Межпредметные связи физики и электротехники как дидактическое условие формирования профессиональных компетенций у бакалавров
|
Введение 3
Глава I. Межпредметные связи физики и электротехники, направления
и средства их реализации в профессиональном обучении
1.1 Сущность, направления и способы реализации межпредметных связей физики и электротехники в образовательном процессе профессионального образования 16
1.2 Электротехника в структуре подготовки будущих бакалавров инженерных специальностей 22
1.3 Структурные и содержательные связи физики и электротехники в
аспекте формирования профессиональных компетенций у бакалавров 29
Выводы по первой главе 37
Глава II. Методика реализации межпредметных связей физики
и электротехники в процессе формирования профессиональных
компетенций у бакалавров
2.1 Педагогические условия формирования профессиональных компетенций у бакалавров в процессе реализации межпредметных связей физики и
электротехники 39
2.2 Методика формирования профессиональных компетенций у бакалавров на лабораторно-практических занятиях по физике в условиях межпредметных связей с электротехникой 44
2.3. Цель, задачи и методика проведения педагогического эксперимента 54
2.4. Анализ результатов педагогического эксперимента 63
Выводы по второй главе 67
Заключение 69
Библиографический список 74
Приложение 79
Глава I. Межпредметные связи физики и электротехники, направления
и средства их реализации в профессиональном обучении
1.1 Сущность, направления и способы реализации межпредметных связей физики и электротехники в образовательном процессе профессионального образования 16
1.2 Электротехника в структуре подготовки будущих бакалавров инженерных специальностей 22
1.3 Структурные и содержательные связи физики и электротехники в
аспекте формирования профессиональных компетенций у бакалавров 29
Выводы по первой главе 37
Глава II. Методика реализации межпредметных связей физики
и электротехники в процессе формирования профессиональных
компетенций у бакалавров
2.1 Педагогические условия формирования профессиональных компетенций у бакалавров в процессе реализации межпредметных связей физики и
электротехники 39
2.2 Методика формирования профессиональных компетенций у бакалавров на лабораторно-практических занятиях по физике в условиях межпредметных связей с электротехникой 44
2.3. Цель, задачи и методика проведения педагогического эксперимента 54
2.4. Анализ результатов педагогического эксперимента 63
Выводы по второй главе 67
Заключение 69
Библиографический список 74
Приложение 79
Одной из важнейших задач российского образования, в условиях перехода на Федеральные государственные образовательные стандарты (ФГОС) 3+, является формирование у обучающихся в вузе профессиональных компетенций на уровне владения.
Независимый процесс социального и экономического развития страны диктует новые условия качества подготовки будущих бакалавров, подходы к оценке организации профессиональной деятельности и требует от выпускников квалифицированных знаний и использования этих знаний в полной мере.
Характерной особенностью нынешнего научного познания является активизация внимания обучающихся на всесторонние связи между науками, а также на то, что глубинно изучить какое-либо явление действительности можно только рассмотрев его с разных позиций. Задачи интеграционных процессов приводят к необходимости перехода от изучения частных аспектов фундаментальных знаний, к получению знаний, приведенных в единую систему. Каждая наука, лежащая в основе общеобразовательных и профессиональных курсов подготовки бакалавров, исследует определенный элемент окружающей действительности с помощью отработанных приемов и методов. Однако в природе все взаимосвязано, поэтому знания о ней не должны быть фрагментарными и разрозненными.
Тем не менее, в теории обучения реализация интеграционных процессов имеет немало нерешенных проблем. В частности, из-за новых требований ФГОС, регламентирующих подготовку бакалавров, возникает необходимость модернизации методов обучения с целью повышения качества знаний.
Отечественные дидакты (С.И. Архангельский, П.Р. Атугов, Ю.К. Бабанский, А.А.Вербицкий, И.Д.Зверев, Н.В.Кузьмина, М.Н. Скаткин, А.В. Усова и др.) основное направление поставленной задачи связывают с внесением в содержание и методы всех уровней образования фундаментальных изменений, обусловленных интеграционными процессами в науке и тех-нике. В условиях предметной системы обучения дидактическим эквивалентом интеграционных процессов являются межпредметные связи. Наиболее полно в работах С.Н. Бабиной, Д.Д. Дондокова, B.C. Елагиной, И.С. Карасевой, В.Н. Максимовой, А.В. Петрова, С.А. Старченко, Н.Н. Тулькнбаевой, В.Н. Федоровой, А.В. Усовой, О.А. Яворука [30, 34, 35, 37, 40] и других меж-предметные связи рассматриваются как дидактическое условие повышения качества знаний, совершенствования творческих способностей обучающихся и эффективности всего образовательного процесса подготовки будущих учителей по дисциплинам «Физика», «Технология», «Электротехника», но без учета особенностей формирования компетенций, очерченных в Федеральных государственных образовательных стандартов профессионального образования.
Важную роль в этой подготовке играют общепрофессиональные дисциплины. Они предполагают рассмотрение технических аспектов применения физических явлений, законов, теорий. Законы природы, изученные физикой, используют при разработке технических приборов, устройств и машин механизмов и изучении технологических процессов. Физика снабжает технические науки своими методами исследования.
Методологическая значимость использования открытий физики в технических науках заключается в общих принципах физики, способствующих единству физического и технического познания окружающей действительности, повышению теоретического уровня прикладных исследований.
Одной из важных дисциплин, изучаемых будущими бакалаврами железнодорожного профиля, является курс электротехники и электроники. Условиям совершенствования качества преподавания физики и электротехники придается большое значение, т.к. вуз железнодорожного профиля предполагает изучение на старших курсах дисциплин специального цикла, таких, как «Тяга поездов», «Подвижной состав железных дорог», «Теория передачи сигналов» [41; 42].
Необходимость рассмотрения данного вопроса объясняется рядом фак-торов. Одним из недостатков в организации учебного процесса является отсутствие научно-обоснованных методик реализации МПС физики и электротехники с потребностью в достижении метапредметных результатов по ФГОС. Также низкие результаты усвоения понятий, навыков и формирования умений не удовлетворяют потребности в выпускнике, умеющем находить применение своим знаниям и умениям в профессиональной деятельности. И, наконец, в настоящее время в ходе преподавания физики и электротехники акцент ставится не на требованиях к степени освоения учебного материала, а на формирование перечня дисциплин, их объема и содержания. Это, в свою очередь, не обеспечивает грамотного перехода на ФГОС 3+, регламентирующие подготовку студентов бакалавриата.
Физика как общепрофессиональная дисциплина в подготовке будущих бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» по специальностям «Электрический транспорт железных дорог» и «Вагоны» по структуре и содержанию имеет объединенную основу. Изучение ее будет более эффективным, если будут использованы дидактические условия МПС, прежде всего, с электротехникой.
В сумме физические и технические знания, полученные обучающимися в условиях реализации МПС в процессе их обучения, наиболее эффективно используется при организации и проведении научно-практических конференций с участием студентов для развития их умений находить применение своим знаниям в реальной жизни и своей дальнейшей профессиональной деятельности.
Анализ существующей методики обучения физике в ВУЗе железнодорожного профиля и опроса преподавателей физики и электротехники показывает недостаточность реализации МПС. Сущность, направления и способы реализации МПС обоснованы исследованиями В.Н. Максимовой, С.Н. Бабина, А.В. Усовой и др., где определены следующие пути осуществления этих связей:
• единство понятийного аппарата (одинаковая интерпритация общих понятий законов);
• единые терминология и обозначение физических величин;
• преемственность в формировании понятий, навыков и умений.
В известных исследованиях предложены разработки вопросов обучения на основе МПС. Также в настоящее время практически отсутствуют исследования по научному обоснованию МПС физики и электротехники, как дидактического условия формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата.
Проведенный анализ состояния обучения физике показывает, что в подготовке будущих бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» по специальностям «Электрический транс-порт железных дорог» и «Вагоны» занимает особое место, потому что теоретически и практически они неразрывно связана с профессиональными компетенциями, формируемыми при освоении выпускниками основной образовательной программы.
Формирование профессиональных компетенций при изучении физики будет эффективным, если использовать дидактические условия реализации межпредметных связей с физики и электротехники.
Серьезным препятствием в совершенствовании процесса формирования компетенций бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» по специальностям «Электрический транспорт железных дорог» и «Вагоны» является недостаточная обеспеченность образовательного процесса по физике учебно-методическими пособиями, дидактическим материалами, способствующими формированию компетенций на межпредметной основе.
Актуальности исследования связано с разрешением противоречий между:
- возможностью повышения качества знаний у студентов бакалавриата на основе осуществления межпредметных связей физики и электротехники и недостаточной разработанностью методики реализации дидактических условий этих связей в образовательном процессе;
- структурой и содержанием учебных пособий по физике для студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог», не отвечающих требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования (ФГОС ВО), и недостаточной обеспеченностью студентов бакалавриата учебными и методическими пособиями, соответствующими целям и задачам специализации обучаемых, способствующими формированию у них комплексных профессионально ориентированных знаний и умений;
- возрастающими требованиями повышения технологического уровня подготовки студентов бакалавриата высших учебных заведений железнодорожного профиля и сокращением содержания учебной программы по физике и электротехнике;
- требованиями повышения качества подготовки будущих бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» посредством усиления связей физики с элементами технологии современного производства и состоянием оборудования учебно-лабораторной базы.
Анализ данных противоречий потребовал ответа на следующие вопросы, составляющие проблему исследования:
1. Как осуществить обучение студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» физике, чтобы обеспечить повышение качества формирования профессиональных компетенций на основе межпредметных связей с электротехникой?
2. Как обеспечить мотивацию учения студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог», повышение их интересов к творческой самостоятельной деятельности, приобретению профессионально ориентированных знаний и умений при разработке содержания и структуры практических и лабораторных занятий по физике на межпредметной связи с электротехникой, соответствующего требованиям ФГОС ВО?
3. Какое место в образовательном процессе физики занимает электротехническая подготовка студентов бакалавриат в высшем учебном заведении железнодорожного профиля, как она влияет на качество приобретаемых знаний и умений, определенных в профессиональных компетенциях?
Все выше выделенное обусловило выбор темы исследования «Меж-предметные связи физики и электротехники как дидактическое условие формирования профессиональных компетенций у бакалавров».
Цель исследования - разработать методику реализации межпредметных связей физики и электротехники, способствующую повышению качества усвоения знаний и умений, определенных структурой профессиональных компетенций.
Объект исследования - является процесс обучения физике на межпредметной связи с электротехникой в высшем учебном заведении железно-дорожного профиля.
Предмет исследования - методика обучения физике будущих бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» при осуществлении межпредметных связей с электротехникой.
В основу исследования положена гипотеза: качество владения знаниями и умениями, лежащими в основе профессиональных компетенций у будущих бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» повысится, если:
• включить в содержание курса межпредметные дистанционные опыты, практические занятия, учебные исследования;
• внедрить разработанную методику реализации МПС физики и электротехники при изучении курса физики;
• разработать и использовать в образовательном процессе методы развития творческих и исследовательских способностей студентов бакалавриата, основанные на МПС физически и электротехники.
Цель и гипотеза проблемы позволили сформулировать задачи исследования:
1. Провести анализ состояния проблемы реализации межпредметных связей в образовательном процессе по физике и электротехнике теории и практики вузовского обучения, определить пути повышения качества формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата на этой основе.
2. Выявить педагогические условия формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» средствами реализации МПС физики и электротехники.
3. Выдвинуть и обосновать концепцию и программу элективного курса по физике.
4. Изучить влияние методов и организационных форм обучения, реализуемых на разработанном нами межпредметном элективном курсе на формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог».
5. Организовать и провести педагогический эксперимент с целью проверки гипотезы исследования.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют:
- психолого-педагогические разработки дидактических и методических основ преподавания предмета (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Д.Б. Эльконин, М.Л. Скаткин, А.В. Усова и другие);
- теория межпредметных связей (С.Н. Бабина, М.Н. Берулава, Д.Д. Дондоков, И.Д. Зверев, И.С. Карасова, В.Н. Максимова, С.А. Старченко, А.В. Усова, В.Н. Федорова, О.А. Яворук и другие);
- мировоззренческие аспекты изучения курса электротехники, вопросы формирования электротехнических знаний (Л.Д. Белысинд, О.Н. Веселовский, Д.Д. Дондоков, А.Г. Иосифьян, В.В. Петров, О.Д. Симоненко, и другие):
- теория технологической подготовки студентов (П.Р. Атутов, С.Н. Бабина, Д.Д. Дондоков, В.А. Поляков, И.А. Сасова, В.Д. Симоненко и другие).
Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:
- анализ учебных планов и программ, учебно-методической литературы по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» с целью изучения полноты отражения в них вопросов, связанных с реализацией межпредметных связей;
- метод теоретического моделирования;
эмпирические:
- наблюдение за учебным процессом в ходе посещения и проведения учебных занятий, беседы с преподавателями, проведение и анализ контрольных работ, анкетирование студентов бакалавриата;
- педагогический эксперимент во всех его формах (констатирующий, пробный, обучающий н контрольный) по проверке эффективности предлагаемой методики;
статистические методы обработки результатов педагогического эксперимента.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
1. В отличие от исследования Д.Д. Дондоков, посвященного разработке межпредметных связей физики и электротехники как дидактического условия повышения качества знаний будущих учителей физики и технологии, в настоящей работе поставлена и решена проблема эффективного использования возможностей МПС физики и электротехники для формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог».
2. Выявлены педагогические условия: объективные (федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования; рабочая программа дисциплины; общий понятийный аппарат); субъективные (значимость элементарных знаний по физике для дальнейшего расширенного изучения электротехники и последующих специальных дисциплин).
3. Разработана и апробирована методика формирования профессиональных компетенций у бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» в условиях межпредметные связи физики и электротехники.
Теоретическая значимость исследования:
1. Разработана модель процесса реализации межпредметных связей физики и электротехники как дидактического условия формирования профессиональных компетенций бакалавров.
2. Рассмотрены направления модификации обобщенной методической модели формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» в условиях межпредметные связи физики и электротехники в рамках элективного курса по физике.
Практическая значимость исследования заключается в том, что его результаты доведены до уровня практического применения:
1. Разработана программа и комплекс учебных занятий межпредметного элективного курса, опирающаяся на системный, деятельностный и интеграционный методологические подходы.
2. Разработано учебное пособие по физике для студентов бакалавриата железнодорожного профиля, содержащего учебную программу, комплекс дидактических материалов для контроля сформированности профессиональных компетенций.
3. Разработаны методические рекомендации для практических и лабораторных работ; выполняемых на учебных стендах кафедры Электротехники и транспортного производства.
Достоверность результатов исследования и обоснованность сделанных на их основе выводов обеспечиваются:
• анализом нормативных документов, психолого-педагогической, методической литературы и учебного процесса;
• обобщением педагогического опыта преподавателей физики и электротехнике вузов;
• использованием методов исследования, адекватных
поставленным задачам;
• последовательным проведением этапов педагогического эксперимента, показавшим эффективность разработанной методики;
• результатами обсуждения на семинарах кафедры физики и методики обучения физике Южно-уральского государственного гуманитарно-педагогического университета (ЮУрГГПУ), кафедры физики филиала ФГБОУ ВО «Уральский государственный университет путей сообщения», на международных и Всероссийских научно-практических конференциях.
Апробация и внедрение основных идей и результатов исследования осуществлялись в ходе экспериментальной работы на базе филиала ФГБОУ ВО «Уральский государственный университет путей сообщения».
Материалы диссертационного исследования были изложены и обсуждены V Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития вертикальной интеграции системы образования, науки и бизнеса: экономические, правовые и социальные аспекты» (Воронеж ВЭПИ
2016) ; III Всероссийской научно-методической конференции с международным участием «Актуальные проблемы начального, дошкольного и специального образования в условиях модернизации» (Коломна, 2016); IV Всероссийской научно-практической конференции «Методика преподавания математических и естественнонаучных дисциплин: современные проблемы и тенденции развития» (Омск: ОмЮА, 2017); на IV Всероссийской научно-методической конференции «Проблемы современного физического образования» (Уфа: БГУ, 2017); XIII Межвузовский сборник научных трудов «Актуальные проблемы развития среднего и высшего образования» (ЮУрГГПУ,2017); V Международной научно-практической конференции «Наука, образование, и инновации» (Уфа, 2016); XIV Межвузовский сборник научных трудов «Актуальные проблемы развития среднего и высшего образования» (ЮУрГГПУ, 2018).
Логика и этапы исследования. Исследование проводилось с 2016 по 2018 годы и включало несколько этапов.
На первом этапе (2016) изучалась и анализировалась психолого-педагогическая литература по теме исследования; обобщался педагогический опыт в области нравственного воспитания подрастающего поколения с целью выявления теоретических основ и современных тенденций развития у них нравственности.
На втором этапе (2016-2017) проводился анализ состояния учебно-методической и материально-технической баз для обучения физике и электротехнике. В результате этого был определен объект исследования. Проводился анализ перечня направлений и специальностей, который показал связь физики, электротехники и специальных дисциплин. Это определило актуальность исследования. Были определены педагогические условия формирования профессиональных компетенций у бакалавров. Был составлен элективный курс по физике, включающий в себя дополнительные лабораторные работы, решение комплексных задач, тестовые задания для самоконтроля.
На третьем этапе (2017-2018 учебный год) были определены цели, задачи и методика проведения педагогического эксперимента. Составлена итоговая контрольная работа. Произведена оценка результатов педагогического эксперимента при помощи непараметрических методов математической статистики. Разработано методическое пособие для преподавателей физики, посредствам которого была реализована методика МПС физики и электротехники с целью формирования профессиональных компетенций у бакалавров.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Разработанная автором модель учебно-методического пособия по межпредметному элективному курсу для решения проблемы реализации МПС физики и электротехники как дидактического условия формирования профессиональных компетенций у бакалавров, включающая в себя цель, задачи, содержание, формы и методы решения проблемы по формированию профессиональных компетенций у бакалавров. Основными свойствами учебно-методической модели являются ее многофункциональность, выполняющая социальный заказ на основе интегрированного обучения, обеспечивающего научно-обоснованные методики реализации МПС физики и электротехники, высокие результаты усвоения понятий, навыков и формирования умений, а также делающего в процессе обучения акцент на требования к степени освоения учебного материала.
2. Педагогические условия:
• объективные: ФГОС ВО; рабочая программа дисциплины «Физика»; общий понятийный аппарат физики и электротехники;
• субъективные: значимость элементарных знаний по физике для дальнейшего расширенного изучения электротехники и последующих специальных дисциплин.
3. Критерии сформированности профессиональных компетенций у бакалавров ВУЗа железнодорожного профиля в условиях реализации МПС физики и электротехники: сформированность у обучающихся умения решать ключевые задачи основных разделов курса «Электротехника и электроника», представлять информацию в виде схем, рисунков и чертежей; оказание обучающимися друг другу поддержки на начальном этапе изучения специальных дисциплин, связанных с техническим содержанием. Предлагаемый лабораторный практикум осуществили на уровне учебных дисциплин как знакомство с оборудованием, приборами, средствами измерения, с методикой исследования, дополняя знания обучающихся фактами. Лабораторные работы №1 и №2, являясь ознакомительными, дали обучающимся возможность провести изучение конструктивных особенностей и устройство оборудования, средств исследовательской деятельности, а также их наладка и настройка. Лабораторная работа №3, являясь проблемно-поисковой, включила в себя постановку и проведение эксперимента, а также определение степени проблемности экспериментальных задач (новизна объектов и условий, в которых проводится работа по сравнению с известными ранее).
Независимый процесс социального и экономического развития страны диктует новые условия качества подготовки будущих бакалавров, подходы к оценке организации профессиональной деятельности и требует от выпускников квалифицированных знаний и использования этих знаний в полной мере.
Характерной особенностью нынешнего научного познания является активизация внимания обучающихся на всесторонние связи между науками, а также на то, что глубинно изучить какое-либо явление действительности можно только рассмотрев его с разных позиций. Задачи интеграционных процессов приводят к необходимости перехода от изучения частных аспектов фундаментальных знаний, к получению знаний, приведенных в единую систему. Каждая наука, лежащая в основе общеобразовательных и профессиональных курсов подготовки бакалавров, исследует определенный элемент окружающей действительности с помощью отработанных приемов и методов. Однако в природе все взаимосвязано, поэтому знания о ней не должны быть фрагментарными и разрозненными.
Тем не менее, в теории обучения реализация интеграционных процессов имеет немало нерешенных проблем. В частности, из-за новых требований ФГОС, регламентирующих подготовку бакалавров, возникает необходимость модернизации методов обучения с целью повышения качества знаний.
Отечественные дидакты (С.И. Архангельский, П.Р. Атугов, Ю.К. Бабанский, А.А.Вербицкий, И.Д.Зверев, Н.В.Кузьмина, М.Н. Скаткин, А.В. Усова и др.) основное направление поставленной задачи связывают с внесением в содержание и методы всех уровней образования фундаментальных изменений, обусловленных интеграционными процессами в науке и тех-нике. В условиях предметной системы обучения дидактическим эквивалентом интеграционных процессов являются межпредметные связи. Наиболее полно в работах С.Н. Бабиной, Д.Д. Дондокова, B.C. Елагиной, И.С. Карасевой, В.Н. Максимовой, А.В. Петрова, С.А. Старченко, Н.Н. Тулькнбаевой, В.Н. Федоровой, А.В. Усовой, О.А. Яворука [30, 34, 35, 37, 40] и других меж-предметные связи рассматриваются как дидактическое условие повышения качества знаний, совершенствования творческих способностей обучающихся и эффективности всего образовательного процесса подготовки будущих учителей по дисциплинам «Физика», «Технология», «Электротехника», но без учета особенностей формирования компетенций, очерченных в Федеральных государственных образовательных стандартов профессионального образования.
Важную роль в этой подготовке играют общепрофессиональные дисциплины. Они предполагают рассмотрение технических аспектов применения физических явлений, законов, теорий. Законы природы, изученные физикой, используют при разработке технических приборов, устройств и машин механизмов и изучении технологических процессов. Физика снабжает технические науки своими методами исследования.
Методологическая значимость использования открытий физики в технических науках заключается в общих принципах физики, способствующих единству физического и технического познания окружающей действительности, повышению теоретического уровня прикладных исследований.
Одной из важных дисциплин, изучаемых будущими бакалаврами железнодорожного профиля, является курс электротехники и электроники. Условиям совершенствования качества преподавания физики и электротехники придается большое значение, т.к. вуз железнодорожного профиля предполагает изучение на старших курсах дисциплин специального цикла, таких, как «Тяга поездов», «Подвижной состав железных дорог», «Теория передачи сигналов» [41; 42].
Необходимость рассмотрения данного вопроса объясняется рядом фак-торов. Одним из недостатков в организации учебного процесса является отсутствие научно-обоснованных методик реализации МПС физики и электротехники с потребностью в достижении метапредметных результатов по ФГОС. Также низкие результаты усвоения понятий, навыков и формирования умений не удовлетворяют потребности в выпускнике, умеющем находить применение своим знаниям и умениям в профессиональной деятельности. И, наконец, в настоящее время в ходе преподавания физики и электротехники акцент ставится не на требованиях к степени освоения учебного материала, а на формирование перечня дисциплин, их объема и содержания. Это, в свою очередь, не обеспечивает грамотного перехода на ФГОС 3+, регламентирующие подготовку студентов бакалавриата.
Физика как общепрофессиональная дисциплина в подготовке будущих бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» по специальностям «Электрический транспорт железных дорог» и «Вагоны» по структуре и содержанию имеет объединенную основу. Изучение ее будет более эффективным, если будут использованы дидактические условия МПС, прежде всего, с электротехникой.
В сумме физические и технические знания, полученные обучающимися в условиях реализации МПС в процессе их обучения, наиболее эффективно используется при организации и проведении научно-практических конференций с участием студентов для развития их умений находить применение своим знаниям в реальной жизни и своей дальнейшей профессиональной деятельности.
Анализ существующей методики обучения физике в ВУЗе железнодорожного профиля и опроса преподавателей физики и электротехники показывает недостаточность реализации МПС. Сущность, направления и способы реализации МПС обоснованы исследованиями В.Н. Максимовой, С.Н. Бабина, А.В. Усовой и др., где определены следующие пути осуществления этих связей:
• единство понятийного аппарата (одинаковая интерпритация общих понятий законов);
• единые терминология и обозначение физических величин;
• преемственность в формировании понятий, навыков и умений.
В известных исследованиях предложены разработки вопросов обучения на основе МПС. Также в настоящее время практически отсутствуют исследования по научному обоснованию МПС физики и электротехники, как дидактического условия формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата.
Проведенный анализ состояния обучения физике показывает, что в подготовке будущих бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» по специальностям «Электрический транс-порт железных дорог» и «Вагоны» занимает особое место, потому что теоретически и практически они неразрывно связана с профессиональными компетенциями, формируемыми при освоении выпускниками основной образовательной программы.
Формирование профессиональных компетенций при изучении физики будет эффективным, если использовать дидактические условия реализации межпредметных связей с физики и электротехники.
Серьезным препятствием в совершенствовании процесса формирования компетенций бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» по специальностям «Электрический транспорт железных дорог» и «Вагоны» является недостаточная обеспеченность образовательного процесса по физике учебно-методическими пособиями, дидактическим материалами, способствующими формированию компетенций на межпредметной основе.
Актуальности исследования связано с разрешением противоречий между:
- возможностью повышения качества знаний у студентов бакалавриата на основе осуществления межпредметных связей физики и электротехники и недостаточной разработанностью методики реализации дидактических условий этих связей в образовательном процессе;
- структурой и содержанием учебных пособий по физике для студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог», не отвечающих требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования (ФГОС ВО), и недостаточной обеспеченностью студентов бакалавриата учебными и методическими пособиями, соответствующими целям и задачам специализации обучаемых, способствующими формированию у них комплексных профессионально ориентированных знаний и умений;
- возрастающими требованиями повышения технологического уровня подготовки студентов бакалавриата высших учебных заведений железнодорожного профиля и сокращением содержания учебной программы по физике и электротехнике;
- требованиями повышения качества подготовки будущих бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» посредством усиления связей физики с элементами технологии современного производства и состоянием оборудования учебно-лабораторной базы.
Анализ данных противоречий потребовал ответа на следующие вопросы, составляющие проблему исследования:
1. Как осуществить обучение студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» физике, чтобы обеспечить повышение качества формирования профессиональных компетенций на основе межпредметных связей с электротехникой?
2. Как обеспечить мотивацию учения студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог», повышение их интересов к творческой самостоятельной деятельности, приобретению профессионально ориентированных знаний и умений при разработке содержания и структуры практических и лабораторных занятий по физике на межпредметной связи с электротехникой, соответствующего требованиям ФГОС ВО?
3. Какое место в образовательном процессе физики занимает электротехническая подготовка студентов бакалавриат в высшем учебном заведении железнодорожного профиля, как она влияет на качество приобретаемых знаний и умений, определенных в профессиональных компетенциях?
Все выше выделенное обусловило выбор темы исследования «Меж-предметные связи физики и электротехники как дидактическое условие формирования профессиональных компетенций у бакалавров».
Цель исследования - разработать методику реализации межпредметных связей физики и электротехники, способствующую повышению качества усвоения знаний и умений, определенных структурой профессиональных компетенций.
Объект исследования - является процесс обучения физике на межпредметной связи с электротехникой в высшем учебном заведении железно-дорожного профиля.
Предмет исследования - методика обучения физике будущих бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» при осуществлении межпредметных связей с электротехникой.
В основу исследования положена гипотеза: качество владения знаниями и умениями, лежащими в основе профессиональных компетенций у будущих бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» повысится, если:
• включить в содержание курса межпредметные дистанционные опыты, практические занятия, учебные исследования;
• внедрить разработанную методику реализации МПС физики и электротехники при изучении курса физики;
• разработать и использовать в образовательном процессе методы развития творческих и исследовательских способностей студентов бакалавриата, основанные на МПС физически и электротехники.
Цель и гипотеза проблемы позволили сформулировать задачи исследования:
1. Провести анализ состояния проблемы реализации межпредметных связей в образовательном процессе по физике и электротехнике теории и практики вузовского обучения, определить пути повышения качества формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата на этой основе.
2. Выявить педагогические условия формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» средствами реализации МПС физики и электротехники.
3. Выдвинуть и обосновать концепцию и программу элективного курса по физике.
4. Изучить влияние методов и организационных форм обучения, реализуемых на разработанном нами межпредметном элективном курсе на формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог».
5. Организовать и провести педагогический эксперимент с целью проверки гипотезы исследования.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют:
- психолого-педагогические разработки дидактических и методических основ преподавания предмета (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Д.Б. Эльконин, М.Л. Скаткин, А.В. Усова и другие);
- теория межпредметных связей (С.Н. Бабина, М.Н. Берулава, Д.Д. Дондоков, И.Д. Зверев, И.С. Карасова, В.Н. Максимова, С.А. Старченко, А.В. Усова, В.Н. Федорова, О.А. Яворук и другие);
- мировоззренческие аспекты изучения курса электротехники, вопросы формирования электротехнических знаний (Л.Д. Белысинд, О.Н. Веселовский, Д.Д. Дондоков, А.Г. Иосифьян, В.В. Петров, О.Д. Симоненко, и другие):
- теория технологической подготовки студентов (П.Р. Атутов, С.Н. Бабина, Д.Д. Дондоков, В.А. Поляков, И.А. Сасова, В.Д. Симоненко и другие).
Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:
- анализ учебных планов и программ, учебно-методической литературы по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» с целью изучения полноты отражения в них вопросов, связанных с реализацией межпредметных связей;
- метод теоретического моделирования;
эмпирические:
- наблюдение за учебным процессом в ходе посещения и проведения учебных занятий, беседы с преподавателями, проведение и анализ контрольных работ, анкетирование студентов бакалавриата;
- педагогический эксперимент во всех его формах (констатирующий, пробный, обучающий н контрольный) по проверке эффективности предлагаемой методики;
статистические методы обработки результатов педагогического эксперимента.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
1. В отличие от исследования Д.Д. Дондоков, посвященного разработке межпредметных связей физики и электротехники как дидактического условия повышения качества знаний будущих учителей физики и технологии, в настоящей работе поставлена и решена проблема эффективного использования возможностей МПС физики и электротехники для формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог».
2. Выявлены педагогические условия: объективные (федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования; рабочая программа дисциплины; общий понятийный аппарат); субъективные (значимость элементарных знаний по физике для дальнейшего расширенного изучения электротехники и последующих специальных дисциплин).
3. Разработана и апробирована методика формирования профессиональных компетенций у бакалавров по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» в условиях межпредметные связи физики и электротехники.
Теоретическая значимость исследования:
1. Разработана модель процесса реализации межпредметных связей физики и электротехники как дидактического условия формирования профессиональных компетенций бакалавров.
2. Рассмотрены направления модификации обобщенной методической модели формирования профессиональных компетенций у студентов бакалавриата по направлению подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» в условиях межпредметные связи физики и электротехники в рамках элективного курса по физике.
Практическая значимость исследования заключается в том, что его результаты доведены до уровня практического применения:
1. Разработана программа и комплекс учебных занятий межпредметного элективного курса, опирающаяся на системный, деятельностный и интеграционный методологические подходы.
2. Разработано учебное пособие по физике для студентов бакалавриата железнодорожного профиля, содержащего учебную программу, комплекс дидактических материалов для контроля сформированности профессиональных компетенций.
3. Разработаны методические рекомендации для практических и лабораторных работ; выполняемых на учебных стендах кафедры Электротехники и транспортного производства.
Достоверность результатов исследования и обоснованность сделанных на их основе выводов обеспечиваются:
• анализом нормативных документов, психолого-педагогической, методической литературы и учебного процесса;
• обобщением педагогического опыта преподавателей физики и электротехнике вузов;
• использованием методов исследования, адекватных
поставленным задачам;
• последовательным проведением этапов педагогического эксперимента, показавшим эффективность разработанной методики;
• результатами обсуждения на семинарах кафедры физики и методики обучения физике Южно-уральского государственного гуманитарно-педагогического университета (ЮУрГГПУ), кафедры физики филиала ФГБОУ ВО «Уральский государственный университет путей сообщения», на международных и Всероссийских научно-практических конференциях.
Апробация и внедрение основных идей и результатов исследования осуществлялись в ходе экспериментальной работы на базе филиала ФГБОУ ВО «Уральский государственный университет путей сообщения».
Материалы диссертационного исследования были изложены и обсуждены V Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития вертикальной интеграции системы образования, науки и бизнеса: экономические, правовые и социальные аспекты» (Воронеж ВЭПИ
2016) ; III Всероссийской научно-методической конференции с международным участием «Актуальные проблемы начального, дошкольного и специального образования в условиях модернизации» (Коломна, 2016); IV Всероссийской научно-практической конференции «Методика преподавания математических и естественнонаучных дисциплин: современные проблемы и тенденции развития» (Омск: ОмЮА, 2017); на IV Всероссийской научно-методической конференции «Проблемы современного физического образования» (Уфа: БГУ, 2017); XIII Межвузовский сборник научных трудов «Актуальные проблемы развития среднего и высшего образования» (ЮУрГГПУ,2017); V Международной научно-практической конференции «Наука, образование, и инновации» (Уфа, 2016); XIV Межвузовский сборник научных трудов «Актуальные проблемы развития среднего и высшего образования» (ЮУрГГПУ, 2018).
Логика и этапы исследования. Исследование проводилось с 2016 по 2018 годы и включало несколько этапов.
На первом этапе (2016) изучалась и анализировалась психолого-педагогическая литература по теме исследования; обобщался педагогический опыт в области нравственного воспитания подрастающего поколения с целью выявления теоретических основ и современных тенденций развития у них нравственности.
На втором этапе (2016-2017) проводился анализ состояния учебно-методической и материально-технической баз для обучения физике и электротехнике. В результате этого был определен объект исследования. Проводился анализ перечня направлений и специальностей, который показал связь физики, электротехники и специальных дисциплин. Это определило актуальность исследования. Были определены педагогические условия формирования профессиональных компетенций у бакалавров. Был составлен элективный курс по физике, включающий в себя дополнительные лабораторные работы, решение комплексных задач, тестовые задания для самоконтроля.
На третьем этапе (2017-2018 учебный год) были определены цели, задачи и методика проведения педагогического эксперимента. Составлена итоговая контрольная работа. Произведена оценка результатов педагогического эксперимента при помощи непараметрических методов математической статистики. Разработано методическое пособие для преподавателей физики, посредствам которого была реализована методика МПС физики и электротехники с целью формирования профессиональных компетенций у бакалавров.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Разработанная автором модель учебно-методического пособия по межпредметному элективному курсу для решения проблемы реализации МПС физики и электротехники как дидактического условия формирования профессиональных компетенций у бакалавров, включающая в себя цель, задачи, содержание, формы и методы решения проблемы по формированию профессиональных компетенций у бакалавров. Основными свойствами учебно-методической модели являются ее многофункциональность, выполняющая социальный заказ на основе интегрированного обучения, обеспечивающего научно-обоснованные методики реализации МПС физики и электротехники, высокие результаты усвоения понятий, навыков и формирования умений, а также делающего в процессе обучения акцент на требования к степени освоения учебного материала.
2. Педагогические условия:
• объективные: ФГОС ВО; рабочая программа дисциплины «Физика»; общий понятийный аппарат физики и электротехники;
• субъективные: значимость элементарных знаний по физике для дальнейшего расширенного изучения электротехники и последующих специальных дисциплин.
3. Критерии сформированности профессиональных компетенций у бакалавров ВУЗа железнодорожного профиля в условиях реализации МПС физики и электротехники: сформированность у обучающихся умения решать ключевые задачи основных разделов курса «Электротехника и электроника», представлять информацию в виде схем, рисунков и чертежей; оказание обучающимися друг другу поддержки на начальном этапе изучения специальных дисциплин, связанных с техническим содержанием. Предлагаемый лабораторный практикум осуществили на уровне учебных дисциплин как знакомство с оборудованием, приборами, средствами измерения, с методикой исследования, дополняя знания обучающихся фактами. Лабораторные работы №1 и №2, являясь ознакомительными, дали обучающимся возможность провести изучение конструктивных особенностей и устройство оборудования, средств исследовательской деятельности, а также их наладка и настройка. Лабораторная работа №3, являясь проблемно-поисковой, включила в себя постановку и проведение эксперимента, а также определение степени проблемности экспериментальных задач (новизна объектов и условий, в которых проводится работа по сравнению с известными ранее).
Реформа образования приобретает в настоящее время большую государственную значимость в условиях перехода на федеральные государственные образовательные стандарты третьего поколения.
Педагогические исследования, в миссию которых входят социальная характеристика и анализ современных противоречий системы высшего образования, форм, содержания и методов обучения, должны благоприятствовать разработке эффективных действий теории и методики для подготовки будущих педагогов в условиях реформы образования в стране.
Специфической особенностью современного научного познания является очевидное усиление в нем интеграционных процессов. Межпредметные связи, будучи начальным уровнем педагогической интеграции, рассматриваются как фундаментальное направление в преобразовании образовательного процесса.
Сегодняшний этап реформы образования становится, по сути, интеллектуальным этапом, он связан с внедрением понятия «интеллектуальная собственность» и направлен на более обширную реализацию потенциальных возможностей личности и имеет огромное значение для подготовки подрастающего поколения к недалекому будущему. Значимое место в интеллектуальной подготовке человека занимает его естественнонаучная подготовка, обеспечиваемая, в первую очередь, усвоением общетехнических и специальных знаний.
В содержании образовательного аспекта железнодорожной техники предусмотрено изучение обучающимися перспективных видов технических технологий, функционирующих на наиболее эффективных процессах электроснабжения. В связи с этим условием одной из актуальных задач в общетехнической подготовке бакалавров железнодорожного профиля является сформированность у обучающихся электротехнических знаний, получаемых при изучении курса электротехники.
Роль и место электротехники в структуре дисциплин подготовки будущих бакалавров железнодорожного профиля определяется тем, что заведомо во всех сферах человеческой деятельности нашли активное распространение электротехнические процессы в различных проявлениях. Изучение основ электроснабжения наиболее эффективно отражается на развитии творческих способностей обучающихся и приобщении их к исследовательской деятельности.
Проблема улучшения электротехнической подготовки будущих бакалавров железнодорожного профиля, как показывает анализ научно - методической литературы, не выдвигалась с точки зрения обучения электротехнике в ВУЗе ни в организационно-методическом плане изучения физики и электротехники, ни в научно-исследовательском аспекте.
В преподавании электротехники в ВУЗе железнодорожного профиля, как последующей дисциплины после изучения физики, одной из основополагающих задач является реализация научно обоснованных методик межпредметных связей как дидактического условия формирования профессиональных компетенций у бакалавров. При этом основополагающими считаются связи именно с физикой, являющейся научным фундаментом общетехнических дисциплин.
На основе показателей теоретического исследования вопроса и проведенного педагогического эксперимента можно сформулировать следующие выводы:
1. В историческом аспекте становление электротехники как науки и учебной дисциплины рассматривается как результат совершенствования физических знаний в области практического применения электрических и магнитных явлений. Содержание знаний, методы исследования и основополагающие идеи являются общими как для физики, так и для электротехники.
Большие структурные и содержательные связи физики и электротехники позволяют с наибольшей пользой реализовывать межпредметные связи в процессе обучения физике. Структура и содержание научных знаний по электротехнике основаны на законах и понятиях физики, поэтому обучение физике в условиях межпредметных связей с электротехникой является одним из основных дидактических условий формирования профессиональных компетенций.
2. Формирование электротехнических знаний, основных научно-технических понятий, теоретических методов исследования должно осуществляться на лабораторных и практических занятиях при реализации межпредметных связей в теоретическом и методологическом аспектах.
Установлен принцип о неделимой связи учебной дисциплины «Электротехника и электроника» с дисциплинами специального цикла и определены подходы при изучении современных вопросов электроснабжения: некачественность электроэнергии (настабильность напряжения, искажение его формы и колебания его частоты, недостаточная мощность электросетей) и т.д. Следовательно, изучение физики в условиях межпредметной связи наиболее точно показывает связь физики как науки с современными вопросами практического применения электротехнических знаний, что способствует наращиванию научного мировоззрения обучающихся, повышению уровня их знаний.
3. Межпредметные связи физики и электротехники становятся условием формирования профессиональных компетенций у бакалавров железнодорожного профиля при следующих условиях: включении в содержание курса по физике демонстрационные опыты, практические работы, учебные исследования; обеспечении системности использования методики реализации межпредметных связей в проведении лабораторных и практических занятий, осуществлении опоры на знания физики; единстве основных образовательных программ физики и электротехники; разработке методики реализации межпредметных связей физики и электротехники при изучении курса физики; обеспечении единства трактовки общих понятий, теорий и законов; использовании умений, полученных обучающимися при изучении курса физики для изучения электротехники.
4. Способ межпредметного обучения позволяет переориентировать приоритет с усвоения готовых знаний на активную познавательную деятельность с учетом необходимости формировать интегративный стиль мышления. Способы реализации межпредметных связей в образовательном процессе отграничивают важные условия для самостоятельной работы обучающихся, которые состоят из следующих направлений: обеспечение обучающихся общими методами познания; формирование у обучающихся обобщенных приемов к освоению фундаментальных элементов знаний.
5. Для эффективного формирования профессиональных компетенций у бакалавров при изучении физики в условиях межпредметной связи с электротехникой необходимо разработать такую методику, которая была бы направлена на реализацию единого подхода к составу всего комплекса фундаментальных и основополагающих для этих дисциплин понятий, гарантировала бы преемственность в рамках физики и электротехники. Уровень профессиональной подготовки будущих бакалавров железнодорожного профиля требует освоения комплекса физических и технических знаний, умений и навыков. Техническое мышление в физике имеет в своем основании действия анализа, синтеза, обобщения, сравнения, установления причинно-следственных связей.
6. Физика как наука является интегративной и дает возможность осуществлять обучение в условиях синтеза знаний и методов исследования математики, химии, биологии и электротехники, применяемых для решения комплексных и прикладных задач. Организация исследовательской работы интегративного характера создает условия для получения более глубоких профессиональных знаний.
7. Важную роль в повышении качества знаний обучающихся сыграла самостоятельная деятельность при выполнении лабораторных работ. Педагогический эксперимент, проведенный нами, позволил рассматривать результаты учебной деятельности в ходе образовательного процесса и делать следующие выводы: образовательный процесс на основе интеграционных процессов формирует у обучающихся системные знания по физике, раскрывает их
прикладное значение; обеспечивает повышение образовательной активности обучающихся и возможностей реализации своих знаний на практике.
8. В практике педагогического эксперимента для определения качества знаний использована статистика медианного критерия Т для проверки вы-двинутой гипотезы. На основании этого критерия дана оценка адекватности исследуемого процесса.
Педагогический эксперимент дает основание считать достоверность факторов о превосходстве полученных данных для экспериментальной группы относительно контрольной доказанной. Знание современных методов проведения эксперимента и обработка полученных данных является одним из направлений формирования профессиональных компетенций у бакалавров железнодорожного профиля.
9. Результаты педагогического эксперимента показывают возможность повышения качества формирования профессиональных компетенций в результате внедрения в образовательный процесс методику реализации меж-предметных связей физики и электротехники. Разработанное автором методическое пособие, по нашему мнению, отражает модель разработанной методики преподавания физики. Интегративная направленность содержания методического пособия является важным фактором для организации исследовательской деятельности обучающихся на уровне межпредметных связей и более полной реализации достижений этих связей в обучении. В данном пособии введены дополнительные лабораторные работы, выполняемые на лабораторном оборудовании кафедры Электротехники и транспортного производства, что отражает новизну его в сравнении с существующими пособиями по физике.
10. Результаты педагогического эксперимента наглядно показывают эффективность разработанной методики обучения физике, осуществляемой в условиях межпредметных связей. Динамика роста показателей формирования профессиональных компетенций соответствует этапам модернизации методики обучения. Для оценки эффективности мы исходили из качественных и количественных показателей усвоения знаний и умений обучающимися. Эффективность экспериментальной методики, определяемой соотношением коэффициентов эффективности экспериментальной и контрольной групп равна 1,19. Достоверность полученных результатов подтверждается на основе критериев математической статистики, используемых при обработке опытных данных.
Проведенное диссертационное исследование подтвердило выдвинутую гипотезу, дало возможность эффективно реализовать поставленные задачи.
Тем не менее, можно выделить, на наш взгляд, наиболее актуальный вопрос, требующий дальнейшего исследования. Это - применение все более нового модернизированного лабораторного оборудования в эксперименте и организация познавательной деятельности обучающихся в условиях межпредметных связей не только с электротехникой, но и с другими дисциплинами специального цикла.
Педагогические исследования, в миссию которых входят социальная характеристика и анализ современных противоречий системы высшего образования, форм, содержания и методов обучения, должны благоприятствовать разработке эффективных действий теории и методики для подготовки будущих педагогов в условиях реформы образования в стране.
Специфической особенностью современного научного познания является очевидное усиление в нем интеграционных процессов. Межпредметные связи, будучи начальным уровнем педагогической интеграции, рассматриваются как фундаментальное направление в преобразовании образовательного процесса.
Сегодняшний этап реформы образования становится, по сути, интеллектуальным этапом, он связан с внедрением понятия «интеллектуальная собственность» и направлен на более обширную реализацию потенциальных возможностей личности и имеет огромное значение для подготовки подрастающего поколения к недалекому будущему. Значимое место в интеллектуальной подготовке человека занимает его естественнонаучная подготовка, обеспечиваемая, в первую очередь, усвоением общетехнических и специальных знаний.
В содержании образовательного аспекта железнодорожной техники предусмотрено изучение обучающимися перспективных видов технических технологий, функционирующих на наиболее эффективных процессах электроснабжения. В связи с этим условием одной из актуальных задач в общетехнической подготовке бакалавров железнодорожного профиля является сформированность у обучающихся электротехнических знаний, получаемых при изучении курса электротехники.
Роль и место электротехники в структуре дисциплин подготовки будущих бакалавров железнодорожного профиля определяется тем, что заведомо во всех сферах человеческой деятельности нашли активное распространение электротехнические процессы в различных проявлениях. Изучение основ электроснабжения наиболее эффективно отражается на развитии творческих способностей обучающихся и приобщении их к исследовательской деятельности.
Проблема улучшения электротехнической подготовки будущих бакалавров железнодорожного профиля, как показывает анализ научно - методической литературы, не выдвигалась с точки зрения обучения электротехнике в ВУЗе ни в организационно-методическом плане изучения физики и электротехники, ни в научно-исследовательском аспекте.
В преподавании электротехники в ВУЗе железнодорожного профиля, как последующей дисциплины после изучения физики, одной из основополагающих задач является реализация научно обоснованных методик межпредметных связей как дидактического условия формирования профессиональных компетенций у бакалавров. При этом основополагающими считаются связи именно с физикой, являющейся научным фундаментом общетехнических дисциплин.
На основе показателей теоретического исследования вопроса и проведенного педагогического эксперимента можно сформулировать следующие выводы:
1. В историческом аспекте становление электротехники как науки и учебной дисциплины рассматривается как результат совершенствования физических знаний в области практического применения электрических и магнитных явлений. Содержание знаний, методы исследования и основополагающие идеи являются общими как для физики, так и для электротехники.
Большие структурные и содержательные связи физики и электротехники позволяют с наибольшей пользой реализовывать межпредметные связи в процессе обучения физике. Структура и содержание научных знаний по электротехнике основаны на законах и понятиях физики, поэтому обучение физике в условиях межпредметных связей с электротехникой является одним из основных дидактических условий формирования профессиональных компетенций.
2. Формирование электротехнических знаний, основных научно-технических понятий, теоретических методов исследования должно осуществляться на лабораторных и практических занятиях при реализации межпредметных связей в теоретическом и методологическом аспектах.
Установлен принцип о неделимой связи учебной дисциплины «Электротехника и электроника» с дисциплинами специального цикла и определены подходы при изучении современных вопросов электроснабжения: некачественность электроэнергии (настабильность напряжения, искажение его формы и колебания его частоты, недостаточная мощность электросетей) и т.д. Следовательно, изучение физики в условиях межпредметной связи наиболее точно показывает связь физики как науки с современными вопросами практического применения электротехнических знаний, что способствует наращиванию научного мировоззрения обучающихся, повышению уровня их знаний.
3. Межпредметные связи физики и электротехники становятся условием формирования профессиональных компетенций у бакалавров железнодорожного профиля при следующих условиях: включении в содержание курса по физике демонстрационные опыты, практические работы, учебные исследования; обеспечении системности использования методики реализации межпредметных связей в проведении лабораторных и практических занятий, осуществлении опоры на знания физики; единстве основных образовательных программ физики и электротехники; разработке методики реализации межпредметных связей физики и электротехники при изучении курса физики; обеспечении единства трактовки общих понятий, теорий и законов; использовании умений, полученных обучающимися при изучении курса физики для изучения электротехники.
4. Способ межпредметного обучения позволяет переориентировать приоритет с усвоения готовых знаний на активную познавательную деятельность с учетом необходимости формировать интегративный стиль мышления. Способы реализации межпредметных связей в образовательном процессе отграничивают важные условия для самостоятельной работы обучающихся, которые состоят из следующих направлений: обеспечение обучающихся общими методами познания; формирование у обучающихся обобщенных приемов к освоению фундаментальных элементов знаний.
5. Для эффективного формирования профессиональных компетенций у бакалавров при изучении физики в условиях межпредметной связи с электротехникой необходимо разработать такую методику, которая была бы направлена на реализацию единого подхода к составу всего комплекса фундаментальных и основополагающих для этих дисциплин понятий, гарантировала бы преемственность в рамках физики и электротехники. Уровень профессиональной подготовки будущих бакалавров железнодорожного профиля требует освоения комплекса физических и технических знаний, умений и навыков. Техническое мышление в физике имеет в своем основании действия анализа, синтеза, обобщения, сравнения, установления причинно-следственных связей.
6. Физика как наука является интегративной и дает возможность осуществлять обучение в условиях синтеза знаний и методов исследования математики, химии, биологии и электротехники, применяемых для решения комплексных и прикладных задач. Организация исследовательской работы интегративного характера создает условия для получения более глубоких профессиональных знаний.
7. Важную роль в повышении качества знаний обучающихся сыграла самостоятельная деятельность при выполнении лабораторных работ. Педагогический эксперимент, проведенный нами, позволил рассматривать результаты учебной деятельности в ходе образовательного процесса и делать следующие выводы: образовательный процесс на основе интеграционных процессов формирует у обучающихся системные знания по физике, раскрывает их
прикладное значение; обеспечивает повышение образовательной активности обучающихся и возможностей реализации своих знаний на практике.
8. В практике педагогического эксперимента для определения качества знаний использована статистика медианного критерия Т для проверки вы-двинутой гипотезы. На основании этого критерия дана оценка адекватности исследуемого процесса.
Педагогический эксперимент дает основание считать достоверность факторов о превосходстве полученных данных для экспериментальной группы относительно контрольной доказанной. Знание современных методов проведения эксперимента и обработка полученных данных является одним из направлений формирования профессиональных компетенций у бакалавров железнодорожного профиля.
9. Результаты педагогического эксперимента показывают возможность повышения качества формирования профессиональных компетенций в результате внедрения в образовательный процесс методику реализации меж-предметных связей физики и электротехники. Разработанное автором методическое пособие, по нашему мнению, отражает модель разработанной методики преподавания физики. Интегративная направленность содержания методического пособия является важным фактором для организации исследовательской деятельности обучающихся на уровне межпредметных связей и более полной реализации достижений этих связей в обучении. В данном пособии введены дополнительные лабораторные работы, выполняемые на лабораторном оборудовании кафедры Электротехники и транспортного производства, что отражает новизну его в сравнении с существующими пособиями по физике.
10. Результаты педагогического эксперимента наглядно показывают эффективность разработанной методики обучения физике, осуществляемой в условиях межпредметных связей. Динамика роста показателей формирования профессиональных компетенций соответствует этапам модернизации методики обучения. Для оценки эффективности мы исходили из качественных и количественных показателей усвоения знаний и умений обучающимися. Эффективность экспериментальной методики, определяемой соотношением коэффициентов эффективности экспериментальной и контрольной групп равна 1,19. Достоверность полученных результатов подтверждается на основе критериев математической статистики, используемых при обработке опытных данных.
Проведенное диссертационное исследование подтвердило выдвинутую гипотезу, дало возможность эффективно реализовать поставленные задачи.
Тем не менее, можно выделить, на наш взгляд, наиболее актуальный вопрос, требующий дальнейшего исследования. Это - применение все более нового модернизированного лабораторного оборудования в эксперименте и организация познавательной деятельности обучающихся в условиях межпредметных связей не только с электротехникой, но и с другими дисциплинами специального цикла.
Заказать работу
Заявка на оценку стоимости
Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы
Каталог работ (149764)
- Бакалаврская работа (38394)
- Диссертация (978)
- Магистерская диссертация (22147)
- Дипломные работы, ВКР (60480)
- Главы к дипломным работам (2138)
- Курсовые работы (10523)
- Контрольные работы (6265)
- Отчеты по практике (1357)
- Рефераты (1481)
- Задачи, тесты, ПТК (631)
- Ответы на вопросы (155)
- Статьи, Эссе, Сочинения (942)
- Бизнес-планы (51)
- Презентации (106)
- РГР (84)
- Авторефераты (РГБ) (1692)
- Диссертации (РГБ) (1882)
- Прочее (458)
Новости
06.01.2018
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
Помощь в выполнении учебных и научных работ на заказ ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ
дальше»» Все новости
Статьи
- Где лучше заказывать диссертации и дипломные?
- Выполнение научных статей
- Подготовка диссертаций
- Подводные камни при написании магистерской работы
- Помощь в выполнении дипломных работ
»» Все статьи
Заказать работу
Заявка на оценку стоимости
Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы
