Ф ормирование исследовательской компетентности будущего учителя естественнонаучного профиля в процессе математической подготовки 13. 00. 08 теория и методика профессионального образования

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

На правах рукописи

Макарова Елена Леонидовна

формирование
исследовательской компетентности
будущего учителя
естественнонаучного профиля

в процессе
математической подготовки

13.00.08 – теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата педагогических наук

Самара – 2011

Р

абота выполнена на кафедре алгебры
ГОУ ВПО «Поволжская государственная
социально-гуманитарная академия»

Научный руководитель −	кандидат педагогических наук, доцент Рыжова Надежда Павловна
Официальные оппоненты:	доктор педагогических наук, профессор Коломок Оксана Ивановна;
	доктор педагогических наук, профессор Макаров Сергей Иванович
Ведущая организация –	ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н. Ульянова»

Защита состоится 16 ноября 2011 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.216.02 по защите диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.08 – теория и методика профессионального образования
при ФГБОУ ВПО «Поволжская государственная социально-гуманитарная академия» по адресу: 443090, г. Самара, ул. Блюхера, 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО
«Поволжская государственная социально-гуманитарная академия»
(443099, г. Самара, ул. М.Горького, 65/67).

Электронная версия автореферата размещена на официальном сайте ФГОУ ВПО ПГСГА 14 октября 2011 г. Режим доступа www.pgsga.ru .

Автореферат разослан 14 октября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат педагогических наук, доцент

С.В. Левина

Общая характеристика исследования

Актуальность исследования. В программе социально-экономического развития России определены основные направления совершенствования системы высшего педагогического образования. Для реализации национальной образовательной инициативы «Наша новая школа» необходимы профессионально компетентные педагоги, способные творчески мыслить, находить нестандартные решения, проявлять инициативу и готовые обучать школьников самостоятельному поиску информации, проектной и исследовательской деятельности. Актуальной проблемой высшей профессиональной школы становится обучение будущих учителей способам поиска и переработки научной информации в рамках самостоятельной исследовательской практики на основе компетентностного подхода. Эта задача требует целенаправленного формирования исследовательской компетентности студентов, способствующей высвобождению деятельностного начала, укреплению потребности педагога в познании.

Переход к единой европейской системе образования ставит перед педагогической наукой задачу теоретического обеспечения процесса становления и развития личности компетентного педагога-исследователя, владеющего технологией постановки научно-педагогического эксперимента в образовательном процессе. Безусловным требованием к подготовке будущего учителя выступает вооружение его знанием учебных дисциплин, формирование умений и навыков научно-исследовательской деятельности, развитие профессионально важных качеств, а также способности искать и реализовывать новые подходы к обучению и воспитанию учащихся.

В то же время сложившаяся образовательная практика в недостаточной степени способствует развитию исследовательской компетентности будущего учителя. Опыт показывает, что выпускники педагогических вузов не готовы к самостоятельной исследовательской работе по естественнонаучным дисциплинам и педагогике, не могут выступать ее организаторами. Поэтому возникает необходимость теоретического осмысления исследовательской компетентности будущего учителя.

Несмотря на достаточное число исследований, посвященных названной проблеме (В.Л. Дубинина, О.В. Ибрянова, Л.А. Каирова, Е.Н. Лекомцева, В.Н. Михелькевич, О.В. Ракитина, П.Ю. Романов, М.Н. Скаткин, Н.Н. Ставринова), имеющийся научный материал и опыт практической деятельности по подготовке будущих учителей естественнонаучного профиля к предметной и педагогической исследовательской деятельности не предполагает комплексной системы формирования ключевых исследовательских компетенций в процессе обучения в педагогическом вузе, эффективной при реализации ГОС ВПО третьего поколения в многоуровневой системе образования.

В ряде теоретических трудов (О.В. Ибрянова, Н.Н. Ставринова, З.И. Шершнева) задача подготовки будущего учителя к исследовательской деятельности редуцируется к задаче организации научно-исследовательской деятельности студентов в ходе учебного процесса. При этом задача решается в рамках университетской модели педагогического образования, ориентированной прежде всего на подготовку к научной деятельности, а не к повседневной педагогической практике.

Изучение состояния вопроса сформированности исследовательской компетентности выпускников педагогических вузов и работающих учителей школ позволило выявить ряд следующих противоречий:

– между ранее разработанными подходами к формированию исследовательской компетентности будущего учителя естественнонаучного профиля и необходимостью определения его новых концептуальных основ;

– между ориентацией действующих учебных программ и планов, методов профессиональной подготовки на «среднего» студента и потребностью рынка образовательных услуг в учителе, способном активно участвовать в инновационных процессах современной школы, вовлекать учащихся в научно-исследовательскую работу, строить взаимовыгодные связи этой работы с «высокой» наукой и индустрией;

– между традиционной парадигмой образования, предполагающей пассивную позицию студента в образовательном процессе, и новой концепцией высшей школы, нацеленной на развитие субъектных свойств будущего специалиста, его самостоятельности, познавательной и творческой активности, рефлексии.

Стремление разрешить данные противоречия определило выбор темы исследования – «Формирование исследовательской компетентности будущего учителя естественнонаучного профиля в процессе математической подготовки».

Цель исследования – повышение качества профессиональной подготовки будущего учителя (биологии, химии, географии) посредством формирования исследовательской компетентности в процессе изучения математики.

Объект исследования – процесс профессиональной подготовки студентов – будущих учителей естественнонаучного профиля.

Предмет исследования – формирование исследовательских компетенций будущего учителя естественнонаучного профиля в процессе математической подготовки.

Гипотеза исследования: формирование исследовательской компетентности будущего учителя естественнонаучного профиля в процессе математической подготовки окажется более эффективным, если:

– на основе анализа сущности и структуры исследовательской деятельности учителя естественнонаучного профиля будет разработана ее системно-ролевая модель;

– будет обоснована и разработана модель исследовательской компетентности будущего учителя естественнонаучного профиля, подлежащей формированию в педагогическом вузе;

– будут определены принципы и организационно-педагогические условия эффективного формирования исследовательской компетентности будущего учителя естественнонаучного профиля;

– будут разработаны и апробированы модули дидактической системы формирования исследовательской компетентности студентов в процессе обучения математике, включающие целевую компоненту, содержание обучения, методы и формы обучения, средства обучения, оценочную компоненту (на примере подготовки учителей биологии, химии, географии).

В соответствии с предметом, целью и гипотезой исследования были поставлены следующие задачи:

1) проанализировать сущность и структуру исследовательской деятельности учителя, разработать ее системно-ролевую модель;

2) обосновать и разработать модель исследовательской компетентности будущего учителя естественнонаучного профиля;

3) определить принципы и организационно-педагогические условия эффективного формирования исследовательской компетентности будущего учителя естественнонаучного профиля в системе многоуровневого образования;

4) разработать модули дидактической системы формирования исследовательской компетентности в математической подготовке будущего учителя естественнонаучного профиля;

5) разработать методы диагностики уровня развития исследовательских компетенций будущего учителя и оценить результативность педагогического эксперимента.

Методологическую основу исследования составили философские, педагогические и психологические теории; концепции развития личности; современные парадигмы профессионального образования.

Теоретико-методологическая основа исследования:

– на общефилософском уровне: философские положения о единстве теории и практики, всеобщей связи, взаимной обусловленности и целостности явлений и процессов окружающей действительности (М.С. Каган, Э. Морен, В.С. Степин, И.Т. Фролов, М. Хайдеггер и др.);

– на общенаучном уровне: общая теория деятельности, идеи об интегральных характеристиках личности (Б.Г. Ананьев, Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн), положения системного подхода (В.В. Краевский, Н.В. Кузьмина, А.В. Хуторской);

– на конкретно-научном уровне: методология комплексного педагогического исследования (С.И. Архангельский, А.Г. Бермус, Ю.К. Бабанский, Н.В. Кузьмина, И.Я. Лернер, Е.И. Пассов, М.Н. Скаткин, В.А. Сластенин, Г.П. Щедровицкий, Г.Н. Подчалимова, И.В. Ильина, А.Г. Пашков, А.Н. Ходусов, А.Д. Гонеев и др.); стратегия модернизации высшего образования в рамках Болонской декларации (В.И. Байденко, Т.Г. Волкова, Г. Джонсон, Е.Н. Ивахненко, В.А. Козырев, Л. Лесли, Л. Поуп, В.Д. Шадриков, Н.Л. Шубина и др.); теория компетентностного подхода в педагогическом образовании (В.И. Байденко, И.Л. Бим, В.А. Болотов, А.Г. Бусыгин, А.Л. Бусыгина, И.А. Зимняя, В.А. Козырев, В.И. Матвеев, Т.М. Носова, Л.В. Панфилова, Дж. Равен, В.В. Сафонова, Н. Хомский, А.В. Хуторской, В.Д. Шадриков и др.); системный подход к проблемам формирования и развития исследовательской компетентности педагога (Н.В. Бордовская, О.М. Буранок, В.И. Загвязинский, В.А. Кан-Калик, С.И. Макаров, А.К. Маркова, В.Н. Михелькевич, А.В. Мудрик, В.А. Сластенин, В.В. Сафонова, Н.А. Штульман и др.).

Методы исследования. Для решения поставленных задач и проверки исходных предположений был использован комплекс взаимодополняющих методов исследования, адекватных его предмету: изучение и анализ психологической, педагогической, методической литературы; эмпирические методы (педагогическое наблюдение, беседы, анкетирование, тестирование, самооценка, анализ образовательных программ, эксперимент); моделирование; методы математической статистики (корреляционный анализ).

Этапы и опытно-экспериментальная база. Исследование проводилось на базе ГОУ ВПО «Поволжская государственная социально-гуманитарная академия»^¹ (ПГСГА) в период с 2003 по 2011 год. Оно осуществлялось в три этапа.

Теоретико-проектировочный этап (2003–2007 гг.) включал изучение психолого-педагогической литературы и диссертационных исследований, посвященных проблемам формирования исследовательской компетентности учителя и технологиям образовательного процесса в педагогическом вузе, что позволило сформулировать исходные позиции настоящей работы. На данном этапе были проведены анализ и обобщение опыта работы преподавателей вузов, разработан понятийный аппарат исследования, определены его рабочая гипотеза и спектр решаемых задач; выполнялось научное обоснование, разрабатывалась дидактическая система формирования исследовательской компетентности будущего учителя.

Экспериментальный этап (2007–2010 гг.) можно условно разделить на два. На констатирующем этапе выявлялся реальный уровень сформированности исследовательской компетентности работающих учителей биологии и химии, а также студентов старших курсов естественно-географического факультета педагогического вуза. На основе полученных данных в рамках построенной модульной дидактической системы был создан комплекс методических заданий, разрабатывался диагностический аппарат исследования. Формирующий эксперимент был направлен на апробацию дидактической системы формирования исследовательской компетентности будущего учителя, корректировку дидактического процесса, уточнение теоретико-экспериментальных положений диссертационного исследования, а также на адаптацию разработанных модулей к образовательным стандартам высшего профессионального образования третьего поколения.

Завершающий этап (2011 г.) включал проведение качественного и количественного анализа полученных результатов; систематизацию и обобщение экспериментальных данных; определение выводов; оформление диссертационных материалов; внедрение результатов теоретической и экспериментальной работы в систему лекционно-практических занятий. Результаты работы на данном этапе представлены программами модулей «Методы высшей математики», «Теория вероятностей в прикладных задачах естествознания», «Избранные математические модели в задачах естествознания», «Статистические модели в научном исследовании» и методических компонентов (учебных заданий) для них.

Научная новизна исследования:

проанализированы сущность и структура исследовательской деятельности учителя естественнонаучного профиля и на основе анализа разработана ее системно-ролевая модель (учитель предстает как: I – исследователь предметной области, II – педагог-исследователь, III – менеджер исследовательских проектов);
обоснована и разработана модель исследовательской компетентности будущего учителя (представляет собой неразрывное единство процессной, аналитической, методологической, коммуникативной, эвристической, социокультурной и метапредметной компетенций);
определены и обоснованы принципы и организационно-педагогические условия эффективного формирования исследовательской компетентности будущего учителя в системе многоуровневого образования (принципы: оптимальности, комплиментарности, модульности, сочетания фундаментального и контекстного обучения; организационно-педагогические условия: учета социальной мобильности, последовательного уменьшения внешнего контроля, нисходящей спирали управления учебным процессом, восходящей спирали погружения в социальный контекст, фундирования, сочетания инвариантных базовых дисциплин и вариативных спецкурсов);
разработана и апробирована дидактическая система математической подготовки будущего учителя естественнонаучного профиля (она [система] представляет собой совокупность модулей, освоение содержания которых выступает структурообразующим элементом формирования исследовательской компетентности в системе многоуровневого образования);
разработаны методы диагностики уровня развития исследовательских компетенций будущего учителя (представляют собой совокупность творческих заданий, психологических тестов и алгоритмов)

Теоретическая значимость исследования заключается в следующем: его результаты расширяют научные представления о сущности, структуре и содержании исследовательской компетентности учителя; они открывают новые возможности для конструирования дидактических систем, фокусированных на формировании исследовательской компетентности учителя, способствующих интенсификации, оптимизации и индивидуализации обучения студентов.

Практическая значимость исследования состоит в том, что его результаты направлены на повышение эффективности профессиональной подготовки будущего учителя за счет эксплицитного формирования составляющих исследовательской компетентности в процессе изучения дисциплин всех циклов. Разработка и апробация модулей образовательной области «Математика» («Методы высшей математики», «Теория вероятностей в прикладных задачах естествознания», «Избранные математические модели в задачах естествознания», «Статистические модели в научном исследовании»), включенных в содержание образования будущих учителей (биологии, химии, географии), служат реальными предпосылками обновления образовательных технологий.

Достоверность результатов исследования обеспечивается методологической обоснованностью исходных положений; разнообразием и взаимодополняемостью методов исследования, адекватных его предмету, цели и задачам; ведением теоретических исследований в единстве с практической деятельностью и ориентацией на нее; поэтапностью и продолжительностью педагогического эксперимента, личным участием автора во всех этапах его проведения; подтверждением на статистически значимом уровне гипотетических позиций; воспроизводимостью полученных результатов в реальной образовательной практике профессиональной школы и их соответствием имеющимся в системе психолого-педагогических дисциплин научным представлениям и принципам; обработкой результатов эксперимента методами математической статистики.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Системно-ролевая модель исследовательской деятельности учителя, разработанная на основе анализа сущности и структуры исследовательской деятельности учителя, отражает роли:

– исследователь в предметной области (в этой роли учитель осуществляет научную деятельность в области естественных наук индивидуально, в коллективе, в рамках сотрудничества с другими организациями, вместе с учащимися в качестве руководителя и ведущего научного работника);

– педагог-исследователь (ведет научно-экспериментальную работу в сфере дидактики, методики преподавания и воспитания, педагогики и психологии, социологии малых групп для локального решения практико-ориентированных задач или как часть научного проекта);

– менеджер исследовательских проектов (выступает организатором исследований в группах учащихся и учителей, в методических объединениях).

2. Модель исследовательской компетентности учителя отражает неразрывное единство составляющих ее компетенций: 1) аналитической (способность учителя понимать и резюмировать научные работы, оценивать их по выбранным параметрам, осуществлять эффективный библиографический поиск); 2) процессной (выступающей как способность учителя следовать выбранному алгоритму исследования с контролем промежуточных результатов и коррекцией исследовательского процесса); 3) эвристической (суть которой в умении выбирать направление исследования на основе неполных или некорректных данных, обобщать опыт практической деятельности и выдвигать различные гипотезы на основе этого обобщения); 4) методологической (под которой понимается владение методологическим аппаратом педагогического исследования и методами научного исследования в избранных предметных областях); 5) коммуникативной (включающей навыки оформления научных публикаций, ведения дискуссий и полемики); 6) социокультурной (подразумевающей знание учителя о культурной и социальной специфике ведения предметного и педагогического научного исследования); 7) метапредметной (позволяющей учителю осуществлять комплексное планирование и управление исследовательским процессом, компенсировать недостаточность знания методологии методологии и решать коммуникативные проблемы).

3. Система принципов и организационно-педагогических условий формирования исследовательской компетентности будущего учителя естественнонаучного профиля включает принципы: комплиментарности (предполагает учет реального уровня общеучебных умений и навыков студентов при построении учебного процесса), модульности (предполагает переход к модульному обучению),оптимальности (предусматривает оптимизацию размещения курсов и модулей в системе непрерывного образования и самообразования учителя), сочетания фундаментального и контекстного обучения; организационно-педагогические условия: учета социальной мобильности, последовательного уменьшения внешнего контроля, нисходящей спирали управления учебным процессом, восходящей спирали погружения в социальный контекст, фундирования, сочетания инвариантных базовых дисциплин и вариативных спецкурсов.

4. Структурообразующим элементом формирования исследовательской компетентности будущего учителя естественнонаучного профиля является совокупность модулей «Методы высшей математики», «Теория вероятностей в прикладных задачах естествознания», «Избранные математические модели в задачах естествознания», «Статистические модели в научном исследовании». Дидактическая система преподавания этих модулей эффективно реализуется преимущественно в рамках двух направлений: 1) стандартное фундирование содержания образования, 2) фундирование исследовательских компетенций, осуществляемое преимущественно за счет выбора методов и средств обучения.

5. Методы диагностики уровня развития исследовательских компетенций будущего учителя естественнонаучного профиля, представляющие собой совокупность творческих заданий, психологических тестов и алгоритмов.

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования нашли отражение в статьях, методических рекомендациях, опубликованных автором. Они обсуждались и получили одобрение на международных, всероссийских и региональных научно-практических конференциях (Самара –2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 гг.; Москва – 2008 г.; Тольятти – 2009 г.; Биробиджан – 2010 г.; Ханты-Мансийск – 2010 г.). Материалы исследования внедрялись автором в процессе педагогической деятельности в Поволжской государственной социально-гуманитарной академии, а также обсуждались на заседаниях и методологических семинарах кафедры алгебры ПГСГА.

Основные результаты диссертационного исследования отражены в 20 публикациях автора, 3 из которых помещены в изданиях, включенных в реестр ВАК МО и НРФ.

Структура исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы (268 наименований), 9 приложений, 31 иллюстрация. Общий объём работы – 172 страницы машинописного текста.

Основное содержание диссертации

Во введении обосновывается актуальность исследования, определяются цель, объект, предмет, гипотеза и задачи исследования; раскрываются теоретико-методологические основы, методы исследования; охарактеризованы новизна, теоретическая и практическая значимость работы; излагаются основные положения, выносимые на защиту, даются сведения об апробации и внедрении результатов в практику.

В первой главе «Исследовательская компетентность будущего учителя как категория дидактики» анализируется проблема содержания исследовательской деятельности учителя, определяется структура и содержание исследовательской компетентности, разрабатывается ее модель и выявляются особенности ее формирования.

При решении первой задачи, поставленной в диссертации, т.е. при анализе сущности и структуры исследовательской деятельности учителя, было установлено следующее. Как специалист в своей предметной области учитель может вести научную работу по биологии, химии и т.д. индивидуально (аспирантура, гранты), в коллективе (проекты), в рамках сотрудничества с другими организациями, вместе с учащимися в качестве руководителя и ведущего научного работника. В качестве педагога-исследователя учитель способен вести изыскания в сфере дидактики, методики преподавания и воспитания, педагогики и психологии, социологии малых групп. Такого рода деятельность осуществляется в рамках какого-либо научного проекта или в процессе решения практико-ориентированных задач. При этом возможен вариант, когда учитель выступает менеджером некоторого исследовательского или инновационного проекта.

В процессе разработки системно-ролевой модели выделены три основные роли учителя, осуществляемые им в рамках исследовательской деятельности: исследователь в предметной области, педагог-исследователь, менеджер исследовательских проектов (Рис. 1).

Учитель	Предметник	Исследователь в предметной области	Менеджер образовательных проектов
		Исследователь в предметной области
	Методист
		Педагог-исследователь
	Психолог	Педагог-исследователь

	Воспитатель	Менеджер исследовательских проектов

	Менеджер

Рис 1. Системно-ролевая модель
исследовательской деятельности учителя

Установлено, что подготовка будущего учителя к выполнению этих ролей должна осуществляться в рамках компетентностного подхода, предполагающего «приоритетную ориентацию на цели – векторы образования: обучаемость, самоопределение, самоактуализация, социализация и развитие индивидуальности» (Э.Ф. Зеер).

В процессе решения второй задачи, разработана модель исследовательской компетентности учителя, компонентами которой выступают аналитическая, процессная, эвристическая, методологическая, коммуникативная, социокультурная, метапредметная компетенции.

Под аналитической компетенцией подразумевается способность учителя понимать и резюмировать содержание научно-исследовательских работ по педагогике и в своей предметной области, оценивать их по выбранным параметрам, осуществлять эффективный библиографический поиск. Процессная (синтетическая) компетенция – способность учителя следовать выбранному алгоритму исследования, осуществлять контроль промежуточных результатов, проводить текущую коррекцию исследовательского процесса. Эвристическая компетенция заключается в умении выбирать направления исследования на основе неполных или некорректных данных, обобщать опыт практической деятельности и выдвигать различные гипотезы на основе этого обобщения. Под методологической компетенцией понимается владение методологическим аппаратом педагогического исследования и методами научного исследования в избранных предметных областях. Социокультурная компетенция подразумевает знание учителя о культурной специфике предметного и педагогического научного исследования, о социокультурном контексте организации и проведения исследовательской работы (этика, правила, правовые нормы, социальные условности и т.п.). Коммуникативная компетенция предполагает умение вступать в коммуникативный акт с другими субъектами исследовательской деятельности в выбранном направлении и включает навыки оформления научных публикаций, ведения дискуссий и полемики. Наличие метапредметной (стратегической) компетенции позволяет учителю осуществлять комплексное планирование и управление исследовательским процессом, компенсировать недостаточность знания методологии, решать коммуникативные проблемы.

Базовыми выступают аналитическая, методологическая, процессная и коммуникативная компетенции, обеспечивающие исследовательскую деятельность на исполнительском уровне. Планирование и организация исследовательской работы, даже в сравнительно небольшом масштабе, требуют умения работать с неформализованными, нечеткими исходными данными (эвристическая компетенция) и разрешать социальные, культурные, правовые коллизии, которые могут возникнуть в процессе исследования (начиная от получения согласия родителей для внедрения в классе нетрадиционных методов изучения предмета). Формирование метапредметной компетенции, возможно лишь при условии достаточного развития всех прочих компетенций (Рис. 2, стр. 13).

Модель исследовательской компетентности инвариантна предметной области. Ее содержательное наполнение (алгоритмы, методы, тезаурус и т.п.) конкретизируется в зависимости от направления подготовки учителя.

Рис. 2. Обобщенная модель
исследовательской компетентности учителя
естественнонаучного профиля

По ряду объективных причин большинство проблем формирования исследовательской компетентности учителя приобретает особую остроту в процессе обучения студентов естественно-географического факультета. Они одновременно должны осваивать в значительном объеме методы профильных дисциплин, математики и гуманитарных наук. Исследовательская деятельность таких учителей подчас сопряжена с решением финансовых и материально-технических проблем. Названные категории учителей вовлекаются в процессы интеграции школы с производством, сотрудничества школы и учреждений начального и среднего профессионального образования в большей степени, чем другие. При этом структура российского рынка труда такова, что студенты (биологи, химики, географы), приобретая опыт научно-исследовательской работы в предметных областях, часто трудоустраиваются вне системы общего среднего образования. Одновременно у выпускников общеобразовательных школ наблюдается падение интереса к профессии учителя биологии, химии, географии, отражением чего выступает снижение качества знаний у первокурсников. На современном этапе падает качество педагогических кадров, не имеющих доступа к квалифицированной научно-методической поддержке в пределах образовательного учреждения. Эти причины обусловили наш выбор специальностей «Биология», «Химия», «География» для разработки технологии формирования исследовательской компетентности современного учителя.

Во второй главе «Формирование исследовательской компетентности будущего учителя: теория в контексте практики математической подготовки» обсуждаются принципы и организационно-педагогические условия формирования исследовательской компетентности студентов педагогического вуза, вопросы ее развития в процессе изучения математики, дается оценка результативности педагогического эксперимента.

При решении третьей задачи исследования определены принципы и организационно-педагогические условия формирования исследовательской компетентности учителя (см. рис. 3).

Рис. 3. Принципы и организационно-педагогические условия
формирования исследовательской компетентности будущего учителя

Учет реального уровня общеучебных умений и навыков обучаемых – суть сформулированного принципа комплиментарности. Необходимым условием его реализации выступает соблюдение принципа модульности, фиксирующего переход к модульному обучению.

Условием практического воплощения принципа модульности выступает соблюдение принципа оптимальности, констатирующего необходимость оптимального размещения курсов и модулей в системе непрерывного образования и самообразования учителя. Принцип оптимальности имеет и иную грань: учебные курсы (математика и т.п.), требующие усвоения значительных объемов информации, жесткого контроля со стороны преподавателя, не имеет смысла глубоко погружать в социальный контекст, неизбежный при формировании исследовательской компетентности студента, изучающего иные дисциплины.

Необходимыми организационно-педагогическими условиями реализации перечисленных принципов выступают:

– учет социальной мобильности;

– последовательное уменьшение внешнего контроля;

– нисходящая спираль управления учебным процессом.

Смысл первого условия предельно ясен из его названия. Второе условие – требование постепенного перехода в процессе обучения от жесткого контроля со стороны преподавателя к самоконтролю студента. Третье условие предполагает необходимость последовательного наращивания доли самостоятельной работы обучаемых.

В соответствии с принципом сочетания фундаментального и контекстного обучения должен достигаться оптимальный баланс между традиционным и контекстным подходами в образовательном процессе. Его практическое воплощение возможно при соблюдении трех организационно-педагогических условий: 1) увеличение доли контекстного обучения по мере накопления социального опыта (условие восходящей спирали погружения в социальный контекст); 2) фундирование в узком смысле – как необходимость актуализации базовых учебных элементов школьной и вузовской дисциплины с последующим их теоретическим обобщением (навеяно идеями В.Д. Шадрикова); 3) гармоничное сочетание инвариантных базовых дисциплин и вариативных спецкурсов.

При решении четвертой задачи исследования были разработаны модули дидактической системы формирования исследовательской компетентности будущего учителя в процессе изучения математики. Разработка модулей осуществлялась на основе анализа действующих учебных программ, образовательной практики, а также при соблюдении принципов формирования исследовательской компетентности, сформулированных выше.

Концепция фундирования (условие фундирования), предложенная В.Д. Шадриковым, выступая существенным моментом нашего исследования, предполагает следующий алгоритм:

– определение содержания уровней базового школьного учебного элемента (знания, умения, навыки, математические методы, идеи, алгоритмы и процедуры);

– определение содержания уровней и этапов (профессионального, фундаментального и технологического) развертывания базового вузовского учебного элемента;

– определение технологиий фундирования (диагностируемое целеполагание, наглядное моделирование уровней глобальной структуры, локальной модельности, управления познавательной и творческой деятельностью студентов, блоки мотивации базовых учебных элементов);

– определение методической адекватности базовых школьных и вузовских (фундированных) учебных элементов на основе современных методологических концепций.

Принципиальной особенностью модификации концепции фундирования, предложенной в настоящем исследовании, выступает спиралевидная схема моделирования и развертывания базовых учебных элементов в направлении их творческого обобщения в рамках математической подготовки студентов.

Перечень конкретных исследовательских компетенций, формируемых при изучении каждого из модулей, представлен на рис. 4.

				– компетенция формируется эксплицитно (явно)
				– компетенция формируется имплицитно (неявно)

I – «Методы высшей математики»; II – «Теория вероятностей в прикладных задачах естествознания»; III – «Избранные математические модели в задачах естествознания»; IV– «Статистические модели в научном исследовании».

Рис. 4. Распределение модулей дидактической системы
в соответствии с формируемыми исследовательскими компетенциями

Н
Средства обучения соответствуют
нисходящей спирали управления учебным процессом

Содержание обучения
определяется
на основе ГОС ВПО
и мнений коллективного педагогического
субъекта
а основе контент-анализа педагогической литературы было определено содержание модулей, подлежащих освоению студентами естественно-географических факультетов. В целом дидактическая система формирования исследовательской компетентности студента – будущего учителя естественнонаучного профиля представлена на рис. 5.

Целевая компонента – формирование
исследовательской
компетентности
будущего учителя

Оценочная компонента трансформируется
по мере развертывания спирали фундирования
от традиционной
к новой

Дидактическая
система
формирования
исследовательской компетентности
студента

Методы и формы
обучения:
от традиционных
к инновациионным

Рис. 5. Дидактическая система формирования
исследовательской компетентности студента

Предлагаемый набор модулей образовательной области «Математика», нацеленный на формирование исследовательской компетентности будущего учителя, строится в соответствии с двойной спиралью фундирования. Первый слой представляет собой фундирование «по содержанию обучения». Второй слой представлен алгоритмом эксплицитного формирования исследовательских компетенций, отраженным в учебных задачах (Табл. 1).

Таблица 1

Учебные задачи, нацеленные на
формирование исследовательских компетенций

Модуль	Компетенция	Типы заданий
I	Процессная	Расчетные задания
I	Аналитическая	Текстовые задачи, требующие формализации
II	Аналитическая	Вероятностные задачи
II	Методологическая	Задачи биологии и химии, решаемые методами теории вероятностей Задачи ГИС, решаемые комбинаторными методами
III	Методологическая	Прикладные задачи биологии, химии, географии, психологии
	Коммуникативная	Подготовка отчетов, презентаций, рефератов, курсовых работ
	Эвристическая	Недоопределенные задачи Прикладные задачи, допускающие построение нескольких математических моделей
IV	Эвристическая	Разведочный анализ данных, поиск факторов, поиск зависимостей
	Социокультурная	Организация и самостоятельное проведение анкетирования
	Метапредметная	Планирование исследования Участие в проекте Самостоятельное проведение исследования

Возможность практической реализации сформулированных принципов формирования исследовательской компетентности будущего учителя находит свое подтверждение и при анализе результатов педагогического эксперимента, проведенного нами с целью решения пятой задачи исследования. Он проводился на базе естественно-географического факультета ПГСГА, в нем (в период 2003–2011 гг.) приняло участие в общей сложности 687 студентов.

В ходе констатирующего этапа был разработан и апробирован диагностический инструментарий для оценки уровня сформированности исследовательских компетенций будущего учителя. Его обобщенные характеристики представлены в таблице 2.

Таблица 2

Формы и методы диагностики исследовательских компетенций

Компетенция	Диагностика
Аналитическая	Тестовое задание на анализ публикации по профессиональной/педагогической проблеме
Процессная	Тестовое задание на проведение исследования по заданному алгоритму
Методологическая	Тест на знание методов исследования в предметной области, педагогики и психологии
Коммуникативная	Тест-опросник КОС (коммуникативно-организаторских способностей) и анкета по определению уровня коммуникативного опыта в исследовательской деятельности
Социокультурная	Психологический тест для изучения личностной предрасположенности к конфликтному поведению
Эвристическая	Задание, позволяющее оценить нестандартность мышления
Метапредметная	Задание по планированию гипотетического исследования

Наряду с ними использовался метод экспертных оценок, применявшийся в рамках занятий, проводимых с использованием инновационных образовательных технологий^².

В рамках констатирующего этапа педагогического эксперимента установлено, что изучение математики на естественно-географическом факультете вызывает у студентов существенные затруднения.

Констатирующий этап педагогического эксперимента подтвердил актуальность выбранного направления исследования. Полагалось, что разработка эффективной технологии формирования исследовательских компетенций будущего учителя должна выступать необходимым условием качественной подготовки студентов.

В рамках проведенного в 2008–2010 гг. формирующего этапа педагогического эксперимента осуществлена апробация дидактической системы формирования исследовательской компетентности.

В целом результаты формирующего этапа педагогического эксперимента представлены на рис. 6.

Рис. 6. Результаты формирующего эксперимента

Обработка экспериментальных данных, полученных в ходе формирующей части педагогического эксперимента с надежностью 0,95, позволяет утверждать, что различия в уровне исследовательской компетентности студентов экспериментальной и контрольной групп являются статистически значимыми. Это обстоятельство свидетельствует о возможности эффективного формирования исследовательской компетентности будущих учителей (биологии, химии, географии) при изучении образовательной области «Математика». Результаты педагогического эксперимента подтверждают наши теоретические положения о необходимости и возможности формирования исследовательской компетентности студентов на ступени высшего профессионального образования.

В ходе исследования решены поставленные задачи, доказана гипотеза и получены следующие результаты и выводы:

1. Проанализирована сущность и структура исследовательской деятельности учителя естественнонаучного профиля, и на основе этого анализа разработана системно-ролевая модель исследовательской деятельности учителя (учитель предстает как: I – исследователь предметной области, II – педагог-исследователь, III – менеджер исследовательских проектов).

2. Обоснована и разработана модель исследовательской компетентности учителя (представляет собой неразрывное единство процессной, аналитической, методологической, коммуникативной, эвристической, социокультурной и метапредметной компетенций).

3. Определены принципы и организационно-педагогические условия формирования исследовательской компетентности будущего учителя в системе многоуровневого образования (принципы оптимальности, комплиментарности, модульности, сочетания фундаментального и контекстного обучения; организационно-педагогические условия учета социальной мобильности, нисходящей спирали управления учебным процессом, сочетания инвариантных базовых дисциплин и вариативных спецкурсов, фундирования, восходящей спирали погружения в социальный контекст).

4. Спроектирована дидактическая система математической подготовки будущего учителя естественнонаучного профиля (представляет собой совокупность модулей, освоение содержания которых выступает структурообразующим элементом формирования исследовательской компетентности в системе многоуровневого образования).

5. Разработаны методы диагностики уровня развития исследовательских компетенций будущего учителя (как совокупность творческих заданий, психологических тестов и алгоритмов).

Проведенное нами исследование не является научной разработкой, полностью исчерпывающей проблему формирования исследовательской компетентности будущих учителей естественнонаучного профиля. Требуют дальнейшего изучения такие вопросы, как разработка электронных учебно-методического пособий по математике и более совершенных методик оценки сформированности исследовательской компетентности будущего учителя.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

Публикации в изданиях, включенных в реестр ВАК МО и Н РФ

Макарова, Е.Л. Ключевые исследовательские компетенции современного учителя и их формирование в процессе обучения в вузе [Текст] / Е.Л. Макарова // Образование и саморазвитие : научный журнал. – Казань, 2010. – №4. – С. 80–86. – 0,4 п.л.
Макарова, Е.Л. Вопросы формирования исследовательской компетентности будущего педагога в процессе математической подготовки [Текст] / Е.Л. Макарова // Профессиональное образование. Столица. – М., 2011. – № 2. – С. 30–31. – 0,15 п.л.
Макарова, Е.Л. Математическое образование как системообразующий фактор формирования исследовательской компетентности учителя-предметника [Текст] / Е.Л. Макарова // Сибирский педагогический журнал. – Новосибирск, 2011. – №2. – С. 32–40. – 0,5 п.л.

Научные статьи и материалы конференций

Макарова, Е.Л. Формирование готовности к научно-исследовательской деятельности учителей-предметников в рамках модельного подхода [Текст] / Е.Л. Макарова // Самообразование личности в информационной среде : материалы международной заочной научно-практической конференции, 20 мая 2010 г. – Ханты-Мансийск : АУ ДПО ХМАЮ-Югры «Институт развития образования», 2010. – С. 310–314.
Макарова, Е.Л. Моделирование и формализация в процессе изучения некоторых разделов математики студентами естественнонаучного профиля педагогического вуза [Текст] / Е.Л. Макарова // Актуальные вопросы методики преподавания математики и информатики : сборник трудов Пятой международной научно-практической конференции, Биробиджан, 16 апреля 2010. В 2 ч. Ч. 1 / под науч. ред. Р.И. Баженова. – Биробиджан : ГОУ ВПО «ДВГСГА», 2010. – С 62–65.
Макарова, Е.Л. Математическая подготовка будущих учителей химии [Текст] / Е.Л. Макарова, Н.П. Рыжова // Математика, информатика и их преподавание. – М. : МПГУ, 2009. – С. 234–236.
Макарова, Е.Л. Роль математики в профессиональном образовании учителей химии [Текст] / Е.Л. Макарова // Интегративный характер современного математического образования : материалы Второй всерос. научно-практ. конф., посвященной проф. В.Ф.Волкодавову. – Самара : ПГСГА, 2009. – С. 166–169.
Макарова, Е.Л. О некоторых принципах и методах преподавания математики химикам [Текст] / Е.Л. Макарова // Вестник ПГСГА. Факультет математики, физики и информатики. Вып. 4. – Самара : ПГСГА, 2009. – С. 43–45.
Макарова, Е.Л. Концепция профессионально-ориентированного курса математики для будущих учителей химии [Текст] / Е.Л. Макарова // Математическое образование: Непрофильные специальности. Моделирование. Информационные технологии : сборник трудов IV Международной научной конференции «Математика. Образование. Культура» / под общ. ред. Р.А. Утеевой. В 3 ч. Ч. 3. – Тольятти : ТГУ, 2009. – С. 42–44.
Макарова, Е.Л. Профессиональная направленность курса математики на естественно-географическом факультете [Текст] / Е.Л. Макарова // Вестник СГПУ. Институт математики, физики и информатики. Вып. 3. Профессору Л.И.Кошкину посвящается. – Самара : СГПУ, 2008. – С. 82–84.
Макарова, Е.Л. Математическая подготовка будущих учителей химии – от фундаментального образования к формированию ключевых компетенций [Текст]/ Е.Л. Макарова // Интегративный характер современного математического образования : сб. трудов междунар. научно-практ. конф., посвященной 100-летию со дня рождения С.П. Пулькина, г. Самара. В 2 ч. Ч. 1. – Самара : СГПУ, 2007. – С. 136–141.
Макарова, Е.Л. Теория вероятностей и математическая статистика у студентов нематематических специальностей [Текст] / Е.Л. Макарова // Научные доклады ежегодной межвузовской 59-ой научной конференции СГПУ. – Самара : СГПУ, 2005. – С. 79–81.

Учебные пособия и методические рекомендации

Макарова, Е.Л. Методы высшей математики в примерах и задачах [Текст] : учебно-методическое пособие / Е.Л. Макарова. – Самара : ПГСГА, 2010. – 100 с. – 6,25 п.л.
Макарова, Е.Л. Теория вероятностей в прикладных задачах естествознания [Текст] : учебно-методическая разработка / Е.Л. Макарова.– Самара : ПГСГА, 2010. – 60 с.– 3,75 п.л.
Макарова, Е.Л. Избранные математические модели в задачах естествознания [Текст] : учебно-методическая разработка / Е.Л. Макарова.– Самара : ПГСГА, 2010. – 48 с.– 3 п.л.
Макарова, Е.Л. Статистические модели в научном исследовании [Текст] : учебно-методическая разработка / Е.Л. Макарова.– Самара : ПГСГА, 2010. – 96 с. – 6 п.л.
Макарова, Е.Л. Задачи и упражнения по теории вероятностей [Текст] : учебно-методическая разработка / Е.Л. Макарова, Ю.В. Вохмина. – Самара : СГПУ, 2007. – 56 с. – 3,5 п.л.
Макарова, Е.Л. Основы интегрального исчисления [Текст] : учебно-методическая разработка / Е.Л. Макарова, Н.П. Балабаева. – Самара : СГПУ, 2007. – 48 с.– 3 п.л.
Макарова, Е.Л. Основы математической статистики. Ч. II [Текст] : учебно-методическая разработка / Е.Л. Макарова. – Самара : СГПУ, 2006. – 24 с.– 1,5 п.л.
Макарова, Е.Л. Основы математической статистики. Ч. 1 [Текст] : учебно-методическая разработка / Е.Л. Макарова. – Самара : СГПУ, 2005. – 24 с.– 1,5 п.л.

Подписано к печати 11.10. 2011 г.

Формат 60х84/16. Бум. писч. бел.

Печать офсетная. Гарнитура «Times».

Объем 1,25 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №

Отпечатано в типографии ООО «Порто-принт»

1 До 2009 года – Самарский государственный педагогический университет.

2 Тренинг «Лаборант», деловая игра «Грант», командная игра «Случайность и закономерность», круглый стол «Моделирование – наука или искусство?» и др.

Blog

Содержание