при обучение научным дисциплинам
При обучение научным дисциплинам
Отличительной чертой нашего времени является тенденция к интеграции знаний. Происходит интенсивное взаимопроникновение идей и методов различных научных направлений. Появляются новые дисциплины на стыке наук. Это обусловлено необходимостью многомерного видения каждого явления.
Комплексный подход к решению проблем технического, экономического, экологического характера особенно необходим настоящее время в период бурного развития научно-технической мысли.
С учетом задач, стоящих перед современным образованием, можно сказать, что методы обучения – это способы взаимно связанной деятельности преподавателя и студента, направленные на реализацию компетентностного подхода, наилучшее усвоение знаний, привитие определенных навыков и умений, развитие познавательной активности, самостоятельности и творческих способностей. Реализация различных методов и методических приемов должны сформировать у студентов осознанные, систематические и прочные знания.
Основной плюс естественнонаучных дисциплин заключается в том, со многими природными фактами и явлениями студенты сталкиваются в процессе жизнедеятельности, поэтому имеют некоторый багаж знаний по изучаемым дисциплинам. Задача преподавателя в процессе обучения преобразовать, казалось бы, давно известные факты в научные знания, при этом научить студентов грамотно высказывать свое мнение и самостоятельно мыслить.
Для совершенствования учебного процесса необходимо использовать как давно проверенные методические приемы (дидактический материал, рабочие тетради, тестовые задания, проверочные работы, устные опросы и другие), так и инновационные формы обучения с использованием компьютерных технологий, мультимедийного оборудования, дистанционного обучения. Сочетание методов позволит реализовать поставленные задачи на более высоком уровне.
Учебно-методическая работа так же должна быть направлена на совершенствование традиционных методов. При проведении лекционно-практических занятий по естественнонаучным дисциплинам преподаватель вводит студента в проблематику изучаемой темы, заинтересовывает ее сложными аспектами. При этом для оптимизации восприятия используются мультимедийные лекции, учебные фильмы, компьютерное тестирование. К сожалению, большой объем изучаемого материала часто не позволяет углубиться в важные и интересные подробности темы. На помощь приходят такие методы как спецкурсы, кружковая работа, самостоятельная работа студентов.
В современном вузе особое внимание уделяется самостоятельной работе. Данный вид деятельности является не просто важной формой образовательного процесса, а должен стать его основой, одним из способов адаптации к профессиональной деятельности в современном мире. Преподаватель должен научить студента не пассивно потреблять знания, а быть их активным творцом. Следовательно, самостоятельная работа должна перейти из метода закрепления пройденного материала в методику формирования творческой личности способной к саморазвитию, самообразованию, инновационной деятельности.
Широко можно использовать методы проблемного и развивающего обучения. При этом ставится познавательная проблема, требующая активного самостоятельного поиска. Преподаватель направляет деятельность студентов на установление причинно-следственных связей, открытие новых граней рассматриваемой тематики.
Методы совершенствования учебных занятий многообразны. Их выбор зависит от учебной программы, особенностей специализации, профессиональной ориентации, целей и задач обучения. Все методы и методические приемы при преподавании естественнонаучных дисциплин должны быть тесно взаимосвязаны и направлены на поиск межпредметных связей. Выбор метода тогда будет удачным и оптимальным, когда за короткое учебное время будут получены наилучшие результаты. Экономичность метода, достижение максимального эффекта при наименьших затратах времени – одна из важнейших задач образовательного процесса.
В организации учебно-методической работы первостепенное значение имеет способность образовательной системы оперативно реагировать на меняющиеся запросы общества, а инновационная деятельность является условием создания механизма адаптации к новой экономической, социальной и демографической ситуации в стране и регионе.
Интегрированное обучение естественно-научным дисциплинам
Суть и цель качественного обновления образования в XXI в. – подготовка выпускника, способного освоить любую специальность. Необходимо развивать у студентов умение осознанно использовать полученные знания и умения для целостного решения профессиональных задач. Это возможно, по нашему мнению, только на основе интегрированного обучения дисциплинам.
Принцип интегрированного обучения тогда выступает как основной механизм построения моделей профессиональной деятельности.
Касаясь проблемы интегрированного обучения, В.И. Вернадский писал: «. рост научного знания в ХХ в. быстро стирает грани между отдельными науками. Мы все больше специализируемся не по наукам, а по проблемам. Это позволяет, с одной стороны, чрезвычайно углубляться в изучаемое явление, а с другой – расширять охват его со всех точек зрения».
Информационный век стимулирует нас «перепрыгнуть» через границы отдельных дисциплин и развивать более широкие представления на основе междисциплинарного подхода. Информатизация образования сделала реальным применение разнообразных технологий и моделей интегрированного обучения, например таких как, междисциплинарная (проблемная) модель обучения, предусматривающая обучение в процессе работы над проектом; модель практической ориентации обучения по выполняемым функциям, области техники, рабочему месту, сферам профессиональной деятельности.
Необходимость обращения нами к интегрированному подходу в обучении вызвана рядом объективных причин, которые обнаружились в процессе обучения естественно-математическим дисциплинам (физике, математике, информатике).
Одной из важнейших проблем, на наш взгляд, является заметное снижение интереса студентов к предметам естественно-математического цикла, что во многом обусловлено объективной сложностью физики и математики. Сама специфика физики и математики на их современном уровне побуждает к комплексному подходу в обучении студентов этим дисциплинам, т. е. логика данных наук ведёт к их объединению, интеграции.
Изучение информатики дало возможность снять многие возникающие в процессе обучения познавательные трудности, вызвать интерес у студентов к физическим и математическим проблемам, показать возможность их решения новыми, нестандартными методами: алгоритмизацией решения сложных задач на компьютере, возможностью смоделировать и наглядно увидеть на экране монитора физические и математические процессы и управлять этими процессами и т. д.
Следующей проблемой, которая может быть решена в процессе интегрированного обучения, является несогласованность, разобщённость этапов формирования у студентов общих понятий физики, математики, информатики; выработки у них обобщённых умений и навыков.
Практика показывает, что нередко одно и то же понятие в рамках каждой конкретной дисциплины определяется по-разному – такая многозначность научных терминов затрудняет восприятие учебного материала. Одна и та же тема по разным дисциплинам изучается в разное время. Эти противоречия легко снимаются в интегрированном обучении.
В ходе работы нами были изучены работы Резника, Вернадского, Ушинского о возможностях использования интегрированного подхода в образовательном процессе. Кроме того, по данному вопросу нами были рассмотрены материалы различных научно-практических конференций, педагогических чтений, материалы методических сборников.
Корни процесса интеграции лежат в далеком прошлом классической педагогики и связаны с идеей межпредметных связей. В основе своей идея межпредметных связей родилась в ходе поиска путей отражения целостности природы в содержании учебного материала.
Великий дидактик Ян Амос Коменский подчёркивал: «Всё, что находится во взаимной связи, должно преподаваться в такой же связи». К идее межпредметных связей обращаются позднее многие педагоги, развивая и обобщая её. Так, у Джона Локка идея сопряжена с определением содержания образования, в котором один предмет должен наполняться элементами и фактами другого.
Песталоцци на большом дидактическом материале раскрыл многообразие взаимосвязей учебных предметов. Он исходил из требования: «Приведи в своём сознании все по существу связанные между собой предметы в ту именно связь, в которой они действительно находятся в природе». Песталоцци отмечал особую опасность отрыва одного предмета от другого.
В классической педагогике наиболее полное психолого-педагогическое обоснование о дидактической значимости межпредметных связей дал Константин Дмитриевич Ушинский. Он считал, что «знания и идеи, сообщаемые какими бы то ни было науками, должны органически строиться в светлый и, по возможности, обширный взгляд на мир и его жизнь».
Применяя интегрированный подход в обучении, преподаватель делает процесс более полным, интересным, насыщенным. При пересечении предметных областей естественных наук такая интеграция просто необходима для формирования целостного мировоззрения и мировосприятия.
Интегрированное обучение подразумевает и проведение бинарных занятий и занятий с широким использованием межпредметных связей.
Далее нам хотелось бы рассказать о более конкретных примерах применения интегрированного подхода на занятиях по естественно-научным дисциплинам.
Использование компьютерных возможностей на занятиях позволяет сделать новый или ранее изученный материал более красочным и запоминающим. Например, было проведено бинарное занятие по инженерной графике и технической механике.
Использование презентации на этом занятии наш взгляд, достаточно хорошо продемонстрировали возможности для преподавателя:
Еще одно преимущество, которое использовалось нами на занятиях – это электронное тестирование и автоматическая обработка результатов. «Физико-математический марафон» – это занятие, которое проводилось в кабинете информатики, что давало нам возможность контролировать знания на каждом этапе занятия с помощью электронного теста, разработанного в среде Delphi.Во время проведения КВН по математике применялась автоматическая обработка результатов с использованием таблиц Microsoft Office Excel.
В рамках работы творческой группы «Школа в движении», руководителем которой я являюсь, студенты первого курса нашего колледжа участвуют в изучении своей двигательной активности с помощью шагомеров. Мною было разработано и проведено практическое занятие «Энергетические характеристики движения», на котором студенты смогли наглядно убедиться во взаимосвязи характера движения, энергетических характеристик и режима питания. Наглядно было продемонстрирована взаимосвязь знаний физических понятий и их использования для здорового образа жизни. Разработаны калькуляционные задания для студентов специальности «Организация обслуживания в общественном питании».
На занятиях «Физическое многоборье» и «Законы сохранения» использовались комплексные задания, позволяющие провести сравнительный анализ физических и математических уравнений и способов их решения.
Далее хотелось бы сказать, о том, как интересно бывает студентам на подобных мероприятиях и занятиях. Мы всегда получаем массу благодарностей и пожеланий студентов – проводить больше таких занятий. И это всегда отражается на их лицах, поведении. Ну, а самый главный результат – это интерес студентов к физике, математике, информатике. Во время таких занятий он меняется на глазах.
У Василия Александровича Сухомлинского есть очень известные слова: «Страшная опасность – это безделье за партой; безделье шесть часов ежедневно, безделье месяцы и годы. Это развращает, морально калечит человека – и ничто не может возместить того, что упущено в самой главной сфере, где человек должен быть тружеником – в сфере мысли».
Эти слова очень актуальны и в настоящее время. Не секрет, что в последние годы все заметнее спад интереса студентов и учащихся к естественно-математическим дисциплинам. Это и понятно, ведь преподаватель перестал быть единственным источником знаний. С экранов телевизоров, со страниц книг, журналов и газет на них обрушивается мощный поток самой разнообразной информации. И, заметим, информации яркой, запоминающейся, интересной.
Нами проводится эксперимент, в ходе которого рассматривалась изменение интереса к данным дисциплинам студентов 1 курса ОмКПТ при использовании интегрированного обучения.
Для диагностики мотивов учебной деятельности по физике, математике и информатике среди студентов 1 курса педагогического отделения и отделения сервиса ОмКПТ в начале учебного года нами используется тест-опросник, разработанный Дубовицкой Т.Д. Особенностью данного теста является то, что исследуется не мотивация учебной деятельности вообще, а специфика мотивации учебной деятельности, проявляющейся при изучении конкретных учебных дисциплин.
На протяжении 3-х последних лет часто встречающимися ответами являются:
Благодаря применению интегрированного обучения, по нашим наблюдениям, увеличивается заинтересованность студентов в учебе, повышается уровень их активности в ходе занятия, а также уровень запоминания преподаваемого материала, ввиду широкого спектра форм его представления.
Дистанционное обучение в экстремальных условиях
Экстренный перенос обучения в дистанционный формат в условиях пандемии имеет существенные отличия от правильно спланированного онлайн-обучения на основе массовых открытых онлайн-курсов (МООК). Образовательные организации, вынужденные работать со студентами дистанционно в целях снижения рисков распространения коронавируса, должны осознавать эту разницу при оценке эффективности так называемого «онлайн-обучения» с применением дистанционных образовательных технологий (ДОТ).
В условиях угрозы распространения коронавирусной инфекции большинство университетов и колледжей по рекомендации Министерства науки и высшего образования РФ приняли решение о переходе на дистанционное обучение.
В связи с этим все очные занятия, включая лекционные, практические и даже лабораторные при наличии виртуальных аналогов, были перенесены в онлайн-среду.
Преподаватели вынуждены организовывать учебный процесс посредством дистанционных технологий обучения на основе различных способов доставки электронного контента и доступных инструментов коммуникации обучающихся и преподавателей в электронной информационно-образовательной среде (ЭИОС).
По данным Минобрнауки около 80% российских университетов перешли полностью на дистанционный формат работы со студентами, а из подведомственных Министерству вузов – все 100% (по материалам Брифинга министра науки и высшего образования Валерия Фалькова от 25.03.2020).
Такой резкий переход на «дистант» – мера вынужденная и экстренная, не все университеты были готовы к этой кардинальной перестройке учебного процесса исходя из объективно разного уровня развитости информационной инфраструктуры, обеспеченности дисциплин электронными образовательными ресурсами и готовности преподавателей к использованию цифровых платформ и сервисов в образовательном процессе.
Как показало исследование НИУ ВШЭ, проведенное в 2019 году, сами преподаватели вузов с ученой степенью невысоко (3,2 балла из 5) оценивают свой уровень владения дистанционными технологиями, а каждый 4-й из них ни разу за последние 3 года не использовал сервисы удаленной видеосвязи для участия в вебинарах и видео-конференциях или проведения аналогичных мероприятий.
Что касается технического персонала, который мог бы оказать поддержку преподавателям в этот непростой период, штатная численность таких сотрудников в вузах невелика и, скорее всего, ресурсов хватит только на разработку стандартных решений и сопровождение небольшой части заинтересованных преподавателей.
Остальным приходится довольствоваться имеющимися в вузе технологическими решениями в виде LMS-платформ или доставкой контента по электронной почте обучающимся.
Безусловно, стрессовая для всех участников ситуация не может не сказаться на отношении к онлайн-обучению и другим дистанционным образовательным технологиям.
При этом сам термин «онлайн-обучение» употребляется всякий раз, когда речь идет об отсутствии очного контакта с преподавателем, что приводит к подмене понятий и неправильным выводам.
В сложившейся ситуации было бы не обоснованным использование термина онлайн-обучение даже в отношении использования массовых открытых онлайн-курсов, поскольку экстренный перевод студентов на них в середине семестра без предварительных организационных мероприятий и должного сопровождения со стороны авторов онлайн-курсов не позволяет обучающимся в полной мере ощутить преимущества этой технологии.
В связи с этим очень важно сейчас разобраться с понятиями и определить отличия между онлайн-обучением и образовательными технологиями, применяемыми в условиях экстренного перехода вузов и колледжей на дистанционное обучение.
На протяжении более десяти лет с момента появления первого массового открытого онлайн-курса (МООК), разработанного Дейвидом Кормьером, преподавателем Университета Острова Принца Эдварда (Канада), ученые разных стран проводили исследования, связанные с применением данной технологии в образовании, уделяя особое внимание новому термину «онлайн-обучение».
Понимание отличий онлайн-обучения от других существующих образовательных технологий, таких как дистанционное обучение, смешанное обучение, мобильное обучение и др., позволяет проводить сравнительный анализ эффективности обучения в разных форматах и судить о преимуществах и недостатках той или иной технологии.
К сожалению, научные дискуссии зачастую оказываются закрытыми и результаты исследований не выходят за пределы научных кругов. Однако с уверенностью можно констатировать, что проведенные экспериментальные исследования, в том числе и в России, доказали, что эффективность онлайн-обучения оказывается не ниже, а в некоторых случаях даже превосходит традиционное очное обучение по образовательным результатам.
Итак, что же представляет собой эта образовательная технология? Чем определяется эффективность онлайн-обучения? И почему данную технологию следует отличать от дистанционного обучения в экстремальных условиях?
Онлайн-обучение как образовательная технология
Многочисленные исследования в области образовательных технологий сходятся в том, что в основе онлайн-обучения лежит тщательно спроектированный и спланированный учебный процесс в ЭИОС, поддерживаемый методически обоснованной и целенаправленной последовательностью учебно-методических и контрольно-измерительных материалов, которые обеспечивают достижение результатов обучения в формате исключительно электронного обучения. Ключевым в этом определении является педагогический дизайн, как инструмент проектирования онлайн-курса, что отсутствует в большинстве случаев при резком переходе на «дистант». Наиболее полно варианты педагогического дизайна при проектировании онлайн-курса отражены в [Barbara Means, Marianne Bakia and Robert Murphy, Learning Online: What Research Tells Us about Whether, When and How (New York: Routledge, 2014)]. Авторами предложены девять основных параметров (характеристик), которые необходимо учитывать при проектировании курса, с альтернативными вариантами реализации онлайн-обучения:
Все эти параметры сильно влияют на дизайн онлайн-курса: на формы представления контента, на выбор контрольно-измерительных инструментов, на использование тех или иных сервисов коммуникации и проведения процедуры итоговой аттестации по курсу.
Такой подход подразумевает, что онлайн-обучение – это прежде всего когнитивный и социальный процесс, а не просто процесс передачи информации посредством Интернет.
Так же, как и очное обучение онлайн-обучение требует социальной поддержки обучающихся. В очном обучении эту роль выполняют материальные ресурсы вуза и преподаватели, задействованные в учебном процессе.
Онлайн-обучение невозможно без IT-инфраструктуры, которая требует значительных инвестиций, включая платформу онлайн-обучения свою или внешнюю, с которой заключен договор, а также качественные онлайн-курсы, обеспечивающие эффективное обучение и поддержку обучающихся в онлайн-среде.
В нынешней ситуации, когда переход на онлайн-обучение осуществляется в кратчайшие сроки, все эти условия должны быть созданы заранее, а преподаватели должны иметь опыт использования инструментов онлайн-обучения и сервисов поддержки обучающихся.
Практика показывает, что на разработку онлайн-курса уходит в среднем 6-9 месяцев, а навыки работы преподавателя на онлайн-платформе формируются в течение первых двух запусков курса.
Таким образом, следует различать то, что мы вкладываем в понятие «онлайн-обучение» и то, что мы пытаемся реализовать сейчас в сжатые сроки с минимальными вложениями и ресурсами. Последнее будем называть дистанционным обучением в экстремальных условиях.
Дистанционное обучение в экстремальных условиях
В сложившейся ситуации, связанной с высоким риском заражения коронавирусом, единственно возможным и адекватным ответом вузов и колледжей на внешний вызов был временный полный переход на дистанционное обучение. И в этих условиях все возможные ресурсы университетов, университетов-партнеров, внешних поставщиков контента и сервисов были использованы для реализации учебного процесса посредством Интернет.
Важными требованиями к системе стали ее надежность, пропускная способность Интернет-каналов, простота создания и размещения контента, доступность сервисов и платформ для преподавателей и обучающихся.
Следуя методическим рекомендация Министерства науки и высшего образования РФ, вузы разработали приемлемые для их уровня развития IT-инфраструктуры с учетом доступных внешних ресурсов сценарии реализации дистанционного обучения и требования к форматам учебного процесса. Именно поэтому у каждого вуза возник свой набор инструментов и сценариев для организации обучения в онлайн-среде.
Наибольшую популярность среди вузов имели LMS-платформы для размещения контента и проверки знаний студентов, вебинарные сервисы для онлайн-лекций и консультаций, социальные сети и мессенджеры для коммуникации обучающихся и преподавателей, и рассылки по электронной почте для доставки контента.
Многие вузы смогли воспользоваться бесплатными онлайн-курсами от ведущих российских и зарубежных университетов, размещенных на национальной (НПОО) и международных (Coursera, edX и др) платформах.
Однако даже эти предоставленные возможности не смогли обеспечить полноценное освоение студентами онлайн-курсов в связи с тем, что бесплатный доступ к контенту курсов не предполагал поддержки обучающихся со стороны вузов держателей онлайн-курсов, а преподаватели со стороны университетов- потребителей не были погружены в контент курса, не были знакомы с методикой онлайн-обучения и изучали курсы одновременно со своими студентами.
При этом мотивированные студенты достаточно хорошо справились с поставленной задачей, но, к сожалению, таких не очень много.
Преподавателям же не хватило навыков работы в цифровой среде, времени на освоение новых инструментов и перестройку образовательного процесса и поддержки со стороны технических служб университета, которые играют важную роль при внедрении новых технологий.
Обучение преподавателей в столь сжатые сроки не представлялось возможным и свелось к инструктивным внутренним совещаниям, коротким вебинарам от экспертного сообщества, рекомендациям и инструкциям по работе с различными сервисами и платформами, размещенным на сайтах организаций.
Вопросы педагогического дизайна и проработки проектов курсов даже не ставились в повестке перехода на дистанционное обучение. И это следствие форс-мажорных обстоятельств, которые заставили вузы мобилизовать все имеющиеся ресурсы и совершить рывок в массовом экстренном внедрении дистанционных образовательных технологий, но не в планомерном использовании инструментов онлайн-обучения, требующем гораздо более длительного времени.
Электронный контент, созданный для решения сиюминутных проблем, следует отличать от полноценных онлайн-курсов, предполагающих создание гибкой интерактивной студентоцентрированной онлайн-среды для контролируемого освоения знаний и навыков обучающимися. И, как следствие, нет оснований судить об эффективности онлайн-обучения по тем результатам, которые будут получены в этом «глобальном» эксперименте экстренного перехода на дистанционное обучение.
Подходы к оценке эффективности дистанционного обучения в экстремальных условиях
При оценке эффективности новой образовательной технологии или модели обучения велик соблазн сравнить результаты обучения, полученные обучающимися при применении данной технологии, с результатами обучения в традиционной модели очного обучения. Однако такой сравнительный анализ, как правило, не дает обоснованных статистически значимых выводов ввиду того, что требует:
Кроме того, данный анализ определяет эффективность как успеваемость студентов и не учитывает другие факторы успеха.
Успех при этом – категория не абсолютная, и может быть измерен исходя из интересов разных участников процесса обучения.
Для преподавателей – это действительно результаты обучения студентов, а для студентов, кроме успеваемости, большую роль играет мотивация и вовлеченность в процесс обучения, которые напрямую влияют на достижения студентов.
Для администрации вуза на первый план выходят такие показатели, как процент студентов, завершивших курс, сокращение нагрузки преподавателей и повышение производительности их труда, охват рынка и объем привлеченных внебюджетных средств.
Для учредителя – Министерства науки и высшего образования акцент смещается в сторону качества образования, обеспеченности человеческими ресурсами и надежности IT – инфраструктуры, глобальной конкурентоспособности Российского образования и выполнение показателей национальных и федеральных проектов.
Оценка эффективности онлайн-обучения или использования дистанционных образовательных технологий может осуществляться через призму этих целевых показателей, но такая оценка уместна в условиях планомерного перехода на новые модели образовательного процесса.
В экстремальных условиях резкого переформатирования учебного процесса при ограниченности внутренних и внешних ресурсов на передний план выходят совсем другие критерии оценки. Их можно разбить на 4 области: оценка контекста (предпосылок) изменений, оценка целесообразности и экономической эффективности изменений, оценка процессов осуществления изменений и результатов (продуктов), прямых и побочных.
В связи с этим для оценки происходящего в настоящее время вынужденного перехода на дистанционное обучение вузам придется ответить на следующие вопросы:
Такая оценка в большей степени ориентирована на анализ предпосылок, потребностей, процессов, чем на оценку результатов. А эффективность в этом случае определяется как соотношение результатов и затраченных ресурсов с учетом срочности поставленных задач.
В конечном итоге, гораздо важнее извлечь выводы из этого «глобального эксперимента» и организовать планомерную работу над ошибками, чтобы избежать этих ошибок в будущем.