УДК 371.31:530.145
Харченко Е.И., Чаленко А.В., Собко Т., Ясакова О.
Восточноукраинский национальный университет имени
Влодимира Даля
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ
ГРАМОТНОСТЬ КАК ОСНОВА ОБЩЕНАУЧНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ НА ПРИМЕРЕ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
«ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА»
Аннотация. Особое место в формировании общенаучных,
общепрофессиональных и специальных компетенций занимают такие ключевые
компетенции, как математическая грамотность и базовые компетенции в науке и
технологии, входящие в список ключевых компетенций, включенных в европейские различные установки.
Ключевые слова: ключевые компетенции, компетентностная модель
подготовки специалиста, математическая грамотность.
I. Введение. Современная эпоха
характеризуется все возрастающей ролью знаний как определяющего фактора экономического
роста общества, его бурного развития, формирования интеллектуального и
профессионального потенциала общества. Происходит коренная перестройка
экономики, изменяются производственные отношения, глобально изменяется
структура производства, в частности, в сторону информации, информационных
технологий. Поэтому выдвигаются новые требования к способностям и умениям,
качеству и возможностям, необходимым современному специалисту в условиях новой
экономики – экономики знаний, это, в частности – гибкость и предприимчивость,
мобильность и ответственность, способность к творчеству и генерации новых идей,
способность видеть и решать проблемы автономно и в группе, умение работать с
информацией – самостоятельно находить, анализировать и использовать, владеть современными
информационными технологиями и т.д.
Особое место в развитии этих качеств и
способностей занимает компетентностный подход, являющийся новой образовательной
парадигмой конца ХХ – начала ХХI века, и
признанный базовой идеей реформирования образования как в странах Евросоюза,
так и в Украине.
С позиции компетентностного подхода
уровень образованности специалиста определяется не набором знаний, умений и
навыков («ЗНУ» парадигма результатов образования), а его способностью решать
различные проблемы на основе имеющихся знаний.
Для обучения и подготовки специалиста,
соответствующего требованиям современной эпохи возникает необходимость в
разработке компетентностной модели специалиста и определенного набора
компетенций, которыми должен обладать выпускник вуза соответствующей
специальности. При этом модель специалиста должна быть гибкой и динамичной,
учитывающая объективные факторы быстро
развивающегося научно-технического процесса, воздействия многочисленных экономических,
политических, социальных и других условий.
II. Постановка задачи. Анализ
последних исследований и публикаций. Целью
данной работы является рассмотрение вопросов формирования специальных
общенаучных компетенций при подготовке специалиста по направлению «Прикладная
физика». Вопросам анализа сущности компетентностного подхода и проблемам
формирования ключевых компетенций посвящено достаточно много
научно-теоретических и научно-методических работ. Так в работе [1]
рассматривается определение ключевых компетенций и приводится список из 87 ключевых
компетенций. При этом Дж.. Равен
определяет компетентность как специфическую способность эффективного
выполнения конкретных действий в предметной области, включая узкопредметные
знания, особого рода предметные навыки,
способы мышления, понимание ответственности за свои действия [2]. Он выделяет
«высшие компетентности», которые предполагают наличие у человека высокого
уровня инициативы, способности организовывать людей для выполнения поставленных
целей, готовности оценивать и анализировать социальные последствия своих
действий [2].
И.Я. Зимняя выделяет три группы
компетентностей в зависимости от того, к чему они относятся:
– компетентности, относящиеся к самому себе как
личности, как субъекту жизнедеятельности;
– компетентности, относящиеся к взаимодействию
человека с другими людьми;
– компетентности, относящиеся к деятельности человека,
проявляющейся во всех ее типах и формах.
Выделенные три группы затем анализируются
в 10 основных компетенциях.
В рамках проекта «Среднее образование
в Европе» предложен примерный список ключевых компетенций, выданы рекомендации
по определению пяти групп ключевых компетенций, овладение которыми и выступает
основным критерием качества образования [2]:
1.
Политические и
социальные компетенции, связанные со способностью брать на себя
ответственность, участвовать в совместном принятии решений, регулировать
конфликты ненасильственным путем, участвовать в функционировании и развитии
демократических институтов.
2.
Компетенции, касающиеся
жизни в многокультурном обществе. Чтобы препятствовать возникновению расизма и
ксенофобии, распространению климата нетерпимости, образование должно
"вооружить" молодежь межкультурными компетенциями, такими, как
понимание различий, уважение друг друга, способность жить с людьми других культур,
языков и религий.
3.
Компетенции,
определяющие владение устным и письменным общением, важным в работе и
общественной жизни до такой степени, что тем, кто ими не обладает, грозит
изоляция от общества. К этой же группе общения относится владение несколькими
языками, принимающее всевозрастающее значение.
4.
Компетенции, связанные с
возникновением общества информации. Владение новыми технологиями, понимание их
применения, их силы и слабости, способность критического отношения к
распространяемой по каналам СМИ информации, рекламе.
5.
Компетенции, реализующие
способность и желание учиться всю жизнь как основу непрерывной подготовки в
профессиональном плане, а также в личной и общественной жизни.
В
работе [5] сделана попытка предложить ключевые компетенции для различных типов профессий.
В работе [6] рассматривается соотношение видов компетенций и этапов обучения. В
материалах выполнения научно-исследовательской работы «Разработка модели
бакалавра по специальности и магистра. Реализация моделей по группам
специальностей» предложены компетентностные модели бакалавра и магистра в
области техники и технологий [7].
III. Результаты. Нами была предложена
следующая модель специалиста по направлению «Прикладная физика», включающая в
себе следующие группы компетенций [8, 9]:
1. Личностные:
·
компетенции
гражданственности;
·
компетенции
ценностно-смысловой ориентации;
·
компетенции
здорового образа жизни;
·
компетенции
саморазвития и самосовершенствования.
2. Социальные:
·
компетенции
социального взаимодействия;
·
коммуникативные
компетенции.
3. Экономические и организационно-управленческие:
·
компетенции
в экономической деятельности предприятия;
·
компетенции в организационно-правовых основах
управленческой деятельности;
·
готовность к
использованию инновационных идей.
4. Общенаучные:
·
инструментальные:
способности к анализу и синтезу; критическое мышление; способности принятия
решения и разрешения проблем; способности понимать идеи и соображения;
способности выстраивать стратегии обучения; умение структурировать знания;
науки управления информацией; компетенции информационных технологий;
·
системные,
представляющие сочетания понимания, отношения и знания системного подхода. Они
включают: способность применять знания на практике; исследовательские
способности; способности к адаптации к новым ситуациям; способности к генерации
новых идей; способности работать автономно.
5. Общепрофессиональные (инвариантные к области деятельности):
·
умение
проводить измерительный эксперимент и оценивать результаты измерений;
·
знание и
способность к использованию основных прикладных программных средств, умение пользоваться
глобальными информационными ресурсами.
6. Специальные компетенции или профессионально-функциональные
знания и умения, которые обеспечивают привязку к конкретному объекту:
·
способность
разрабатывать и анализировать математические модели физических процессов;
·
умение
разрабатывать программы для расчетов различных характеристик ядерно-физических
и плазменных процессов;
·
умение
использовать излучение радиоактивных источников и ускорителей для различных
физических и технических задач;
·
использование
низкотемпературной плазмы для решения физических и технических задач.
Дисциплины цикла гуманитарной и
социально-экономической подготовки призваны формировать личностные, социальные,
экономические и организационно-управленческие компетенции.
Общенаучные и общепрофессиональные
компетенции формируются дисциплинами
цикла естественнонаучной подготовки, а также вариативной частью за выбором
студента; а именно: высшая математика, общая физика, информатика,
вычислительная техника и программирование. При этом естественнонаучные и
математические дисциплины призваны формировать следующие компетенции –
способности к анализу, и синтезу, общие знания, способность применять знания на
практике, исследовательские способности, способности к генерации новых идей.
Специальные компетенции или
профессиональные знания и умения, призванные отражать объективную и предметную
ориентацию подготовки специалиста, привязку к конкретному объекту, формируются
дисциплинами вариативной части, циклом специальной подготовки и циклом профессиональной и практической
подготовки. Это такие дисциплины: физический практикум, радиофизика – основы
радиоэлектроники, колебания и волны, физика плазмы, ядерная электроника,
квантовая электроника, схемотехника, компьютеризация физического эксперимента,
основы физического эксперимента.
Особое место в формировании общенаучных,
общепрофессиональных и специальных компетенций занимают такие ключевые
компетенции, как математическая грамотность и базовые компетенции в науке и
технологии, входящие в список ключевых компетенций, включенных в европейские
различные установки.
Согласно определению математическая
грамотность – это способность развивать и применять математическое мышление для
решения задач в повседневных ситуациях. Математическая грамотность включает
разные уровни способностей и желания использовать математические способы
мышления (логика и пространственное мышление), и презентации (формулы, модели, конструкты,
графы, таблицы).
Компетенции в науке касаются способности и
желания использовать основы знаний и методологии, объясняющих мир, для
выявления проблемы и выводов, основанных на доказательствах. Компетенции в
технологии подразумевают применение этих знаний и методологии для решения
воспринимаемых человеческих желаний и потребностей.
Необходимые знания а математике включают
основательное знание цифр, мер и структур, базовых операций и базовых
математических представлений, понимание математических терминов и понятий, а
также представление о вопросах, к которым математика может предложить ответы.
Специалист должен владеть умениями применять базовые математические принципы и
процессы, следовать и оценивать цепочки аргументов, должен быть способен
рассуждать математически, понимать математические доказательства и общаться на
языке математики, а также пользоваться математическим аппаратом.
В сфере науки необходимые знания состоят
из базовых принципов естественного мира, фундаментальных научных понятий,
принципов и методов, понимания влияния науки и технологий на естественный мир.
Из всего этого следует, что математическая
подготовка студента специальности «прикладная физика», осуществляется в течение
всего периода обучения, должна быть рассчитана на многоуровневость (бакалавр –
магистр) и на многопрофильность подготовки. Необходимо обеспечить овладение
математическими знаниями и умениями на уровне,
достаточном для решения профессиональных задач, развивать
профессионально-прикладное математическое мышление, необходимое для процесса
познавательной деятельности с помощью метода математического моделирования
физических задач.
Многоуровневая математическая подготовка
должна быть направлена на формирование профессионально-прикладной
математической компетенции выпускника как одного из составляющих
профессиональной компетентности.
Бакалавр направления «Прикладная физика» должен овладеть основными понятиями и
методами математики в таких ее разделах, как математический анализ,
аналитическая геометрия, дифференциальные уравнение, теория вероятностей и
методы математической физики. Он должен свободно владеть электронной
вычислительной техникой, уметь составлять программы на наиболее
распространенных языках, владеть численными методами и компьютерной графикой.
На базе сформированных компетенций в
области экспериментально- и научно-исследовательской деятельности специалист
должен уметь решать целый ряд задач, таких как:
·
сбор, изучение, анализ и
систематизация научно- технической информации по тематике исследования;
·
разработка программы
проведения научных исследований по выбранной тематике;
·
разработка методики и
организация проведения экспериментов, анализ и обобщение их результатов;
·
разработка физических и
математических моделей исследуемых процессов и явлений;
·
математическое
моделирование физических процессов и явлений.
При этом можно выделить некоторые общие
компетенции для двух уровней подготовки [7]. Для первого уровня (бакалавр) были
выделены следующие общие для различных предметных областей компетенции:
1.
способность
продемонстрировать знание основ и истории дисциплины;
2.
способность логично и
последовательно представить освоенное знание;
3.
умение
продемонстрировать понимание общей структуры дисциплины и связь между дисциплинами;
4.
способность понимать и
использовать методы критического анализа и развития теорий;
5.
способность правильно
использовать методы и техники дисциплины;
6.
способность понимать
результаты экспериментальных и наблюдательных способов проверки научных теорий.
Выпускники второго уровня (магистры) должны:
1.
владеть предметной
областью на продвинутом уровне, то есть
владеть новейшими методами и техниками (исследования), знать новейшие теории и
их интерпретации;
2.
владеть методами
независимого исследования и уметь объяснять его результаты на продвинутом
уровне;
3.
быть способным внести
оригинальный вклад в дисциплину в соответствии с канонами данной предметной
области, например, в рамках квалификационной работы;
4.
продемонстрировать
оригинальность и творческий подход;
5.
овладеть компетенциями
на профессиональном уровне.
IV. Выводы. Структура образовательной программы
подготовки специалиста по специальности «Прикладная физика» может строиться на
основе предположенной компетентностной модели. На базе этой модели должна
строиться и модель подготовки специалиста, предполагающая формирование
соответствующего набора компетенций. Особое место при этом необходимо уделить
формированию такой ключевой компетентности, как математическая грамотность,
являющаяся основой для приобретения базовых компетенций в науке и технологии,
т.е. общенаучных и специальных. При этом следует отметить, что процесс
формирования компетенций у студентов предполагает наличие профессиональной
компетентности у преподавателей, ведущих занятия, а именно: научная
компетентность по преподаваемой дисциплине, психолого-педагогическая
компетентность, культурная и социальная компетентности. Все это позволит
получить специалиста, умеющего творчески мыслить, самостоятельно приобретать
знания, владеть методологией и способами учебно-познавательной деятельности,
умения генерировать их идеи и реализовывать их на практике, быть
конкурентоспособным.
1.
Равен Дж. Педагогическое
тестирование: проблемы, заблуждения, перспективы. Пер. с англ.–М.: Кошто-центр,
1999.
2.
Равен Дж. Компетентность
в современном обществе: выявление, развитие и реализация. Пер. с англ.–М.,
2002.
3.
Зимняя М.А. Ключевые
компетенции – новая парадигма результата образования // Высшее образование
сегодня, №5, 2003.
4.
Шишов С.Е., Кальней В.А.
Мониторинг качества образования в школе.–М.: Педагогическое общество России,
1999. – 320 с.
5.
Харченко Е.И., Савенко
О.П. определение ключевых компетентностей при разработке проектов
профессионального самоопределения молодежи. // Управління проектами та розвиток
виробництва. Збірник наукових праць. - №3 (8)– 2003. – С.41-46.
6.
С. Уиддет, С. Холлифорд.
Руководство по компетенциям. Пер. с англ.–М.: HIPPO, 2003. –224 с.
7.
Шадриков В.Д., Пузанков
Д.В., Федоров И.Б. Двухступенчатая система подготовки специалистов в области
техники и технологии. / Методические материала. Санкт-Петербург, 2004.
8.
Харченко Е.И., Чаленко А.В. Проблемы формирования компетентностной модели
специалиста по специальности «Прикладная физика». Вісник Кременчуцького державного
політехнічного університету. – 2008. – 5(52), частина 1. – С. 101-103.
9.
Харченко Е.И., Чаленко А.В., Лыштван Е.В., Плужник И.О. Формирование специальных компетенций при подготовке
специалиста по специальности «Прикладная физика» // Materialy V mezinarodni vedecko – praktika konferece «Efektivni nastroje modernich ved - 2009» («Наука и
технологии: шаг в будущее - 2009») – Dil 10. Pedagogika. Hudba a zivot: Praha. 25 dubna - 05 kvetna 2009 roku. Publishing House «Education and Science» s.r.j – str. 30-34.
10.
Хуторской А.В. практикум
по дидактике и современным методикам обучения // СПб.: Питер, 2004. – 541 с.:
ил. – Серия «Учебное пособие».