Методология изучения процесса формирования инженерной компетенции учащихся общеобразовательных учреждений

Фаритов Анатолий Тависович Аспирант, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный педагогический университет имени И. Н. Ульянова» 432071, Россия, г. Ульяновск, площадь Ленина, 4/5, ауд. 309 Faritov Anatolii Tavisovich Postgraduate student, the department of Pedagogy and Social Work, Ulyanovsk State Pedagogical University named after I. N. Ulyanov 432071, Russia, g. Ul'yanovsk, ploshchad' Lenina, 4/5, aud. 309 anatolij-faritov@yandex.ru Другие публикации этого автора

В соответствии с новым Федеральным государственным образовательным стандартом, одним из основных ориентиров современной российской образовательной системы является развитие навыков социального проектирования ^[15]. Поэтому общеобразовательные учреждения при формировании учебной программы уделяют достаточно большое внимание формированию инженерной компетенции учащихся. При этом по-прежнему проблемой большинства учебных заведений является отсутствие у педагогического состава четких представлений о принципах и подходах к формированию инженерной компетенции.

В то же время своевременное оформление навыков проектно-исследовательской деятельности представляется важным аспектом успеха усвоения школьной программы, а наиболее подходящим возрастным периодом для этого принято считать средний школьный возраст, поскольку именно это время совпадает с основным этапом строительства основ мировоззрения. Из этого следует, что сегодня достаточно актуальна необходимость развития у учащихся инженерной компетенции, и как следствие – очевидна проблема поиска наиболее оптимальных подходов к ее формированию.

В виду этого целью исследования, проведенного в рамках данной работы, является изучение подходов, способствующих формированию инженерной компетенции. Для достижения заявленной цели необходимо решить следующие задачи:

- дать исчерпывающее определение понятия «инженерная компетенция»;

- изучить особенности подходов к формированию инженерной компетенции;

- выявить принципы каждого описанного подхода, соответствующие особенностям формирования инженерной компетенции.

Теоретическая значимость данной работы определяется систематизацией и оформлением понятия «инженерная компетенция учащихся», раскрытием содержания наиболее оптимальных подходов обучения с позиции формирования инженерной компетенции, а также выявлением соответствующих развитию проектно-исследовательской деятельности учащихся общеобразовательного учреждения принципов обучения.

Практическая значимость реализованного исследования заключается в том, что описанные подходы и соответствующие им принципы могут быть использованы в качестве основы для составления учебной программы учащихся общеобразовательных учреждений и критериальной оценки уровня сформированности инженерной компетенции.

О сущности и содержании понятия «компетенция» в своих исследованиях пишут Д.У. Ушакова, А.И. Мищенко, С.Е. Шишова, В.А. Сластенин, С.А. Зимин, Е.П. Киреева, Н.Д. Кучугурова, И.А. Зимняя, М.И. Лукьянова, А.В. Хуторской, А.Н. Мертвищев, Д. Мак-Клеланд, Д. Хаймс, Ж. Делор, Г. Огюст, Б. Мэнсфилд, Л. Андерссон и другие отечественные и зарубежные специалисты. Инженерная компетенция в частности изучается в рамках работ И.С. Шмыговой, М.Е. Чекулевой, И.В. Ребро, Г.А. Рахманкулова, Д.А. Мустафина.

Для комплексного анализа методологии формирования инженерной компетенции учащихся необходимо изучить опыт реализации различных подходов:

1) основы компетентностного подхода являются объектом изучения работ Н.О. Яковлевой, В.И. Байденко, В.Д. Шадрикова, В.В. Базелюка, А.К. Марковой, Н.Н. Тулькибаевой, И.А. Зимней, А.В. Хуторского, А.А. Вербицкого, Е.А. Гнатышиной, П.П. Борисова, Н.С. Веселовской, А.Н. Дахина, Н.Л. Митиной, Н.А. Переломовой, Т.Б. Табардановой, И.Д. Фрумина, Г.А. Цукермана, Э.Ф. Зеера, К. Шнайдера, Г. Клемпа, Л. Спенсера, Дж. Равена, В.А. Адольфа;

2) анализу системного подхода посвящены труды А.Н. Аверьянова, В.Г. Афанасьева, В.Н. Садовского, И.В. Блауберга, В.П. Беспалько, Т.А. Ильиной, H.B. Кузьминой, А.И. Уемова, Э.Г. Юдина;

3) деятельностный подход изучен в работах Л.С. Выготского, В.Д. Шадрикова, А.Н. Леонтьева, С.Л. Рубинштейна, В.А. Сластенина, К.А. Абульхановой – Славской;

4) личностно-ориентированный – в трудах Г.М. Анохиной, Е.В. Бондаревской, А.Ю. Белогурова, З.К. Каргиевой, Н.А. Морозова, С.А. Рогачева, Н.Г. Свининой, В.В. Серикова, В.И. Слободчикова, Е.Г. Силяевой, И.С. Якиманской.

Таким образом, изучению подходов к формированию инженерной компетенции посвящено достаточно большое количество научных исследований. Однако, поскольку актуальность исследования инженерной компетенции как основы российского образования обострилась относительно недавно, на сегодняшний день приходится говорить о наличии ряда нерешенных проблем теоретического и прикладного характера.

Во-первых, очевидным является дефицит четко оформленных представлений о наполнении применяемых при формировании инженерной компетенции методик; во-вторых - отсутствие представлений о наиболее оптимальных подходах и соответствующих им принципах формирования инженерной компетенции. Данные проблемы указывают на необходимость изучения заявленной темы.

На начальном этапе реализованного в рамках данной работы исследования была выдвинута гипотеза о том, что успешность формирования инженерной компетенции учащихся общеобразовательного учреждения может быть обеспечена применением принципов совокупности следующих подходов: компетентностного, личностно-ориентированного, деятельностного и системного.

Выбор данной совокупности подходов обусловлен тем, что они позволяют определить механизм, пути и модель формирования инженерной компетенции, а также степень влияния личностных качеств учащегося на успешность данного процесса.

Вторым этапом исследования стало изучение большого количества тематической научной литературы, обобщение и структурирование полученных результатов. На третьем этапе реализованы сравнительный анализ и индуктивное сведение особенностей изученных подходов в единую систему формирования инженерной компетенции учащихся общеобразовательного учреждения.

Методологической базой данной работы служит совокупность частно-научного (описательный контент-анализ) и общенаучных (описание, сравнение, обобщение, гипотетико-индуктивный метод, системный анализ) методов. Выбор данных методов исследования обоснован тем, что они способствуют решению поставленных научно-прикладных задач.

В частности описательный контент-анализ позволил выделить наиболее важную для цели исследования информацию; сравнение, описание и системный анализ – вычленить основные принципы подходов и соотнести их между собой; индуктивный метод и обобщение – свести все необходимые составляющие изученных подходов в единое целое.

Инженерная компетенция представляет собой комплекс навыков и умений, необходимых для успешной реализации проектной деятельности. Инженерная компетенция общеобразовательного учреждения проявляется в самоопределении и самовыражении учащихся, позитивном отношении к исследовательской деятельности, владении средствами саморазвития и навыками умственной операционализации, осуществлении проектной деятельности на основе приобретенных ранее умений и оперировании теоретическими знаниями при решении проектных задач.

В рамках данной работы, опираясь на определение И.В. Блауберга, под «методологией изучения» следует понимать ориентацию, на основе которой рассматриваются подходы к формированию инженерной компетенции учащихся общеобразовательных учреждений ^{[4, с. 47]}. В соответствии с гипотезой исследования, формирование инженерной компетенции может быть обеспечено применением личностно-ориентированного, компетентностного, деятельностного и системного подходов.

В основе личностно-ориентированного подхода к обучению лежит утверждение о том, что качество образовательного процесса определяется степенью раскрытия индивидуальности каждого учащегося. Личностно-ориентированное обучение предполагает признание самоценности и индивидуальности каждого «субъекта коллектива» с его уникальным жизненным опытом, включение которого (опыта) в процесс обучения обеспечивает формирование учебной деятельности школьника на основе его индивидуальных потребностей, стремлений и интересов.

Е.Н. Степанов определяет личностно-ориентированный подход как методологическую ориентацию, которая позволяет педагогу с опорой на комплекс способов, идей и понятий образовательной деятельности, отвечающих индивидуальным характеристикам каждого ученика, активировать процессы, связанные с самореализацией и самопроявлением ^{[13, с. 58]}. По мнению, В.В. Серикова, содержание личностно-ориентированного образования сводится к личностному обучению, основанному на самостоятельности выбора путей решения проблемы и их обоснования ^{[14, с. 55]}.

Обобщая данные взгляды на природу личностно-ориентированного подхода, можно заключить, что его основная функция сводится к строительству и поддержанию комплекса личностных смыслов школьников в учебном процессе. Применительно к реализованному исследованию данный подход к формированию инженерной компетенции предполагает применение индивидуальных способов, механизмов и методов обучения, подобранных на основе личностного отношения к проектно-исследовательской деятельности.

Как утверждает И.А. Зимняя, для эффективности учебной деятельности необходимо обеспечить такие условия, при которых в центре образовательной системы будет находиться сам обучаемый, его ценностные, мотивационные, личностные и психологические особенности. Иными словами, в первую очередь учащийся должен восприниматься преподавателем как личность, при этом базисом учебной программы должна стать совокупность его личностных характеристик и полученного ранее опыта ^{[8, с. 12]}.

Личностно-ориентированный подход позволяет изменить привычную позицию учащегося, делая его равноправным участником образовательного процесса, а проектные технологии содействуют оформлению и поддержанию индивидуального начала в совместной проектно-исследовательской деятельности, участниками которой являются носитель (педагог) и получатель (учащийся) знаний. Подобная роль учащегося мотивирует его к усвоению знаний и эффективному использованию подобранных способов и методов их усвоения.

Изучив особенности личностно-ориентированного подхода обучения, можно выделить его актуальные для формирования инженерной компетенции принципы:

1. Принцип сотворчества, предполагающий предоставление обучаемому возможности самостоятельного выбора партнера, совместно с которым ему предстоит выполнять задания. Соблюдение принципа сотворчества в проектно-исследовательской деятельности повышает результативность формирования инженерной компетенции учащихся. При этом принципиально важным аспектом учебного процесса в средних классах представляется полный отказ преподавателя от силовых приемов обучения, поскольку любая настойчивость со стороны педагога с позиции принципа сотворчества должна быть аргументирована.

2. Принцип проективности, под которым подразумевается приоритет работы с самосознанием и самоконтролем учащегося, его умением определять первостепенные цели проекта и способы их достижения, осуществлять поиск необходимых источников информации, применять проблемные методы, объективно оценивать собственные возможности, на практике применять полученные в результате проектной деятельности навыки.

3. Принцип приоритетности личностных характеристик учащегося и социально значимых для него ценностей, призванный обеспечить защиту личности учащегося, удовлетворить его социальные и познавательные потребности, а также гуманизировать характер проектно-исследовательской деятельности. Соблюдение данного принципа позволяет общеобразовательным учебным заведениями готовить к дальнейшему образованию и жизненному пути в целом свободных людей, стремящихся к саморазвитию и налаживанию доброжелательных отношений с окружающими.

Компетентностный подход в качестве основы имеет направленность на развитие и оформление практико-ориентированных компетенций. При этом под компетентностью следует понимать специфическую способность, включающую в себя знания, способы мышления, умения, осознание ответственности за совершаемые действия, и требующуюся для реализации определенного вида деятельности в конкретной проблемой области. В рамках реализованного исследования педагогическая ценность компетентностного подхода заключается в глубинном изучении и описании учебного процесса, задача которого - формирование инженерной компетенции.

С позиции компетентного подхода итогом совместной деятельности преподавателя и учащегося должно стать достижение приоритетных векторных целей – социализации, самоактуализации, обучаемости и иных базовых достижений полноценно развитой личности ^{[7, с. 89]}. Иными словами, данный подход предполагает такое содержание образования, которое не может быть сведено к развитию отдельно взятого компонента, отвечающего исключительно за приобретение нового знания – оно должно заключать в себе триаду знаний, опыта решения задач и выполнения ключевых социальных ролей, функций и компетенций ^{[17, с. 25]}.

Особенность компетентностного подхода при формировании инженерной компетенции заключается в том, что главное место в процессе обучения отводится не информированию учащегося, а передаче конкретных приемов решения смоделированных преподавателем проблем. Регулярное применение принципов данного подхода позволяет достичь следующих результатов: грамотная постановка задач проектно-исследовательской деятельности, качественный отбор средств и способов проектирования, объективная оценка учащимся собственного опыта решения аналогичных задач, контроль эффективности прилагаемых усилий, соотнесение проблемной ситуации со своими проектными умениями и так далее.

Компетентностный подход при формировании инженерной компетенции позволяет проследить условия, при которых было воспроизведено знание, и исключает грубую передачу знания в уже готовом, оформленном виде ^{[6, с. 117]}. Это означает, что учащийся имеет возможность самостоятельно сформулировать понятийный аппарат, необходимого для решения задачи.

В рамках данного подхода содержание инженерной компетенции определяется следующими составляющими:

- укрепление уже имеющегося и получение нового опыта учащихся в проектной и исследовательской деятельности;

- освоение необходимого для проектно-исследовательской деятельности комплекса качеств и умений - мотивационных, деятельностных, личностных, интеллектуальных, когнитивных и рефлексивных;

- развитие личностных качеств, знаний и умений учащихся, связанных с удовлетворением будущей потребности общества в компетентных и профессиональных кадрах, работа которых непосредственно связана с проектированием (инженерным, социальным и так далее).

Не менее эффективным при формировании инженерной компетенции представляется деятельностный подход, смысл которого заключается в изучении теоретического базиса, в основу которого положены категории предметной деятельности ^{[3, с. 96]}. Деятельность становится основным средством развития субъектности учащегося.

В соответствии с определением В.В. Давыдова, под деятельностным подходом в рамках проведённого исследования следует понимать такой способ построения процесса обучения, при котором его ключевой составляющей являются проектно-исследовательские виды деятельности. При этом деятельность выступает главным условием и средством развития личности учащегося как субъекта обучения, занимающего активную позицию.

В рамках данного подхода может быть рассмотрен ряд актуальных проблем, связанных с продуктивностью учебной деятельности, таких как мотивация к самообразованию, активность, самостоятельность, ответственность, сознательность и так далее. Характеризуя деятельностный подход, А.А. Ленотьев называет его процессом деятельности учащегося, способствующим становлению его сознания и личности ^{[12, с. 56]}.

По мнению И.А. Зимней, основой эффективности применения деятельностного подхода является совместная деятельность педагога и учащегося при главенствующей, центральной позиции второго. Применительно к формированию инженерной компетенции деятельностный подход, описанный в работе И.А. Зимней, нацелен на достижение следующих результатов:

- рост личностного смысла обучения для учащегося, достигаемый посредством построения образовательного процесса вокруг его интересов, а не по логике изучаемого предмета;

- сбалансированное освоение составляющих инженерную компетенцию видов деятельности и умений, достигаемое при соблюдении комплексного характера создания учебных проектов;

- глубинное и осмысленное освоение проектных знаний, обеспечиваемое универсальностью их применения в различных ситуациях;

- развитие творческого потенциала обучаемых как гуманистическая ценность проектного обучения ^{[9, с. 6; 16, с. 87]}.

Необходимость внедрения принципов данного подхода в учебную программу общеобразовательных учреждений актуализировалась с введением упомянутого ранее ФГОС. Деятельностный подход отвечает требованиям современных образовательных стандартов, поскольку способен в корне поменять традиционную парадигму, во многом игнорирующую практическую ценность образования, делая акцент на теоретической базе знаний ^{[5, с. 60]}. Поэтому данный подход в рамках проведенного исследования может быть рассмотрен в качестве теоретико-методологической стратегии, позволяющей определить главные компоненты проектно-исследовательской деятельности и оценить ее результаты с позиции деятельности.

В ходе анализа научной литературы было выявлено, что в большом количестве тематических трудов предлагается рассмотрение компетентностного подхода в диаде с деятельностным. Многие авторы описывают компетентностно- деятельностный подход как нечто неразделимое, что вполне справедливо для стратегии формирования инженерной компетенции учащихся средних классов.

Подобное сочетание подходов к формированию инженерной компетенции может стать достаточно эффективным инструментом обучения. Так, в рамках данного исследования применение компетентностно - деятельностного подхода позволяет решить ряд частных задач:

- рассмотреть компонентный состав инженерной компетенции;

- на основе выявленных компонентов инженерной компетенции осуществить качественный отбор средств и способов проектирования, которые могут помочь учащимся в учебной деятельности;

- направить учащихся на создание нового знания с целью саморазвития и самообразования.

По мнению П.П. Борисова, учебная деятельность, ориентированная не только на исследовательские, но и на практические задачи, сама модифицируется в предмет усвоения, что способствует укреплению практической и житейской пользы школьного образования, выработке практических навыков, развитию мыслительных способностей учащихся, осознанию учащимися роли исследования, творчества и эксперимента.

На основе описанного выше содержания компетентностного и деятельностного подходов представляется возможным сформулировать их принципы:

1. Принцип творческой активности – признание значимости внутренней программы как для построения программы обучения, так и для актов жизнедеятельности учащегося. Иными словами, инженерная компетенция может быть эффективно сформирована лишь при условии наличия внутренней потребности и активно положительной мотивации учащегося.

2. Принцип компетентностной ориентированности обучения - закрепляет необходимость формирования инженерной компетенции учащихся средних классов как механизма, способствующего обобщению и сведению в единую систему знаний, навыков и опыта, приобретенных в процессе проектно-исследовательской деятельности.

3. Принцип взаимодействия, также называемый принципом интеграции учащегося и преподавателя – представляет собой взаимовыгодное дополнение индивидуальных качеств, знаний, способов и средств разрешения поставленной проблемы. Ценность этого принципа заключается в том, что в процессе обучения между дающей и принимающей знание сторонами выстраивается такое пространство взаимоотношений, при котором учащийся идет по пути субъектного открытия, а преподаватель лишь направляет его проектно-исследовательскую деятельность для развития основных компонентов инженерной компетенции.

4. Принцип образовательного сотрудничества (школа - ВУЗ) – данный принцип подразумевает заинтересованность учебных заведений разного уровня в постепенном приобщении учащихся школьников и студентов к исследовательским проектам на разных этапах образовательной деятельности (школьном, вузовском, профессиональном и так далее). При этом важно, чтобы учебное заведение взяло на себя роль центра организации проектно-исследовательской деятельности учащихся. В рамках данной работы эта функция должна реализовываться общеобразовательными учреждениями как основным звеном системы непрерывного российского образования.

Для реализации принципа образовательного сотрудничества большое значение имеет стратегия приобщения. Это образовательная стратегия, целью которой является привлечение личности к различным видам проектно-исследовательской деятельности ^{[1, с. 56]}. Взаимодействие образовательных учреждений может проявляться на материально-техническом и научно-исследовательском уровнях.

Как показывает практика, зачастую российские школы уступают вузам по уровню материально-технического оснащения. Поэтому в условиях современного образовательного пространства приоритетным направлением сотрудничества представляется совместное пользование учащимися материально-технической и научной базами вуза, участие преподавателей вуза в подготовке учеников школ к конкурсам и олимпиадам, проведение совместных семинаров и научно-практических конференций и так далее.

Заключительным подходом формирования инженерной компетенции, рассматриваемым в данной работе, является системный. В самом общем понимании системный подход – это одно из основных направлений методологии научного исследования, основанное на рассмотрении объектов как единой системы. При этом под системой следует понимать совокупность элементов, органически связанных друг с другом и образующих целостность ^{[11, с. 99]}.

Системный подход позволяет рассмотреть процесс формирования инженерной компетенций учащихся с позиции ее внутренних и внешних свойств и связей, что делает возможным определить круг задач, поставить проблемы и отразить взаимообусловленность связанных с данным процессом явлений. Однако справедливо отметить, что взаимодействие не является ключевым аспектом системы и ее главной характеристикой.

В.С. Леднев аргументирует это тем, что системой может быть назван только комплекс, основанный на избирательном вовлечении элементов, взаимодействие которых направлено на достижение фокусированного результата ^{[11, с. 70]}. Исходя из данного положения, в рамках проведенного исследования под педагогической системой следует понимать множество взаимозависимых функциональных и структурных компонентов, подчиненных целям формирования инженерной компетенции ^{[10, с. 67]}.

Следует отметить, что процесс формирования инженерной компетенции учащихся средних классов имеет признаки системы:

- наличие цели и задач;

- оформленная компонентная структура - совокупность шести компонентов: мотивационного, деятельностного, личностного, интеллектуального, когнитивного и рефлексивного;

- взаимодействие связанных, но неравномерно развивающихся указанных компонентов;

- специфичные методы и методология формирования компетенции;

- управленческие и организационные формы проектно-исследовательской деятельности.

Говоря о процессе формирования инженерной компетенции как о системе, следует сказать, что она является открытой, каждая ее составляющая, развиваясь, получает новое качество. Благодаря существованию данной системы все ее компоненты взаимосвязаны и могут совершенствоваться только при определенных условиях и наличии объединяющих элементов.

Так, например, поэтапное формирование компонентов инженерной компетенции представляется возможным только при условии соблюдения целостности между опытом учащегося и его образовательной деятельностью. Следовательно, с позиции системного подхода одной из главных характеристик формирования инженерной компетенции представляется целостность процесса, представленная совокупностью методов развития взаимосвязанных компонентов, каждый из которых несет определенную смысловую нагрузку и работает на получение результата:

- мотивационный компонент - позитивное отношение к осуществляемой деятельности;

- деятельностный компонент - овладение и последующее применение приобретенных навыков;

- личностный компонент - владение средствами саморазвития и противостояние деформации личности учащегося, связанной с учебной деятельностью;

- интеллектуальный компонент - владение учащимся навыками умственной операционализации;

- когнитивный компонент - база теоретических знаний, необходимая для решения проектных задач;

- рефлексивный компонент – навыки индивидуального самоопределения и самовыражения учащихся.

Системный подход к формированию инженерной компетенции учащихся общеобразовательного учреждения позволяет рассматривать ее относительно самостоятельные компоненты, во-первых, в динамике, а не статично, и во-вторых, в их взаимосвязи, а не изолированно. Такой подход делает возможным обнаружить недостающие качественные характеристики и интегративные системные свойства, тормозящие развитие инженерной компетенции в целом.

Исходя из вышесказанного, к числу основных принципов системного подхода необходимо отнести следующие:

1. Принцип целостности системы – обозначает возможность расчленения процесса формирования инженерной компетенции на составляющие ее элементы для их углубленного совокупного изучения. При этом итогом изучения системы должен стать вывод о закономерностях единства ее взаимодействующих частей.

2. Структурность системы – данный принцип может быть рассмотрен как некоторый способ организации системы, остающейся неизменной в процессе обучения.

3. Иерархичность системы - подразумевает упорядоченное взаимодействие ее высшего и низшего уровней. Применительно к процессу формирования инженерной компетенции следует сказать, что данный принцип находит свое отражение в процессе приобретения и обобщения социально-профессионального опыта, компонентный состав которого формируется неравномерно.

4. Принцип взаимозависимости – сводится к установлению внутренней связи между компонентами системы, и внешней, проявляющейся в «контакте» полученных навыков со средой (применение полученного опыта на практике в условиях реальной жизни)

5. Принцип открытости системы – вытекает из предыдущего принципа и означает прочную связь процесса формирования инженерной компетенции с реальной жизнью. В самом широком представлении принцип открытости является главным условием эффективности российского образования, поскольку если система носит закрытый характер, то она деградирует, не неся никакой научно-практической ценности ^{[2, с. 214]}.

В целом, следует отметить, что реализация описанных наиболее значимых для формирования инженерной компетенции учащихся средних классов принципов позволяет избежать субъективности и узости предметного поля, а также очертить круг факторов, оказывающих воздействие на процесс формирования навыков проектно-исследовательской деятельности.

Обобщая изложенный в данной работе материал, можно сделать вывод о том, что процесс формирования инженерной компетенции учащихся общеобразовательных учреждений является достаточно сложным с точки зрения методологии его изучения. Поэтому для эффективной педагогической деятельности, направленной на формирование проектно-исследовательских навыков, необходимо опираться на принципы целого комплекса изученных подходов: личностно-ориентированного, компетентностного, деятельностного и системного.

Содержательный анализ подходов к формированию инженерной компетенции показал, что принципы, заложенные в них, нередко повторяются, однако изменяется их приоритетность. Так, например, принцип первостепенности учащегося и его интересов имеет место быть как в личностно-ориентированном, так и деятельностном подходе, однако в рамках первого ему отводится ключевая роль, тогда как во втором этот принцип представляется второстепенным.

Тем не менее, каждый из проанализированных подходов заключает в себе принципы, необходимые для всестороннего, полноценного формирования инженерной компетенции.