рассмотрев рисунок, студент сопоставляет позиции рисунка с соответствующими составными частями станка. В закодированной форме ответ будет таким: ф. о.: 1 - Ж: 2 - Е; 3 - Д; 4 - Г; 5 - В; 6 - Б; 7 - А.

6. Задания группировки. Формируют у учащихся навыки выявления причинно-следственных зависимостей и связей, используемых в технике и технологии. Например, в заданиях приведены материалы для изготовления валов. Необходимо: 1. Выделить группу сталей для изготовления: А - малонагруженных осей и валов, Б - средненагруженных валов, В - шпинделей станков. 2. Классифицировать указанные стали на: 1 - углеродистые обыкновенного качества, 2 - углеродистые качественные, 3 - легированные. 3. Установить вид термической и химико-термической обработки валов, изготовленных из сталей 20, 40.

Анализируя приведенный ряд сталей, студент приходит к выводу, что ф. а.: для малонагруженных валов и осей пригодны стали, закодированные под цифрами III, VI, IX, XII; для средненагруженных валов - II, V, VIII, XI; для тяжело-нагруженных - I, IV, VII, X. Используя классификацию сталей из курса «Материаловедение», следует отнести ф. а.: к сталям углеродистым обыкновенного качества позиции IX, XI, XII; к сталям углеродистым качественным - II, III, V, VI, VIII; легированным - I, IV, VII, X. Знание особенностей термической и химико-термической обработки сталей позволяет заключить ф. а.: для стали 20 необходимы цементация, закалка и отпуск (в зашифрованном виде II, I, III); для стали 40 - либо закалка и отпуск, либо закалка токами высокой частоты.

7. Задания с тестами подстановки. Тесты подстановки даны в виде текстовых образцов или предложений, в которых пропущены наиболее важные понятия. Например, в задании в предложении «поршень пневмоцилиндра изготавливают из стали 35 с закалкой до твердости 34- 37 HRCЭ с последующим хромированием наружной поверхности» пропущено слово, обозначающее вид термической обработки, выполнение которого строго обязательно. Надо указать его. Анализируя приведенную фразу, студент должен прийти к следующему ответу ф. о.: пропущено слово «отпуск».

Студенты учились различать технологические задачи основные и вспомогательные, способствующие достижению основных целей.

Не характеризуя сущность психологических механизмов преобразования дидактических знаний для творческого решения технологических задач и психологические механизмы формирования компетенций и проявления технологической направленности мышления, покажем, как с опорой на них велась работа с будущими учителями технологии по формированию и развитию у них технологических компетенций.

В целях тренинга технологической деятельности с учетом структуры (на уровне компетентностного состава) технологической компетентности мы выделяли:

1. Общетехнические задачи - (ОЗ).

1.1. Расчетно-графические - (ОЗ-1).

1.2. Проектно-конструкторские - (ОЗ-2).

1.3. Технико-технологические - (ОЗ-3).

2. Политехнические задачи - (ПЗ).

2.1. Производственно-технологические - (ПЗ-1).

2.2. Проектно-технологические (ПЗ-2).

2.3. Предпринимательские (ПЗ-3).

3. Специализированные задачи - (СЗ).

3.1. Эксплуатационные - (СЗ-1).

3.2. Сервисного обслуживания - (СЗ-2).

3.3. Организационно-управленческие - (СЗ-3).

4. Производственно-практические задачи - (ППЗ).

4.1. Учебно-технологические - (ППЗ-1).

4.2. Производственные - (ППЗ-2).

4.3. Практико-деятельностные - (ППЗ-3).

5. Творческо-деятельностные - (ТДЗ).

5.1. Экспериментально-исследовательские - (ТДЗ-1).

5.2. Творческо-конструкторские - (ТДЗ-2).

5.3. Научно-исследовательские - (ТДЗ-3).

Образцы межпредметных учебно-технологических задач приведены в приложении 15. В последней группе задачи ставились в рамках выполняемых лабораторно-практических работ по курсам «Основы строительного дела» и др., при выполнении курсовых работ, курсовых проектов, выпускной квалификационной работы. Задания выполняются по индивидуальным программам в научно-исследовательских и проблемных группах, а также при выполнении научных исследований. Проводились экспериментальные исследования, выполнение которых позволяло проводить анализ полученных результатов и делать выводы.

В полном соответствии с разработанной нами моделью профессиональной компетентности учителя технологии все задания подразделялись на требующие: применения технологических знаний; осуществления технологических умений; проявления отношения к процессу и результатам технологической деятельности; демонстрации сформированности компетенций и т. д.

Отметим, что, опираясь на исследования А. Н. Брушлинского, Л. М. Фридмана и других, мы не проводили строгого разделения понятий «проблемная ситуация» и «задача», то есть не рассматривали технологические задачи в качестве знаковых моделей технологических ситуаций.

Данная типология МУТЗ отличается от уже имеющихся в научной литературе комплексным характером, вследствие чего ее можно рассматривать как систему межпредметных учебно-технологических задач.

Межпредметные учебно-технологические задачи различались нами и по степени их проблемности, которая рассматривается как дефицит информации, необходимой студенту для решения задачи. Были выделены задачи репродуктивного характера (задачи с полной системой информации, целью которых является отработка отдельных действий и операций) и проблемные задачи, в которых нет некоторых необходимых условий для формирования и выполнения действий, моделирующие сложные ситуации, целью которых является формирование компетенций анализировать, проектировать и реализовывать систему технологических действий.

При определении характера содержания МУТЗ учитывалась специфика педагогической деятельности учителя технологии, что предполагало широкое отражение в них межпредметных связей.

Методика и формы предъявления задач были различными. Для проверки эффективности воздействия предлагаемой системы на процесс формирования технологических компетенций студентов использовалась разработанная нами система задач в соответствии с приведенной классификацией.

Реализация экспериментальной дидактической системы проходит успешно при соблюдении преподавателем условий применения межпредметных учебно-технологических задач. К таковым относятся дидактические, методические и организационно-педагогические условия.

В группу дидактических условий входят: а) использование важнейших принципов дидактики высшей школы; б) четкое определение дидактической цели каждой задачи и доведение этой цели до студентов; в) соотнесение межпредметных учебно-технологических задач с темами курсов.

Организационно-педагогические условия предусматривают: а) определение места МУТЗ в общей системе подготовки учителя; б) выбор рациональных форм организации учебных занятий со студентами, а также определение форм организации учебной деятельности студентов по решению МУТЗ; в) оценку эффективности деятельности студентов при решении МУТЗ.

Наборы задач, используемые в качестве единиц тренинга, последовательность и характер их предъявления определялись целями и задачами на каждом этапе обучения, особенностями структурного и процедурного состава самих задач, уровнем развития компетенций обучающихся.

Количество и качество задач в нашей системе определялось в зависимости от их актуальности, всеобщности принципов их решения и возможности переноса на другие технологические задачи, с которыми выпускник встретится в своей практической деятельности.

Совокупность задач и логика их предъявления соответствовали общей принципиальной схеме решения комплекса собственно-технологических задач в реальном процессе школы.

Первая серия заданий - установочные задачи - требовала осмысления существа технологических функций. В ходе их выполнения студентами приобреталась способность к тщательному анализу программных и других информативных источников с технологической точки зрения.

Вторая серия заданий - собственно-педагогические технологические задачи - тренировала мыслительный аппарат на осмысление целей технологической деятельности. Формировались умения в использовании теоретических основ знания при решении технологических проблем в общем виде.

Третья серия заданий, условно названная адаптивными задачами, была рассчитана на формирование способности к самостоятельному пополнению недостающих технических знаний, умений анализировать полученную информацию и классифицировать ее с учетом цели обучения.

Четвертая серия заданий была рассчитана на формирование актов мыслительной деятельности в решении функциональных технологических задач (гностических, конструктивных, организаторских, коммуникативных и т. д.) в логике той или иной дидактической цели.

Каждое задание предъявлялось либо отдельно, либо в комплексе.

Профессиональная зрелость решения определялась в соответствии с рядом критериев:

1) умение осмысливать различные источники, используемые в качестве основы для формирования задач;

2) степень осознанности существа технологической задачи, ее компонентного состава (наличного или недостающего), конечных целей;

3) объем и характер знаний, используемых для решения задачи (поле мыслительной деятельности);

4) последовательность и взаимосвязь (соподчиненность) в решении частных задач, их соответствие цели;

5) характеристика проекта решения по временному интервалу (сверхзадачи, стратегические, тактические, оперативные);

6) степень самостоятельности, уровень в решении задач (тентативный, репродуктивный, вариативный, субъективно - или объективно-творческий);

7) степень реализации замысла на конкретном технологическом материале в период производственной практики или в лаборатории;

8) характер ошибок в решении задач, уровень их осмысления, скорость и способ устранения.

Задания, формирующие мыслительную активность в сфере технологии, включались во все звенья учебно-воспитательного процесса: лекционные, семинарские, лабораторные и практические занятия, а также во внеаудиторную работу.

Среди множества других типов задач нами использовались задачи в соответствии с классификацией, предложенной В. А. Сластениным [294]: организационно-технического, репродуктивного, репродуктивно-исследовательского и исследовательского типов. При выполнении работ организационно-технологического типа студенты овладевали современными технологиями, методикой и организацией самостоятельной познавательной деятельности; при выполнении работ репродуктивного типа - умениями самостоятельного составления плана действий для решения учебно-технологических задач (результаты исследования заранее известны); при выполнении работ репродуктивно-исследовательского типа студенты овладевали теми же умениями, что и при выполнении репродуктивных работ, но результаты работы им заранее не были известны; при выполнении работ исследовательского типа студенты сами разрабатывали методику решения проблемы.

Опытная работа доказала, что совокупность задач и заданий не должна быть случайной, должна представлять собой систему.

При разработке системы задач и заданий для самостоятельной работы с целью формирования технологических компетенций будущих учителей технологии нами учитывались следующие требования:

1. Построение системы задач и заданий основывается на специфике дисциплин технологического цикла.

2. Система задач и заданий сочетает в себе различные типы самостоятельных работ - репродуктивный, поисковый, творческий.

3. Каждая последующая задача или задание, входящие в систему, были взаимосвязаны с предыдущей задачей или заданием.

4. Система задач и заданий была направлена на формирование глубоких, прочных технических знаний, профессиональных компетенций.

5. Все задачи и задания системы способствуют активизации мыслительной деятельности студентов.

6. Система задач и заданий строится на основе возрастающей познавательно-поисковой сложности их выполнения, которая достигается за счет усложнения содержания и изменения способа руководства.

7. Система задач и заданий максимально приближена к будущей специальности студентов.

8. Система задач и заданий дает студентам возможность проявить свои компетенции и совершенствовать их.

Задачи всех групп предлагались в различных условиях: на лабораторных и практических занятиях, в процессе выполнения самостоятельной работы, в ходе учебно-технологической практики и непосредственно в процессе прохождения производственной практики.

Логика предъявления задач следовала:

а) логике учебного процесса вуза;

б) логике учебного процесса школы;

в) логике отбора и моделирования актуальных проблем современной технологии;

г) логике отбора и моделирования задач, актуальных для конкретного коллектива группы. Система задач предлагалась как в обобщенном виде, так и конкретизированном на определенных этапах технологической подготовки.

При этом главное внимание направлялось на совокупность задач, исходные данные, иерархизированность процесса. Результаты решения задач характеризовали те или иные уровни сформированности творческих компетенций студентов. О реальном процессе мышления при решении задач мы судили, анализируя алгоритм решения задачи.

Сталкиваясь с технологической задачей, студент пытается использовать либо уже известные ему способы (соотнесение настоящих условий с прежними способами), либо разработать новый способ (соотнесение настоящих условий с возможным способом).

Я. А. Пономарев, А. З. Зак, В. X. Мочкаев, Е. И. Исаев, изучая внутренний план действия, способности действовать «в уме», планировать, показали, что при решении задач человек использует в основном два вида планов: частичные и целостные.

При частичном планировании студент планирует последующие шаги своего решения после выполнения предыдущих, т. е. идет чередование планирования действий и их выполнения.

При целостном планировании студент последующие шаги планирует раньше, чем выполняет предыдущие, а предыдущие шаги планируются, исходя из предполагаемого содержания последующих, т. е. студент планирует сразу все решения задачи, всю последовательность операций и действий. Подобный тип планирования характерен для более высокого уровня технологической подготовки студентов и он являлся целью в опытном обучении.

При разработке задач разной степени сложности мы исходили из заданий «среднего уровня», представляющих трудность для слабых студентов группы. Использовались индивидуальные, групповые и фронтальные формы организации учебной деятельности студентов по решению задач. Решение задачи осуществлялось обобщенным и необобщенным способом.

В последнем случае основаниями выступали ориентиры, определяющие успешность действия (или решения задачи) лишь в данных, частных условиях.

При решении технологической задачи обобщенным способом основаниями выступали ориентиры, определяющие успешность реализации компетенций в широком круге разных условий.

У студентов формировался следующий алгоритм решения задач, совпадающий с реальной технологической ситуацией. Первоначально необходимо провести анализ заданных ситуаций, причин, ее породивших, затем определить ситуации и действующих лиц, наметить возможные пути разрешения проблемы, мысленно проиграть их и выбрать лучший путь достижения цели.

Анализ технологических ситуаций имел разные цели: обсуждение наиболее актуальных технологических проблем и выяснение позиций студентов по отношению к ним, формирование критериев оценки технологических явлений и т. д.

После проведенного анализа данной ситуации студенты учились осуществлять проектирование путей и способов достижения технологической цели.

Для технологической подготовки студентов особое значение имел заключительный этап решения задач - практическая реализация признанного наилучшим пути достижения технологической цели.

Достаточно эффективный тип использованных заданий - проблемный теоретический вопрос или анализ технологических ситуаций, которые классифицируются по основным темам учебной программы.

Задания выступали как инструмент формирования компонентов технологической компетентности.

Познавательная задача рассматривалась нами как деятельность по исследованию некоторых предлагаемых условий (фактов, ситуаций, производств …) и объяснению связей между ними, для чего студентам потребуется применить (в формах различных логических операций) имеющиеся у них общие и специальные знания.

Под логикой решения понималась система требований к решениям задачи, отражающая закономерности и принципы технологии, устойчивые причинно-следственные зависимости между технологическими явлениями. Познавательные задания часто имели структуру задачи: дано, требуется узнать (доказать). Важное место в ряду познавательных задач занимали задания, при помощи которых происходит подготовка студентов к восприятию нового материала или привлечение их внимания к главному в содержании изучаемой темы.

Опыт показал, что постановка установочной задачи перед рассмотрением каждого важного раздела темы на лекциях (при первичном осмыслении материала) и на практических занятиях (после того, как студент провел известную самостоятельную работу по осмыслению материала на основе суммарной информации лекции, пособия, хрестоматии и др. источников) помогает структурировать знания студентов, определяет иерархию понятий в их сознании, ориентирует будущих учителей на поиск существенных отношений между технологическими явлениями, формирует педагогическую позицию студента, его профессиональные компетенции, исходные (им еще предстоит быть проверенными на личном трудовом опыте) взгляды студента по основным, принципиальным вопросам технологической подготовки.

Путем самостоятельного решения технологических проблем будущие учителя овладевали пониманием особенностей собственно технологического подхода к анализу различных явлений техники: вырабатывали критическое отношение к интуитивным по своей природе, поверхностным, построенным на аналогии оценкам и суждениям, относящимся к технологическим явлениям.

Важнейшая группа задач - задания, предназначенные для формирования определенных технологических умений у студентов. Эти задачи были призваны помочь будущим учителям избавиться от такого распространенного недостатка, как неспособность осознать технологическую сущность, природу видов деятельности.

В соответствии с разработанной экспериментальной дидактической системой и общими условиями применения МУТЗ было проведено экспериментальное обучение решению задач, в котором участвовало 240 студентов факультета ТЭСХ. В ходе опытно-экспериментальной работы была установлена зависимость эффективности формирования общепедагогических умений решать межпредметные учебно-технологические задачи, умений педагогической деятельности (конструктивных, организаторских, коммуникативных и исследовательских), межпредметных умений, связанных с использованием знаний из других предметов при рассмотрении технологических вопросов от специального обучения студентов решению МУТЗ.

Было также установлено, что более высокий уровень формирования перечисленных выше умений достигается в ходе систематического решения МУТЗ различных типов студентами на протяжении всего периода обучения. Также доказано, что повышение эффективности подготовки будущего учителя возможно лишь путем овладения студентами методикой решения технологических задач, с которыми им придется встретиться в дальнейшем при организации учебного процесса. В этой связи необходимо вооружать студентов методами и обобщенными приемами решения межпредметных учебно-технологических задач.

4.3 Формирование технологической компетентности будущего учителя в ходе выполнения учебно-исследовательской и самостоятельной работы

При исследовании дидактической системы формирования технологической компетентности будущего учителя в качестве одной из форм организации обучения была выбрана учебно-исследовательская работа. Методика выполнения учебно-исследовательского задания была выстроена таким образом, чтобы способствовать формированию всех составляющих компонентов технологической компетентности. При этом моделирование реальных явлений и процессов, технических устройств и технологических процессов, как мы доказали, стало основанием синтеза субъективно нового знания. Механизмом такого синтеза стал перенос ранее сформированного знания из одних дисциплин в другие и инверсия перенесенного знания с целью активизации умственной деятельности студентов и придания ей профессиональной технологической направленности.

На рисунке 9 представлена схема деятельности по выполнению учебно-исследовательского задания технологического характера. Процесс выполнения учебно-исследовательских заданий обладает той же структурой, что и обобщенная технологическая деятельность. Он включает планирование действий; организационные мероприятия, подготавливающие выполнение учебного задания; построение идеальной модели исследуемого объекта; перенос личного опыта и знаний, сформированных в других дисциплинах, на объект изучения; процесс синтеза в сознании студента субъективно нового знания, построение материальной модели исследуемого объекта; взаимодействие студента с преподавателем и своими товарищами.

Кроме того, в процессе добавлялись: процедуры анализа полученных результатов (совместно с преподавателем и студентами группы), публичная защита результатов исследования и сравнение личной оценки с оценками преподавателя и других студентов, определение своего статуса в группе; планирование своей самостоятельной работы по устранению выявленных недостатков в технологических знаниях и умениях.

Рис. 9. Схема деятельности по выполнению учебно-исследовательского задания технологического характера

Содержание учебно-исследовательских заданий и порядок их выполнения обеспечивали формирование у студента новых технологических знаний и умений. В основу составления учебно-исследовательских заданий был положен индивидуальный подход. Задания были дифференцированы по трудности, что позволяло преподавателю в зависимости от уровня подготовки студента подбирать задания соответствующей сложности. В организационном плане процесс выполнения учебно-исследовательских заданий студентами осуществлялся в шесть этапов.

На первом этапе выполнения учебно-исследовательского задания студент знакомится с учебной и научной литературой, описывающей объект исследования; актуализирует необходимые для конструирования модели технической закономерности знания об однотипных технических устройствах, инструментах, материалах, методике эксперимента. В процессе этой деятельности студент осуществляет планирование, организацию своего рабочего места, актуализирует и переносит сформированные ранее знания на объект исследования. При этом выделялись межпредметные связи, межпредметные знания преобразовывались в умения технологической деятельности и приобретали профессиональную направленность, т. е. подвергались инверсии. Рассматривая содержание политехнических учебных заданий, П. Р. Атутов писал: «Эти учебные политехнические задачи должны представлять собой упрощенные модели таких типичных жизненных, производственно-технических задач, которые придется чаще всего решать работникам перспективных профессий, имеющим дело с техникой» [21].