На правах рукописи
ШАМИНА СВЕТЛАНА ВЛАДИМИРОВНА
ДИАГНОСТИКА ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО
МЫШЛЕНИЯ СТУДЕНТОВ В УСЛОВИЯХ ИНТЕГРАЦИИ
СОДЕРЖАНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО И БИОЛОГИЧЕСКОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
(на примере ветеринарного вуза)
13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (физика, уровень профессионального образования)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
Челябинск – 2011
Работа выполнена на кафедре профессионального обучения, истории и философии Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уральская государственная академия ветеринарной медицины»
Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор Старченко Сергей Александрович
Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор Тулькибаева Надежда Николаевна кандидат педагогических наук, доцент Бабин Сергей Владимирович
Ведущая организация: ГОУ ВПО «Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева»
Защита состоится 18 мая 2011 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д212.295.02 при ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 69, аудитория 439.
С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет».
Текст автореферата размещен на сайте ГОУ ВПО «ЧГПУ» http://www.cspu.ru
Автореферат разослан «19» марта 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор педагогических наук, профессор В.С. Елагина
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Актуальность исследования. Содержание и направление образовательной политики России определены в Законах Российской Федерации «Об образовании» и «О высшем и послевузовском профессиональном образовании», а также в «Национальной доктрине образования в Российской Федерации» до 2025 года. На современном этапе развития Российского государства в условиях интеграции и глобализации происходит становление новой системы образования, ориентированной на восстановление статуса России в мировом сообществе как великой державы в сфере образования, культуры, науки, высоких технологий и экономики. В этой связи российское образование претерпевает серьезные изменения: меняются приоритеты, структура и содержание образования, вводятся новые стандарты, формируется независимая система оценки результатов обучения и качества образования в целом.Одним из направлений модернизации системы российского образования является совершенствование контроля и управления качеством образования. Качество образования понимается как определенный уровень знаний и умений, умственного, нравственного и физического развития, достигнутый студентами на конкретном этапе обучения в соответствии с планируемыми целями. Повышение качества образования обусловливается интеграционными процессами, реализуемыми в системе образования. Интеграция выступает ведущей формой организации содержания образования на основе всеобщности и единства законов природы, целостности восприятия окружающего мира.
Центральными тенденциями, обеспечивающими высокое качество образования, становятся: ориентация на запросы обучающихся и организация оптимальных условий для их обучения и развития, создание технически оснащенной единой информационной образовательной среды, способной обеспечить подготовку высокообразованного и высококвалифицированного специалиста, который должен обладать профессиональными компетенциями, свободно владеть содержанием учебного материала, ориентироваться в современных проблемах познавательной и профессиональной деятельности. Направленность образования не только на процесс усвоения обучающимися определенных знаний, но и на развитие их познавательных, мыслительных и профессиональных способностей обусловливает развитие их мышления.
Проблема необходимости развития мышления решалась в философии (Г. Гегель, В.С. Швырев и др.), психологии (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, Л.В. Занков, З.И. Калмыкова, Ж. Пиаже, Н.Ф. Талызина и др.), общей дидактике (В.П. Беспалько, Н.М. Зверева, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, А.В. Усова, Т.И. Шамова, Г.И. Щукина и др.), частной дидактике (В.С. Елагина, И.С. Карасова, А.И. Подольский, Н.Н. Поспелов, И.Н. Поспелов, С.А. Суровикина, Н.В. Шаронова и др.).
Наряду с решением проблемы развития мышления обучающихся, актуализируется проблема диагностики их мыслительной деятельности в условиях интеграции содержания образования. На это указывают работы С.Н. Бабиной, А.С. Белановского, И.Б. Богатовой, М.Н. Берулавы, А.Ф. Зубова, С.А. Старченко, О.А. Яворука, И.П. Яковлева и др. Основы понятийно-терминологического аппарата педагогической диагностики представлены в работах А.С. Белкина. Понятие «педагогическая диагностика», ее функции и принципы проанализированы в работах В.С. Аванесова, Б.П. Битинас, Н.М. Борытко, М.А. Ерофеевой, В.Г. Максимова, К. Ингенкампа, А.И. Кочетова, Е.А. Михайлычева, И.П. Подласова, А.А. Поповой, Е.А. Суховиенко и др. Проблеме диагностики мышления посвящены работы психологов (М.К. Акимовой, Г.А. Берулава, Е.И. Горбачевой, К.М. Гуревича, Т.В. Кудрявцева, А.М. Матюшкина, Р.С. Немова и др.) и дидактов (Л.В. Загрековой, А.Н. Майорова, В.И. Тесленко, Н.Н. Тулькибаевой и др.).
Теория естественнонаучного познания (В.С. Готт, Г.Г. Гранатов, Б.М. Кедров, А.Д. Урсул и др.), психологическая теория деятельности (А.Н. Леонтьев, Н.А. Менчинская, С.Л. Рубинштейн и др.), теория развивающего обучения (В.В. Давыдов, М.И. Махмутов, А.В. Петров, А.И. Подольский и др.), теория межпредметных связей (В.В. Губин, А.И. Гурьев, И.Д. Зверев, Д.М. Кирюшкин, В.Н. Максимова и др.) позволяют изучить различные аспекты диагностики мышления студентов в рамках образовательного процесса.
Большое количество работ по диагностике образовательных достижений обучающихся доказывает актуальность проблемы исследования.
Однако внимание исследователей акцентируется на разработке механизмов оценки сформированности знаний и способов деятельности в предметной системе обучения. Проблема диагностики естественнонаучного мышления студентов в условиях интеграции содержания физического и биологического образования разработана недостаточно. Не выявлены подходы и диагностические средства, позволяющие отслеживать изменение естественнонаучного мышления студентов, обучающихся в условиях интеграции содержания физического и биологического образования.
Изучение современного состояния образования, методологической, психолого-педагогической, научно-методической литературы и нормативных документов, регламентирующих и регулирующих образовательный процесс, позволило выявить ряд противоречий между:
необходимостью получения объективной информации о качестве подготовки студентов в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта и невозможностью полной и достоверной оценки результативности образовательного процесса;
необходимостью получения объективной информации о состоянии мыслительной деятельности студентов, обучающихся в условиях интеграции естественнонаучных знаний, и недостаточной разработанностью подходов, позволяющих осуществить эту диагностику;
существующим дидактическим инструментарием, обеспечивающим диагностику сформированности знаний и умений у студентов, и отсутствием методических средств, позволяющих оценить состояние естественнонаучного мышления студентов, обучающихся в условиях интеграции содержания физического и биологического образования.
Необходимость разрешения выявленных противоречий определила проблему исследования, заключающуюся в необходимости разработки диагностических средств, позволяющих оценить состояние естественнонаучного мышления студентов в условиях интеграции содержания физического и биологического образования.
Выявленные противоречия актуализируют проблему и обусловливают выбор темы исследования: «Диагностика естественнонаучного мышления студентов в условиях интеграции содержания физического и биологического образования (на примере ветеринарного вуза)».
Цель исследования состоит в теоретическом обосновании и разработке дидактической модели диагностики естественнонаучного мышления студентов, обучающихся в условиях интеграции содержания физического и биологического образования.
Объектом исследования является процесс обучения физике и биофизике в вузе.
Предметом исследования является диагностика естественнонаучного мышления студентов, обучающихся в условиях интеграции содержания физического и биологического образования.
В основу исследования была положена следующая гипотеза: диагностика естественнонаучного мышления студентов при изучении физики и биофизики будет эффективной, если:
обучение осуществляется на основе интегративного подхода, обеспечивающего целостность содержания физического и биологического образования;
определена и реализована дидактическая модель диагностики естественнонаучного мышления, включающая цель, содержание, средства и результат диагностики;
разработаны критериально-ориентированные тесты, включающие тестовые задания, раскрывающие общую логику изучения учебного предмета и отвечающие требованиям достоверности (дифференцированности, надежности, валидности).
В соответствии с целью исследования и выдвинутой гипотезой были определены задачи исследования:
1. Проанализировать состояние диагностики естественнонаучного мышления в психолого-педагогической литературе и практике образовательного процесса ветеринарного вуза.
2. Разработать дидактическую модель диагностики естественнонаучного мышления студентов, обучающихся в условиях интеграции содержания физического и биологического образования в ветеринарном вузе.
3. Разработать критериально-ориентированные тесты для диагностики естественнонаучного мышления студентов, обучающихся в условиях интеграции содержания физического и биологического образования.
4. Провести педагогический эксперимент по проверке эффективности дидактической модели диагностики естественнонаучного мышления студентов, обучающихся по различным вариантам интеграции содержания физического и биологического образования в ветеринарном вузе.
Теоретико-методологической основой диссертационного исследования является теория диалектического познания; теория естественнонаучного познания; психологическая теория деятельности; теория развивающего обучения; теория межпредметных связей; теория педагогической интеграции; различные подходы по исследованию процессов развития мышления; работы, посвященные проблемам педагогической диагностики; труды педагогов по формированию и реализации содержания естественнонаучного образования; исследования по проблеме диагностики естественнонаучного мышления.
Для решения поставленных задач был использован комплекс теоретических и эмпирических методов исследования.
Теоретические методы: анализ психолого-педагогической, методической и учебной литературы, рабочих программ и государственных образовательных стандартов по физике, квалификационных образовательных стандартов; обобщение и систематизация материала; сравнение и анализ результатов исследования; моделирование.
Эмпирические методы: изучение педагогического опыта по проблеме исследования; экспертный опрос; анкетирование; тестирование; педагогический эксперимент в различных формах (констатирующий, пробный, формирующий); методы статистической обработки результатов; методы компьютерной обработки результатов; методы наглядного представления результатов эксперимента.
Исследование проводилось в три этапа с 2004 по 2010 гг.
Первый этап исследования (2004 – 2006 гг.) заключался в анализе проблемы диагностики естественнонаучного мышления в теории и практике образования. Выявлялись противоречия и проблема исследования, формулировались гипотеза, задачи, цель, объект и предмет исследования, определялся понятийный аппарат. Изучались теории интеграции естественнонаучного образования, развивающего обучения, межпредметных связей, деятельностный подход. На этом этапе проводился констатирующий педагогический эксперимент, позволивший определить исходное состояние естественнонаучного мышления студентов, приступивших к изучению учебного предмета «Физика и биофизика». Разрабатывалась дидактическая модель диагностики естественнонаучного мышления студентов, обучающихся в условиях интеграции содержания физического и биологического образования.
На втором этапе (2006 – 2008 гг.) уточнялись основные положения исследования, изучалась теория интеграции физики и биологии, описывались подходы к преподаванию физики в ветеринарном вузе, разрабатывались критериально-ориентированные тесты для диагностики естественнонаучного мышления студентов в условиях интеграции содержания физического и биологического образования в ветеринарном вузе. Проводился пробный педагогический эксперимент, в ходе которого были определены стадии сформированности естественнонаучного мышления студентов с использованием критериально-ориентированных тестов по учебным модулям: «Механическое движение», «Гидродинамика», «Акустика», «Термодинамика», определены показатели достоверности (дифференцированность, надежность и валидность) критериально-ориентированных тестов.
На третьем этапе (2008 – 2010 гг.) осуществлялась организация образовательного процесса по различным вариантам интеграции содержания физического и биологического образования (фактологическому, понятийному, теоретическому), проводился формирующий педагогический эксперимент, который заключался в оценке стадий сформированности естественнонаучного мышления у студентов, обучающихся по различным вариантам интеграции содержания физического и биологического образования.
Оценка стадий сформированности естественнонаучного мышления проводилась посредством критериально-ориентированных тестов. На этом же этапе осуществлялась автоматизация процедуры критериальноориентированного тестирования с применением компьютерных технологий. Для этого использовалась составленная программистами тестовая оболочка, разработанная на основе программы Microsoft Excel, входящей в стандартный пакет Microsoft Office. Проводился анализ, обобщение и систематизация результатов педагогического эксперимента, уточнялись теоретические и практические выводы, оформлялось диссертационное исследование.
Научная новизна исследования:
1. Обоснована целесообразность диагностики естественнонаучного мышления студентов, обучающихся в условиях интеграции содержания физического и биологического образования, посредством критериальноориентированных тестов.
2. Разработана дидактическая модель диагностики естественнонаучного мышления студентов в условиях интеграции содержания физического и биологического образования, включающая цель, содержание, средства и результат диагностики;
3. Описана технология разработки критериально-ориентированных тестов для оценки сформированности и развития естественнонаучного мышления студентов при изучении учебного предмета «Физика и биофизика».
4. Продиагностировано развитие естественнонаучного мышления студентов, обучающихся по фактологическому, понятийному и теоретическому вариантам интеграции содержания физического и биологического образования в ветеринарном вузе.
Теоретическая значимость исследования:
1. Раскрыта сущность понятий: «диагностика сформированности естественнонаучного мышления» – понимается как вид и результат педагогической деятельности, направленной на формирование и выявление состояния (стадии) естественнонаучного мышления студентов в процессе изучения учебного материала; «диагностика развития естественнонаучного мышления» – понимается как вид и результат педагогической деятельности, предусматривающей получение информации об изменении состояния сформированности естественнонаучного мышления студентов в процессе изучения учебного материала.
2. С позиций теории интеграции содержания естественнонаучного образования осуществлен анализ и систематизация основных тенденций, факторов, источников, типов и уровней интеграции содержания физического и биологического образования в ветеринарном вузе, обеспечивающих развитие естественнонаучного мышления студентов.
3. В результате диагностики естественнонаучного мышления установлена взаимосвязь: чем выше уровень целостности содержания физического и биологического образования, реализованного в ветеринарном вузе, тем выше уровень развития естественнонаучного мышления студентов.
Практическая значимость исследования:
1. Разработаны и внедрены в образовательный процесс критериально-ориентированные тесты, позволяющие диагностировать естественнонаучное мышление студентов, обучающихся по различным вариантам интеграции содержания физического и биологического образования в период изучения отдельных модулей учебного предмета «Физика и биофизика»
(механическое движение, гидродинамика, акустика, термодинамика).
2. Обобщены и представлены методические рекомендации по интеграции содержания физики и биологии для различных специальностей (зоотехния, ветеринария, технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции) в ветеринарном вузе.
3. Разработаны и опубликованы дидактические материалы по использованию критериально-ориентированных тестов для диагностики естественнонаучного мышления студентов в условиях интеграции содержания физического и биологического образования.
4. Разработано компьютеризированное критериальноориентированное тестирование, дающее возможность осуществлять оперативную диагностику естественнонаучного мышления студентов.
Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивается использованием методов, адекватных целям и задачам исследования; единством теоретических и экспериментальных методов исследования; опорой на методологию познания, основные психологопедагогические концепции и теории образования; всесторонним анализом поставленной проблемы; проведением педагогического эксперимента в строго контролируемых условиях; репрезентативностью полученных экспериментальных данных; применением методов математической статистики для определения достоверности полученных количественных результатов.
Апробация результатов диссертационного исследования осуществлялась посредством:
выступления на Международных научно-практических конференциях: «Перспективные направления научных исследований молодых ученых Урала и Сибири» (Троицк, УГАВМ, 2004), «Методология и методика формирования научных понятий у учащихся школ и студентов ВУЗов» (Челябинск, ЧГПУ, 2005, 2006 гг.), «Наука – агропромышленному производству и образованию» (Троицк, УГАВМ, 2005), «Актуальные проблемы подготовки кадров в системе профессионального образования, истории, философии и политологии» (Троицк, УГАВМ, 2008); Всероссийских научно-практических конференциях: «Образование и наука: вызовы глобализации» (Москва – Троицк, СГА, 2009); «Инновационные технологии в педагогике и на производстве» (Екатеринбург, 2010); межрегиональном научно-методическом семинаре «Современные проблемы методики соединения предметов естественнонаучного цикла в профильной школе»
(Троицк, МОУ «Лицей №13», 2010); региональном научно-практическом семинаре для учителей физики и биологии «Естественнонаучное образование в интересах развития» (Троицк, МОУ «Лицей №13», 2008); Межвузовской научно-практической конференции «Молодые ученые в решении проблем агропромышленного комплекса Российской Федерации» (Троицк, УГАВМ, 2005);
публикаций основных результатов и выводов работы (по материалам научно-исследовательской работы и по теме диссертационного исследования опубликовано 15 работ);
работы в качестве ассистента кафедры физики, биофизики, математики и информатики Уральской государственной академии ветеринарной медицины.
Результаты исследования внедрены в образовательный процесс Уральской государственной академии ветеринарной медицины.
Положения, выносимые на защиту:
1. Показателем результативности качества усвоения содержания физического образования в учреждениях высшего профессионального образования ветеринарно-медицинского профиля выступает уровень развития естественнонаучного мышления студентов. Развитие естественнонаучного мышления осуществляется через последовательное изменение его стадий (от эмпирически-бытовой к эмпирически-научной, от эмпирическинаучной к дифференциально-синтетической, от дифференциальносинтетической к синтетической). Диагностику развития естественнонаучного мышления студентов можно осуществлять через оценку последовательного изменения стадий.
2. Интегративный характер естественнонаучного мышления определяет необходимость его диагностики в условиях реализации интегративных процессов в естественнонаучных предметах (физике и биологии). Основные положения теории интеграции естественнонаучного образования позволяют определить варианты интеграции содержания физического и биологического образования, представленного на различных уровнях целостности и создающего условия для развития естественнонаучного мышления студентов.
«