На втором этапе студент конструировал идеальную модель изучаемого объекта. В качестве объекта выступали: явление, процесс, установка и т. п. В работающем техническом устройстве воплощена комбинация свойств материальных тел и законов природы, их устойчивые взаимосвязи. Конструкция технического объекта рассматривалась как искусственная среда, в которой протекают естественные процессы. Например, в процессе эксплуатации изделий, изготовленных из конструкционных сталей, в агрессивных средах и напряженном состоянии создаются условия для локализации коррозионного процесса на поверхностных дефектах, обусловленных технологией обработки рабочих поверхностей. Наиболее опасными являются растягивающие напряжения, формируемые на рабочих поверхностях.

При выполнении заданий, связанных с повышением надежности эксплуатируемых изделий, необходимо проанализировать влияние различных факторов, оказывающих отрицательное воздействие на конструктивную прочность, и выбрать наиболее значимые, которые необходимо нейтрализовать или ослабить для уменьшения эффекта разупрочнения.

При установлении этих зависимостей можно построить модель процесса разрушения реальных деталей, эксплуатируемых в агрессивных средах. Наличие на кафедре технологии ТГПУ им. Л. Н. Толстого научно-исследовательских лабораторий «Материаловедение» и «Длительной прочности конструкционных материалов в агрессивных средах», позволяет на лабораторных работах и при выполнении учебно-исследовательских заданий при изучении прочностных и эксплуатационных характеристик проводить экспериментальные исследования и устанавливать зависимости между изучаемыми свойствами и воздействующими факторами, приводящими к потере прочностных характеристик. Введение в структуру лабораторных работ учебно-исследовательского компонента во многом способствует повышению мотивации обучения, закреплению знаний и формированию специализированных компетенций.

При выполнении учебно-исследовательских заданий студент учился применять знания для активного воздействия на процесс производства на уровне умственной деятельности, предвидеть результаты своих действий и управлять ими. В процессе построения идеальной модели он формировал предмет исследования, т. е. выделял в конкретном объекте те признаки, которые составляют сущность целого класса объектов и делают их предметом изучения. Знания, полученные при конструировании идеальной модели изучаемого объекта, имеют обобщенный характер, т. к. могут применяться и к другим объектам. Кроме того, знания об идеальной модели имеют самостоятельную ценность, которая заключается в том, что они могут быть перенесены на реальные объекты.

На третьем этапе выполнения учебно-исследовательского задания студент конструировал материальную модель исследуемого объекта. Эта модель является переходным звеном от теории к практической деятельности, она позволяет студенту проверить в эксперименте свои гипотетические построения.

В нашем примере общая цель задания была сформулирована следующим образом: «Изучить влияние агрессивных сред и растягивающих напряжений на потерю прочности в процессе эксплуатации деталей из конструкционных сталей». Общая цель обычно конкретизировалась в виде ряда частных задач и заданий. Их постановка определяется материальными возможностями учебной лаборатории, содержанием учебного материала, изученного в ходе теоретических занятий, целями профессиональной подготовки, специализацией студентов группы, уровнем знаний и интересами отдельных студентов, временем, отводимым на изучение данной темы, расписанием занятий и другими организационно-педагогическими условиями. Поэтому в структуре каждого задания были задания обязательные для выполнения всеми студентами - инвариантный блок, и переменный блок, который формируется на основе информации, имеющейся в распоряжении преподавателя и студентов.

Отдельные задания позволяли смоделировать и изучить стороны исследуемого объекта. Например, одно из заданий было сформулировано следующим образом: «Разработать конструкцию коррозионной камеры для определения прочностных характеристик в агрессивной среде». Для его выполнения студент должен был:

- спроектировать схему экспериментальной установки (идеальную модель эксперимента);

- разработать конструкцию коррозионной камеры, методику проведения испытаний и определения изменения прочностных характеристик;

- организовать свою дальнейшую экспериментальную деятельность;

- собрать установку;

- установить в захваты универсальной разрывной машины коррозионную камеру с тягами, с помощью которых исследуемый образец подвергается растяжению в агрессивной среде, т. е. создать материальную модель для изучения отдельной характеристики исследуемого объекта.

В процессе этой деятельности на основе имеющихся знаний и опыта конструирования и проведения эксперимента у будущего учителя вырабатываются необходимые умения, которые имеют технологические признаки. Однако только некоторые из них (умения планировать, организовать работу, переносить знания на новые объекты, придавать им заданную направленность, строить идеальные модели технической закономерности) мы относим к технологическим компетенциям, т. к. они обладают признаком всеобщности. Остальные умения, например, умения пользоваться измерительными приборами, составлять электрические цепи, паять, налаживать оборудование и другие способствуют формированию политехнических умений, но они являются общетехническими умениями. Например, процесс формирования технологических компетенций, таких как проектно-конструкторских, проектно-технологических и др. опирается не только на уже приобретенные знания, но и на формирующиеся компетенции - расчетно-графические, технико-технологические, позволяющие реализовать в конкретной ситуации умения чертить схемы, умения пользоваться приборами, измерительные умения, умения составлять электрические цепи и многие другие, которые наряду со знаниями и эмоционально - ценностным отношением и составляют личный опыт технологической деятельности. Напомним, что по мнению К. К. Платонова: «Умение - это способность человека продуктивно, с должным качеством и в соответствующее время выполнять работу в новых условиях, высшее человеческое свойство, способность выполнять определенную деятельность или действия в новых условиях [234].

На этом этапе у студента формировались знания о методологии исследовательской деятельности, формах, методах и средствах научного эксперимента, методике анализа и обработки полученных результатов, определении погрешностей, а также умения находить причинно-следственные связи между явлениями, свойствами природных объектов и конструкцией технического устройства, анализировать факты, организовывать и прогнозировать свою деятельность. Учебно-исследовательская деятельность студента имеет много общего с научной деятельностью ученого, поэтому для нас важен вывод В. В. Краевского о том, что «переход к собственно научной деятельности требует специальных знаний - ... как выделить и сформулировать предмет исследования, научную проблему, гипотезу, как поставить эксперимент, каковы способы получения объективного научного знания» [143].

На четвертом этапе студент обрабатывал экспериментальные данные и анализировал полученные результаты, проверял: подтвердились ли его гипотетические представления об исследуемом объекте, в чем причина расхождений теории и эксперимента и какие меры необходимо предпринять для их устранения? С этой целью определялись погрешности измерений и их достоверность. Студент делал теоретические выводы о полученных свойствах исследуемого объекта и оформлял письменный отчет о проделанной работе и ее результатах.

В процессе учебно-исследовательской работы студент целенаправленно осваивал знания о структуре и содержании технологической деятельности. Мы согласны с мнением В. А. Штофа: «Наука - это не только знание, но и деятельность, направленная на достижение знания» [360]. На этом этапе студент переходит от интерпретации изучаемого объекта к объяснению наблюдаемых технологических явлений, уточнял свою гипотезу, лежащую в основе построения модели, путем исключения тех теоретических выводов, которые не нашли подтверждения в эксперименте. Апробированные в эксперименте результаты в дальнейшем уточнялись и детализировались в конструкции модели.

На пятом этапе студент публично (в присутствии преподавателя и студентов группы) защищал свой отчет. В конце отчета он оценивал свою работу. Оценку данной работы параллельно проводят преподаватель и студенты (студенты выставляли оценку анонимно и она усреднялась). Сравнивая эти три мнения, студент, во-первых, учился объективно оценивать свою работу, во-вторых, он определял свое положение (статус) в группе.

На шестом этапе студент на основе своего анализа и оценки результатов его деятельности преподавателем и товарищами организовывал самостоятельную работу по устранению выявленных недостатков и углублению имеющихся знаний. Эта деятельность являлась продолжением учебно-исследовательской работы, но проводилась во внеаудиторное время. Самостоятельная работа требует активной мыслительной деятельности студента, ведет к закреплению знаний, способствует развитию творческих способностей. В случае необходимости самостоятельная работа студента корректировалась и контролировалась преподавателем. Мы подтвердили положение, что условиями эффективной самостоятельной работы являются: сформированность потребности в знаниях, наличие мотивов учебы, достаточный уровень организационно-методического обеспечения. Самостоятельная работа дополняла обучение на занятиях, что позволяло увеличить объем изучаемого материала и обеспечить лучшее освоение учебного материала студентами.

Процесс выполнения учебно-исследовательского задания позволял будущему учителю получить обобщенные знания о целом классе видов технологической деятельности в реальной производственной ситуации. Указывая на возможность такого обобщения, П. И. Ставский писал: «Здесь, прежде всего, надо уточнить, как нами в данном случае будет пониматься сама деятельность и те элементы ее, которые подлежат обобщению, выделению» [303]. П. И. Ставский предлагал выделить «набор элементарных профессиональных умений того типа, что встречается в профессиональных характеристиках производственника в разделе «должен уметь». Набор таких элементарных умений, наиболее общих для множества видов конкретных профессиональных деятельностей, и составляет ту «обобщенную деятельность», которую мы имеем в виду» [303].

Мы по-иному определили структуру и содержание политехнической и технологической деятельности, следовательно, разрабатываем и другую методику формирования технологических знаний, умений и компетенций. Однако для нас ценность идеи П. И. Ставского заключается в том, что ее можно использовать для отбора объектов изучения студентами с помощью учебно-исследовательских заданий. Развивая его идею, мы выработали критерии отбора объектов для построения моделей технологической деятельности:

- Объекты должны обеспечивать возможность широкого переноса знаний и умений. Другими словами эти объекты должны иметь широкое распространение на производстве.

- Объекты должны отвечать содержанию специализации будущего учителя технологии. Например, учитель должен изучать преимущественно: производственные машины; технологические процессы, связанные с эксплуатацией, техническим обслуживанием и оказанием услуг; механические устройства и т. п.

- Объекты должны относиться к одной из основных групп производственных машин и устройств. П. И. Ставский, например, выделил четыре группы объектов, соответствующих четырем всеобщим универсальным принципам производственных процессов - это группа механико-технических, электротехнических, организационных и группа экономических принципов ведения производства [303]. Этот перечень можно уточнить и дополнить, однако здесь мы рассматриваем только общие подходы к определению критериев отбора объектов.

При разработке критериев отбора объектов исследования особое внимание должно уделяться развитию материальной базы вуза, факультета и специализированных лабораторий (прил. 9), оснащение которых позволяло бы выполнять не только лабораторно-практические, но и научно исследовательские работы.

Материальная база факультета должна иметь возможность обеспечить выполнение работ, связанных с компьютерным моделированием, проектированием, конструированием и изготовлением модели исследуемого объекта, что в значительной степени повышает мотивацию проведения НИРС и уровень формируемых технологических компетенций.

В процессе учебно-исследовательской работы формируются такие качества личности студента, как творческая активность, самостоятельность, стремление к самореализации, теоретическое мышление. В. А. Сухомлинский писал: «Творчество - это не сумма знаний, а особая направленность интеллекта, особая взаимосвязь между интеллектуальной жизнью личности и проявлением ее сил в активной деятельности» [311]. Учебно-исследовательские задания мы рассматривали как метод и средство творческой деятельности, а их выполнение являлось одним из наиболее эффективных и рациональных методов формирования экспериментально-исследовательских, творческо-конструкторских и научно-исследовательских компетенций, создающих основу технологической компетентности.

Использование учебно-исследовательских заданий в качестве одного из средств формирования технологической компетентности логически вытекает из нашего представления о сущности технологической деятельности. Однако в эксперименте активно использовались и традиционные формы и средства обучения: лекции, практические занятия, семинары, курсы по выбору, производственная практика. Они, при определенных условиях, вносили существенный вклад в процесс формирования технологической компетентности. Необходимым условием их использования была ориентация на формирование как отдельных элементов, так и технологической компетентности в целом.

4.3.1 Организация самостоятельной работы студентов

В организации опытного обучения мы учитывали, что повышение качества технологической подготовки учителя невозможно без четкой организации самостоятельной работы студентов. Мы исходили из понятия самостоятельной работы как познавательной деятельности, в процессе которой студент активно воспринимает, осмысливает, углубляет и расширяет полученную информацию, создает новую, решает практические задачи на основе связи теории и практики, овладевает профессионально необходимыми умениями, и главным требованием к самостоятельной работе считали активизацию познавательной деятельности студентов, необходимость поставить их в условия, максимально побуждающие к творческой самостоятельной деятельности.

Самостоятельную учебную работу мы рассматривали как сложное явление и в структуре этого процесса выделяли следующие компоненты: проектировочный, конструктивный, организаторский, коммуникативный, гностический. Самостоятельную работу рассматривали как особую форму организации обучения, которая подчинена целям усвоения учебной информации и развитию личности, в т. ч. формированию компетенций. При ее правильной организации осуществляется формирование такого отношения студентов к учебной деятельности, когда ее организация воспитывает потребность творческого познания системы знаний, творческого отношения к возникающим проблемам, в нашем случае, технологическим.

Под самостоятельной работой студентов нами понимается организационная форма учебного процесса (наряду с лекциями, лабораторными и практическими занятиями), осуществляемая студентами под руководством преподавателя в аудиторное и внеаудиторное время.

Виды данной работы различались по уровню самостоятельности познавательной деятельности студентов и способам контроля и оценки ее результатов:

1. Индивидуальная работа по заданию преподавателя (обзор литературы по теме; подготовка сообщения на семинаре, лекции, педпрактике; посещение школы, библиотеки, центра детского творчества и др.).

2. Самостоятельная работа во внеаудиторное время по проблемам, как предложенным преподавателем, так и определенным студентом самостоятельно с помощью преподавателя (подготовка реферата, выступления на проблемной группе, разработка конспекта урока и мероприятия и др.).

3. Учебно-исследовательская работа (составление проекта, написание курсовой и дипломной работы).

4. Студенческая научно-исследовательская работа, результаты которой оформляются либо в форме научного отчета, либо сообщения на научно-практической конференции с последующей публикацией тезисов.

Особая роль самостоятельной работы студентов в процессе технологической подготовки была обусловлена ее функциональными задачами, главными из которых являются: углубленное усвоение теоретических знаний, формирование у студентов потребности в их постоянном обновлении и пополнении, овладение приемами и способами самообразовательной деятельности, развитие технологической культуры, профессионального мышления, ценностного отношения к предстоящей технологической деятельности и др. Все это выступало в качестве слагаемых технологической компетентности личности учителя.

Под организацией самостоятельной работы студентов мы понимали деятельность преподавателя по составлению планов и графиков консультаций, определение объема литературы для конспектирования, подбор задач для самостоятельных упражнений, знакомство с научной организацией самостоятельного учебного труда и т. п.

Более сложным процессом было управление самостоятельной работой студентов, которое предполагает:

- учет особенностей студентов, факультета, формы обучения;

- стимулирование активности студентов на всех видах занятий, позволяющее наметить пути преодоления затруднений;

- осуществление постановки новых задач на основе достигнутого, систематический учет и оценка результатов самостоятельной работы каждого студента.

При этом использовались такие формы контроля, как коллоквиумы, отчеты, написание рефератов, выступления на семинарах, зачеты по теме и пр.

Для повышения эффективности организации самостоятельной работы студентов кафедрами и факультетами была осуществлена следующая система организационных и методических мероприятий.

I. По каждой технологической дисциплине учебного плана были определены:

а) обязательный минимум знаний, умений, навыков и компетенций, которые должен приобрести студент в результате изучения данной дисциплины. Это потребовало пересмотра и научного обоснования учебных планов и программ, а также создания нового типа учебных пособий, соответствующей организации кабинетов, лабораторий и их технического оснащения;

б) содержание лекционного курса;

в) теоретические сведения, которые должны быть усвоены студентами путем самостоятельной работы над книгами в ходе научно-познавательной и др. видов работ;

г) содержание занятий.

II. Скорректирована методика преподавания каждой технологической дисциплины в вузе:

а) методика чтения лекций по разным разделам курса;

б) методика практических занятий (типы упражнений, лабораторных занятий по каждому разделу курса, комплексные упражнения, проблема повторения и пр.);

в) методика самостоятельной работы студентов по данной дисциплине (усвоение теоретических сведений, выполнение тренировочных упражнений, подготовка к зачетам и экзаменам и пр.);

г) наглядные пособия и технические средства, их типы и методика применения на разных видах занятий и в самостоятельной работе студентов;

д) учет знаний и навыков студентов по данной дисциплине, формы этого учета и их сравнительная эффективность.

Традиционная система организации самостоятельной работы студентов видоизменялась в условиях перехода на новые рабочие учебные планы.

Для осуществления оптимального режима студента была рассчитана посильная домашняя работа по каждой дисциплине и контролировалось осуществление этого режима, не нарушая установленной нормы (4-5 часов самостоятельной работы в день).

Переход на экспериментальную дидактическую систему был осуществлен, исходя из особенностей каждой дисциплины, с учетом возможностей применения всех новых форм и методов обучения.

Для научного обоснования системы самостоятельной работы студентов был проведен анализ каждой технологической дисциплины по следующим основным аспектам:

- методы передачи студентам определенной информации: лекции, решение задач, самостоятельная работа с учебником и т. д.;

- среднее время, необходимое для изучения каждой темы (данные по этому аспекту брались из непосредственного наблюдения за учебным процессом, хронометрирования и анкетирования студентов);

- задачи, упражнения и т. п., предлагаемые для решения в аудитории и дома (с разделением на сессионный и межсессионный период);

- формы организации и сроки текущего и итогового контроля;

- методы активизации знаний студентов, использование межпредметных связей;

- дополнительные задания для желающих.

Проведенный анализ был положен в основу структурно-логических схем дисциплин (табл. 7), в которых особо выделялись разделы (параграфы, страницы), подлежащие изучению по различным учебникам и учебным пособиям.

Таблица 7 Структурная модель изучения курса

Работа на лекции, семинарском занятии, на лабораторно-практическом занятии	Обучение - 1 уровень Подготовка к лекции, семинару, практическому занятию, практике, к контрольной работе, коллоквиуму и т. д.	Контроль: контрольная работа, коллоквиум и т. д.
Подготовка к зачету, экзамену	Обучение - II уровень выполнение индивидуальных заданий (репродуктивного характера) различных видов	Контроль: зачет, экзамен
Обучение - III уровень выполнение заданий творческого характера, курсовых, выпускных квалификационных работ и т. д.

На третьем уровне самостоятельная работа характеризовалась наивысшим развитием творческой самостоятельности студентов. Индивидуальные виды самостоятельной работы требовались при усвоении различного учебного материала. Менялись эти виды в зависимости от курса обучения, что влияло на развитие у студентов различных технологических компетенций. Проиллюстрируем сказанное примерами изучения системы технических понятий.

В первой же теме студентам предстоит овладение сложной системой понятий, многие из которых встречаются им впервые, а по отдельным понятиям у первокурсников сформировались житейские понятия. Этим объясняется предлагаемая система изучения: - вводная лекция; - самостоятельная работа студентов; - обзорная лекция.

На вводной лекции необходимо обеспечить положительную мотивацию для системы дальнейшей самостоятельной работы, в т. ч. над понятиями; на обзорной - дается анализ системы понятий, место каждого понятия, определяется место системы во всем курсе.

Сопоставительный анализ традиционного последовательного изучения курса с введением в каждой теме единичных понятий и варианта обучения с переносом центра на самостоятельную работу студентов показал, что на младших курсах второй путь будет более эффективным при соблюдении следующих условий:

- усиление роли самостоятельной деятельности студентов в первую очередь в ходе аудиторных занятий;

- эффективное сочетание самостоятельной работы с лекциями разных типов;

- создание положительной мотивации самостоятельной работы;

- систематическое руководство, помощь и поэтапный контроль со стороны преподавателя;

- четкое планирование индивидуальной работы студентов.

4.4 Анализ эффективности экспериментальной дидактической системы технологического образования студентов

Исследование эффективности экспериментальной дидактической системы осуществлялось с помощью использования методов наблюдения, беседы, анкетирования, интервьюирования, обобщения независимых характеристик, тестирования, рейтинговых оценок, путем непосредственного изучения педагогического опыта. Полученные данные обрабатывались при помощи методов математической статистики с использованием компьютерной техники.

При разработке процедуры оценки сформированности уровней технологических компетенций и компетентности был выбран интегративный подход, позволяющий реализовать один из основных принципов оценивания принцип полноты и всеобъемлющего характера. Использование данного принципа позволило разработать систему и процедуру всех видов и форм оценивания, как отдельных компонентов компетентности (компетенций), так и ее уровня в целом, обеспечивающих достижение общей цели - повышение качества и эффективности технологической подготовки.

Принимая позицию И. А. Зимней о том, что модель единой социально-профессиональной компетентности [109] выступает наибольшей из существующих степеней общности и аддитивности формулируемых компетентностей, мы использовали ее в качестве концептуального варианта эталона объекта оценивания.

Разработанная модель формирования и оценки технологической компетентности и всех ее, взаимосвязанных элементов имеет иерархическую пятиуровневую структуру (рис. 10).

Рис. 10. Модель формирования и оценки технологической компетентности учителя технологии и предпринимательства

Исходный уровень характеризует технологическую подготовку абитуриентов. Он определяется по результатам ЕГЭ таких естественнонаучных дисциплин как: физика, химия, математика, и результатам тестирования знаний, умений и навыков по общеобразовательным дисциплинам и образовательной области «Технология» (прил. 11), проводимого в первом семестре.

Первый уровень, отражающий структуру и содержание сложной многокомпонентной системы технологической подготовки, включающей процедуру научно-обоснованного выбора и составления перечня технологических компетенций и соответствующего перечня дисциплин и практик, а также условий формирования компетенций. На этом уровне производилась экспериментальная проверка эффективности разработанной интегративно-модульной системы обучения. Оценка вклада интегрированных модулей и каждого модуля в формирование технологических компетенций производилась по специально разработанной методике, позволяющей учитывать вклад каждого нового исследуемого фактора в совокупности со всеми предыдущими, оказывающими воздействие на формирование знаний, умений, навыков, компетенций и компетентности. Определив с помощью весовых коэффициентов вклад каждого модуля в формирование компетенций и произведя оценку качества технологической подготовки в рамках интегративных модулей можно произвести качественную и количественную оценки сформированности компетенций (второй уровень), произвести оценку каждого из пяти компонентов компетентностей составляющих структуру технологической компетентности (третий уровень), а также структурных составляющих технологической компетентности ОК, ПК, СК, ППК, ТДК (четвертый уровень). На завершающей стадии, когда произведена оценка всех структурных элементов модели - производится оценка сформированности технологической компетентности (пятый уровень).

В общем случае взаимосвязь между компетенциями, компетентностями и их компонентами при их количественном выражении, в соответствии с разработанной моделью профессиональной компетентности учителя технологии и предпринимательства, можно представить в виде:

(1)

где: ОТК - оценка сформированности технологической компетентности;

Qi - оценка сформированности компонент технологической компетентности;

qi - оценка технологических компетенций;

Для нашего случая согласно приведенной модели профессиональной компетентности K=5, N=15 формулу (1) можно представить:

(2)

В свою очередь каждый компонент компетентности (ОК), (ПК), (СК), (ПОК), (ТДК) формируется определенным числом компетенций (m) в нашем случае m=3.

Оценка каждой из 15 компетенций производилась с учетом вклада изучаемых модулей дисциплин, входящих в интегративные модули, формирующие различные компоненты технологической компетентности.

Учебный процесс строился в соответствии с графиком формирования компонентов технологической компетентности (табл. 8).

Таблица 8 График формирования структурных составляющих технологической компетентности

Обозначение

Структурные составляющие технологической компетентности и интегрированные блоки-модули

Семестры

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ОК

Общетехническая компетентность

МО

Общетехнические компетенции:

МО-1

Техническая графика

МО-1.1.

МО-1.2.

МО-1.3.

МО-2

Прикладная механика

МО-2.1.

МО-2.2.

МО-2.3.

МО-2.4.

МО-3

Машиноведение

МО-3.1.

МО-3.2.

МО-4

Электрорадиотехника и электроника

МО-4.1.

МО-4.2.

ПК

Политехническая компетентность

МП

Политехнические компетенции:

МП-1

Основы производства

МП-1.1.

МП-1.2.

МП-1.4.

МП-1.3.

МП-1.5.

МП-2

Основы проектирования

МП-2.1.

МП-2.2.

МП-3

Основы предпринимательства

МП-3.1.

МП-3.2.

МП-3.3.

СК

Специализированная компетентность

МС

Специализированные компетенции:

МС-1

Основы автодела и минитехники

МС-1.1.

МС-1.2.

МС-1.4.

МС-1.3.

МС-1.5.

МС-2

Основы эксплуатации и технического сервиса

МС-2.1.

МС-2.2.

МС-2.3.

МС-3

Эксплуатационная безопасность автомобиля

МС-3.1.

МС-3.2.

МС-3.3.

ППК

Производственно-практическая компетентность

МПП

Производственно-практические компетенции:

МПП-1

Технологический практикум

МПП-1.1.

МПП-1.2.

МПП-2

Учебно-технологические практики

МПП-2.1.

МПП-2.2.

МПП-2.3.

МПП-3

Производственные практики

МПП-3.1.

МПП-3.2.

МПП-3.3.

ТДК

Творческо-деятельностная компетентность

МТД

Творческо-деятельностные компетенции:

МТД-1

Основы творческой деятельности

МТД-1.1

МТД-1.2.

МТД-2

Основы исследований в технологическом образовании

МТД-2.1.

МТД-2.2.

МТД-3

Творческие разработки: КП - курсовой проект; КР - курсовая работа; ВКР - выпускная квалификационная работа

КП-1

КП-2

КП-3

КП-4

КР

ВКР

Для оценки вклада каждой освоенной дисциплины представленной в модульной форме, в формирование знаний, умений, навыков и компетенций, а также накопления статистических данных, был использован способ, связанный с уровневой моделью усвоения знаний. Основным оценочным критерием был принят коэффициент усвоения знаний (К).

(3)

где N - общее число баллов, набранных обучающимся за выполнение заданий на определенном уровне усвоения; М - максимальное количество баллов, которое мог бы набрать обучающийся за правильное выполнение заданий на данном уровне.

Оценка усвоения каждого модуля определяется как сумма оценок, полученных по каждому из пяти уровней усвоения: различение, запоминание, понимание, умение и перенос.

Коэффициент усвоения первоначально подсчитывается для каждого уровня по формуле (3), для общей оценки выполнения всех заданий по изучаемому модулю вычисляется обобщенный коэффициент усвоения (Q). При этом учитывается, что сложность заданий на всех уровнях различна, в связи с чем вводится коэффициент значимости (вес) уровня.

Основная формула

(4)

где Q - обобщенный коэффициент усвоения, Ki - коэффициент усвоения на i-уровне, ri - коэффициент сложности соответствующего уровня.

Предложенные задания, требующие воспроизведения знаний на всех пяти уровнях усвоения, разрабатывались с учетом коэффициентов значимости, которые рассчитывались на основе предположения, что сложность (значимость) уровней подчиняется соотношению 1:3:5:7:9, а их значения: r1=0,04; r2=0,12; r3=0,20; r4=0,28; r5=0,36; ?ri =1.

Первый уровень - различение (r1=0,04) - контроль с помощью опросника.

Второй уровень - запоминание (r2=0,12) - тестовый контроль по темам.

Третий уровень - понимание (r3=0,20) - проверка с помощью итогового теста.

Четвертый уровень - умение (r4=0,28) - выполнение лабораторно-практических работ и их защита, включающая ответы на контрольные вопросы и решение технологических задач.

Пятый уровень - перенос (r5=0,36) - выполнение итогового проекта или задания.

В результате формула (4) принимает следующий вид:

(5)

Для определения вклада запланированных видов работ при изучении каждого модуля в разработанной методике предусматривалось разделение трудоемкости на аудиторную и внеаудиторную работы студентов и их оценку в ходе выполнения всех пяти контрольных этапов проверки уровня усвоения ЗУН.

Для этого была составлена таблица 9, в которой приводятся соотношения аудиторной и внеаудиторной работы студентов на соответствующем уровне контроля.

Таблица 9 Распределение времени аудиторной и внеаудиторной работы студентов на различных уровнях контроля технологических ЗУН

Уровни контроля (i)	Инструментарий оценивания ЗУН	Работа студентов
		Аудиторная (ka)	Внеаудиторная(kв)
1.	Опросник	0,80	0,20
2.	Тесты по темам	0,20	0,80
3.	Итоговый тест	0,20	0,80
4.	Лабораторно-практические работы	0,60	0,40
5.	Итоговый проект	0,10	0,90

Исходя из приведенного распределения трудоемкости освоения каждого модуля создается возможность определения вклада вносимого аудиторной и внеаудиторной работой в формирование знаний, умений и навыков, за счет введения в формулу (5) дополнительных коэффициентов (kai и kвi).

(6)

(7)

Обобщенный коэффициент усвоения в этом случае определяется по формуле (8) и может быть использован для сравнения результатов обучения в различных группах и потоках студентов. Он может быть также соотнесен с обычной пятибалльной шкалой бально-рейтинговой системой оценки успеваемости (табл. 10).

Q=Qa+Qв (8)

Таблица 10

Корреляция между обобщенным коэффициентом усвоения и оценкой

Обобщенный коэффициент усвоения	Оценка
	пятибалльная	бально-рейтинговая
0,81Q1	5	81-100
0,61Q0,8	4	61-80
0,41Q0,6	3	41-60
Q0,4	2	40

Используя данные подходы, можно с помощью весовых коэффициентов учитывать влияние различных факторов на процесс формирования компетенций и компетентности, а также на оценку их уровня сформированности.

Разработанная и апробированная методика, позволяющая вести простую машинную обработку результатов, была использована для оценки уровня освоения каждого модуля, входящего в технологическую подготовку и его вклада в формирование технологических компетенций и компетентности.

Оценка вклада каждой освоенной дисциплины (модуля), практик и творческих разработок осуществлялась с помощью определения обобщенных коэффициентов усвоения, позволяющих учитывать не только достижения студента, определяемые бально-рейтинговой системой, но и воздействия внутренних и внешних наиболее значимых факторов, оказывающих влияние на процесс обучения и формирования компетенций.

На основании представленных в таблице 11 соответствий между формируемыми компетенциями, компетентностями и интегрированными блоками модулей технологической подготовки, а также выведенных математических зависимостей (1 … 8) была произведена оценка сформированности: технологических компетенций, компонентов компетентности и технологической компетентности (прил. 8).

Таблица 11 Соответствие между формируемыми компетенциями и интегративными блоками модулей технологической подготовки

Обозначение

Структурные составляющие технологической компетентности, компетенции и интегративные модули, формирующие их

Номер компетенций технологической подготовки (К-1) … (К-15)*

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

ОК

Общетехническая компетентность

МО

Общетехнические компетенции:

МО-1

Техническая графика

?

МО-2

Прикладная механика

?

?

МО-3

Машиноведение

?

?

МО-4

Электрорадиотехника и электроника

?

?

ПК

Политехническая компетентность

МП

Политехнические компетенции:

МП-1

Основы производства

?

?

?

?

?

?

?

?

МП-2

Основы проектирования

?

?

?

?

?

?

?

МП-3

Основы предпринимательства

?

?

?

СК

Специализированная компетентность

МС

Специализированные компетенции:

МС-1

Основы автодела и минитехники

?

?

?

?

?

?

МС-2

Основы эксплуатации и технического сервиса

?

?

?

?

?

?

?

?

?

МС-3

Эксплуатационная безопасность автомобиля

?

?

?

?

?

?

?

ППК

Производственно-практическая компетентность

МПП

Производственно-практические компетенции:

МПП-1

Технологический практикум

?

?

?

МПП-2

Учебно-технологические практики

?

?

?

?

МПП-3

Производственные практики

?

?

?

ТДК

Творческо-деятельностная компетентность

МТД

Творческо-деятельностные компетенции:

МТД-1

Основы творческой деятельности

?

?

?

?

?

МТД-2

Основы исследований в технологическом образовании

?

?

?

?

МТД-3

Творческие разработки

?

?

?

?

?

nм

Количество модулей, формирующих каждую (ki) компетенцию

9

9

7

5

6

5

3

2

4

2

2

3

5

6

3

* перечень компетенций К-1 … К-15 (см. стр. 231)

Процесс формирования и уровни сформированности технологических компетенций и компетентности студентов контрольных и экспериментальных групп отслеживался в течение 8 лет. Для оценки вклада модулей в формирование технологических компетенций и компетентности будущего учителя технологии на всех этапах обучения, для обработки результатов исследования и статистического анализа была разработана компьютерная экспертная система, реализованная с помощью программы «Microsoft Excel», позволившая автоматизировать все необходимые вычисления и дать табулярно-графическое представление результатов исследования. Результаты проведенных исследований, обработанные с помощью разработанной компьютерной экспертной системы (рис. 11, 12, табл. 12), позволили произвести оценку технологических компетенций (рис. 11, г), пяти компонентов компетентностей, входящих в структуру ТК (рис. 11, в), компетентностей ОК, ПК, СК, ППК, ТДК (рис. 11, б) и технологической компетентности (рис. 11, а), а также получить распределение студентов по уровням сформированности компетенций и компетентностей, включая технологическую компетентность, выпускников 2007, 2008, 2009 гг.

Рис. 11. Оценка сформированности технологической компетентности студента - выпускника 2009 г.: а - технологическая компетентность; б - компетентности входящие в структуру ТК; в - компонентов каждой компетентности: 1 - мотивационного, 2 - когнитивного, 3 - операционно-деятельностного, 4 - эмоционально-ценностного, 5 - рефлексивно-регулятивного; г - сформированность компетенций

Рис. 12. Распределение студентов - выпускников 2007, 2008, 2009 гг. по уровням сформированности: а - технологической компетентности; б, в, г - компетентностей, входящих в состав технологической компетентности; д - компетенций (перечень компетенций приведен на стр. 231)

Таблица 12 Уровни сформированности технологической компетентности и ее составляющих

Годы	Общетехническая компетентность	Политехническая компетентность	Специализированная компетентность	Производственно-практическая компетентность	Творческо деятельностная компетентность	Технологическая компетентность
	Уровень	Уровень	Уровень	Уровень	Уровень	Уровень
	низкий	средний	высокий	низкий	средний	высокий	низкий	средний	высокий	низкий	средний	высокий	низкий	средний	высокий	низкий	средний	высокий
2007	3,33	76,67	20,00	16,67	66,67	16,67	10,00	73,33	16,67	6,67	66,67	26,67	3,33	73,33	23,33	10,00	73,33	16,67
2008	5,00	72,50	22,50	12,50	65,00	22,50	7,50	65,00	27,50	2,50	52,50	45,00	5,00	70,00	25,00	7,50	67,50	25,00
2009	0,00	75,00	25,00	0,00	70,83	29,17	0,00	62,50	37,50	0,00	37,50	62,50	0,00	70,83	29,17	0,00	66,67	33,33

Анализ полученных экспериментальных данных по определению как качественной, так и количественной оценки сформированности компетентности показывает, что практически все показатели в экспериментальных группах возрастают. Это говорит об эффективности разработанной нами методики формирования технологической компетентности в профессиональной подготовке учителя технологии.

Разработанная система позволяет определять искомые параметры в фиксированные (начало и конец семестра) и произвольные моменты времени, а после их машинной обработки и анализа разработать рекомендации по совершенствованию условий и методики формирования технологических компетенций и компетентности, что в значительной степени сокращает время экспериментальных исследований и повышает эффективность и достоверность прогнозирования.

Более широкое внедрение данной системы открывает возможности моделирования учебного процесса, которое необходимо при переходе с одного стандарта ФГОС ВПО на другой, более высокого уровня, основанный на компетентностном подходе.

Выводы по главе 4

1. Изменение цели образования на основе компетентностного подхода привело к изменению всей технологии преподавания в высшей школе. Если в области содержания подготовки специалистов специфика университетского образования заключается в универсализации и фундаментализации, то в сфере методов обучения главное отличие экспериментальной системы - в практическом воплощении принципов индивидуально-творческого подхода и профессионально-педагогической направленности университетского обучения в целенаправленно моделируемой профессиональной среде. Это потребовало решения актуальных задач формирования и развития компетентности студентов в процессе обучения, определения сущности и особенностей проблемного обучения в педагогическом вузе, эффективных условий создания и решения проблемных ситуаций, дидактических основ разработки и использования познавательных задач по каждому предмету, характеристики форм и методов организации в учебном процессе университета научного поиска студентов, выявления новых форм активизации их учебной деятельности, определения специфики используемой технологии на разных этапах и для формирования разных компетенций.

2. Проблема формирования профессиональных компетенций учителя технологии в процессе обучения рассматривалась в плане определения влияния содержания и характера познавательной и практической деятельности на развитие технологической компетентности будущего учителя.

3. В вузовском учебном процессе, с точки зрения его значения для формирования технологической компетентности студентов, выделяется три основных компонента: первый - содержание образования; второй - обучающая и формирующая профессиональные компетенции студентов деятельность ученых-педагогов; третий - самостоятельная учебно-познавательная и учебно-исследовательская деятельность студентов, в которой при правильной организации осуществляется формирование и развитие технологических компетенций будущих учителей.

Для будущих учителей технологии вместе с познавательной деятельностью нужно говорить о технологической деятельности, которая формирует технологическую компетентность студентов - будущих учителей.

4. В основе теории общей структуры содержания технологического образования лежит определение самого понятия содержания образования как сущностной стороны процесса становления личности, что на макроуровне детерминируется уровнем развития культуры общества и самого социального института образования, на микроуровне - закономерностями становления личности.

Исходной информационной базой для теории структуры содержания образования явилась, таким образом, совокупная характеристика структуры личности. Проведенное построение динамической модели структуры личности позволило выделить схему механизма формирования технологической компетентности.

5. Экспериментальный уровень исследования отражает создание эффективного системно-методического обеспечения процесса технологической подготовки будущего учителя, в контексте которой происходит формирование и развитие его компетентности. Его составной частью стала разработка и апробация на практике дидактической системы работы, направленной на становление и развитие технологической компетентности будущего педагога в вузе. Ее обеспечение включило комплекс эффективных педагогических методик.

6. Оптимальная технология организации учебного процесса, в ходе которого формировалась технологическая компетентность и соответствующие компетенции, предусматривала:

- систему точно сформулированных и закономерно построенных целей;

- систему умений, навыков и средств достижения целей;

- коррекцию и обратную связь на протяжении всего обучения;

- совокупность гарантированных результатов в виде формируемых компонентов компетентности.

В экспериментальном обучении студенты включались в творческую деятельность, активно вооружались способами самостоятельного добывания знаний, методами научного познания, в учебном процессе широко использовались элементы научного технологического поиска.

7. Особенностью экспериментальной методики было также:

- увеличение количества индивидуальных форм учебной работы и их рациональное сочетание с формами групповыми и фронтальными;

- широкое использование таких форм групповой работы, которые за счет элемента состязательности стимулируют проявление и развитие индивидуальных способностей студентов;

- в процесс формирования технологических компетенций каждого студента включались элементы исследовательской работы;

- максимальная индивидуализация обучения путем перевода студентов на «индивидуальные траектории» получения образования за счет перевода их на индивидуальные учебные планы и программы, что позволяло максимально дифференцировать теоретический материал, содержание педагогической и учебной практик, тематику и формы исследовательской работы;

- экспериментальная методика включала в себя разработку системы методических рекомендаций для занятий (прежде всего для руководства самостоятельной работой студентов), что обеспечивало оптимальную индивидуализацию образования и четкую организацию самостоятельной работы.

8. Разработанные системы и педагогические методики способствуют становлению и совершенствованию компетентности будущего учителя. Они продуктивны, воспроизводимы, не исключают адаптации под конкретные условия и участников образовательного процесса, их эффективность экспериментально доказана.

9. Основными условиями формирования технологической компетентности студентов являются организационно-управленческие (учебный план факультета, семестровые графики, составление расписания, выработка критериев определения уровня компетентностей, материально-техническое оснащение образовательного процесса), учебно-методические (отбор содержания занятий, интеграция различных курсов, выделение ведущих идей), технологические (контрольно-оценочные, организационно-активные формы обучения, определение групп компетенций, входящих в компетентность, использование инновационных технологий), психолого-педагогические (осуществление диагностики развития студентов, система стимулирования мотивации учения, определение критериев компетентности, рефлексивно-оценочный этап каждого занятия, включение студентов в самоуправление, введение «командного» принципа работы преподавателей). Дидактическое обеспечение включает не только базовые учебники, но и пособия, нормативные документы, дополнительную литературу, систему компьютерных обучающих и контролирующих тестовых заданий и упражнений.

10. Выделенные компоненты формирования профессиональной компетентности стали и критериями, на основе которых разработаны показатели и инструментарий профессиональной компетентности студента.

11. Исследование сформированности технологической компетентности учителя технологии осуществлялось при помощи критериев, раскрывающих ее сущность, содержание и выполняемую роль в профессиональном становлении педагога. Согласно принятым критериям определены уровневые характеристики технологической компетентности выявлены, и охарактеризованы уровни ее сформированности у работающих учителей технологии и студентов.

12. Для оценки вклада модулей в формирование технологических компетенций и компетентности будущего учителя технологии на всех этапах обучения, для обработки результатов исследования и статистического анализа разработана компьютерная экспертная система, позволившая автоматизировать все необходимые вычисления и дать табулярно-графическое представление результатов исследования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении изложены теоретические и экспериментальные результаты исследования, сформулированы основные выводы.

На современном этапе развития российского высшего профессионального образования доминирует профессионально-квалификационный, инструментально-технологический подход к подготовке кадров не только для общественного производства, но и для социальной сферы.

К настоящему времени назрели объективные предпосылки к переосмыслению целей и задач высшего профессионального образования, к формированию новых концептуально-методологических основ образовательной деятельности, переходу к новой парадигме образования.

Анализ литературных источников и изучение опыта работы педагогических учебных заведений различного типа показывает, что проблема технологического образования в профессиональной подготовке специалиста на сегодняшний день весьма актуальна. В системе профессиональной подготовки учителя технологии технологическое образование фактически является основополагающим. Оно позволяет обеспечить широту знаний и формирование компетентности специалиста. В условиях быстро меняющегося рынка, развития частного предпринимательства эти личностные образования молодого специалиста, на базе которых возможна быстрая переквалификация и овладение новой специальностью, позволят ему оставаться конкурентоспособным.

Изменение общественных, социальных и экономических условий в России затронуло сферу профессиональной подготовки, в результате чего возникла необходимость пересмотра цели технологического образования. Целью технологического образования будущего учителя мы считаем формирование технологической компетентности студента. В процессе формирования технологической компетентности должно происходить освоение технологического наследия человечества, способов освоения мира.

Осмысление компетентности специалиста XXI в., по мнению многих ученых, должно основываться на развитии его интегративных и аналитических способностей. Динамичность общественного развития предполагает, что профессиональная деятельность человека не предопределена на весь период его профессиональной карьеры и требует непрерывного образования, постоянного повышения профессиональной компетентности.

В процессе исследования было уточнено понимание профессиональной компетентности как совокупности ключевой, базовой и специальной компетентностей, применительно к технологическому образованию будущего учителя.

Построение дидактической системы формирования и развития технологической компетентности, включающей в себя представление о логике становления и развития профессиональной компетентности будущего учителя, потребовало характеристики:

- психологических закономерностей и этапов профессионального развития студента в процессе технологического образования;

- педагогических закономерностей проектирования образовательной системы, ориентированной на обеспечение становления профессиональной компетентности учителя.

Анализ существующих психологических концепций профессионального развития специалиста в системе профессионального образования позволил интерпретировать имеющиеся результаты научных исследований следующим образом:

- первый этап ориентирован на развитие ключевых компетентностей в контексте будущей профессиональной деятельности;

- на втором этапе обучающийся «погружается» в профессиональные задачи, осваивает способы их решения, которые содействуют становлению базовой компетентности на основе ключевой;

- третий этап - этап развития специальной компетентности на основе развитой базовой.

- затем наступает этап развития специальной компетентности.

С педагогической точки зрения, это позволило доказать, что весь процесс профессионального обучения строится на основе выделения такой единицы построения содержания профессионального образования, как профессиональная педагогическая задача.