Современному инженеру для успешного решения профессиональных задач необходим прочный естественнонаучный и математический фундамент, поскольку естественнонаучные принципы, фундаментальные физические, химические законы составляют основу технического знания. В этой связи возрастает роль фундаментального естественнонаучного образования, которое должно обеспечить формирование научного стиля мышления у обучающегося, его интеллектуальное развитие, эрудицию, развитие составляющих профессиональных компетенций, вооружить методологией, позволяющей выпускнику университета быть мобильным, конкурентноспособным.
Дисциплины химического цикла всегда занимали важное место в системе естественнонаучной подготовки будущего инженера. С одной стороны, одной из задач обучения химическим дисциплинам является формирование химической картины мира как неотъемлемой части научного мировоззрения инженера. С другой, для многих инженерных специальностей химическая компетенция является неотъемлемой составляющей профессиональной компетентности. Так, например, профессиональная компетентность инженера металлургической отрасли в значительной степени определяется уровнем его химической подготовки, поскольку в основе металлургических процессов переработки руд и концентратов лежат физико-химические явления. Поэтому мышление бакалавра технико-технологического направления должно формироваться на базе целостного представления не только об основных закономерностях химии, но и на понимании роли химии в освоении специальных дисциплин и в будущей профессиональной деятельности.
Однако анализ состояния фундаментальной химической подготовки будущих бакалавров технико-технологических направлений, которая обычно реализуется на младших курсах университета, показал, что она не в полной мере соответствует новым тенденциям совершенствования и развития высшего образования, отраженным в Национальной образовательной доктрине Российской Федерации (до 2025 г.), «Законе об образовании в РФ» и др. Вследствие падения престижа профессии «инженер» в российском обществе наблюдается приток на технические специальности университетов абитуриентов с низкими баллами ЕГЭ по математике, физике, химии, что, безусловно, сказывается на качестве подготовки выпускников [1]. Многие из них в недостаточной степени владеют фундаментальными понятиями, теориями, законами химии, опытом их применения в решении не только нестандартных, но стандартных задач в процессе освоения профильных дисциплин, а также в профессиональной деятельности. Это обусловливает необходимость модернизации системы фундаментальной химической подготовки будущих бакалавров.
Цель исследования заключается в выявлении возможных направлений фундаментализации химической подготовки будущих бакалавров технико-технологических направлений, подходов к формированию содержания химической подготовки в современных условиях.
Материалы и методы исследования
Методологическим основанием исследования является системный подход. Методы исследования – общелогические методы (анализ, синтез), теоретический анализ нормативно-правовой документации, результатов исследований различных аспектов проблемы обеспечения фундаментального образования современного специалиста, анализ практики обучения химическим дисциплинам бакалавров, проектирование, конструирование.
Результаты исследования и их обсуждение
В российской высшей школе традиционно предметная подготовка строилась на основе принципа фундаментальности, предполагающего научно-теоретическую основательность, раскрытие и освоение фундаментальных теорий, законов, принципов, понятий, правил. Как следствие, фундаментализацию сегодня следует рассматривать не как коренную перестройку профессионального образования, а как одно из направлений его совершенствования. Как отмечается в работе [2], если раньше фундаментализация образования была «внешне заданной» и реализовалась преимущественно на «знаниевом» уровне, то сегодня этот процесс должен быть ориентирован на освоение гносеологического и социокультурного фундамента знаний, обобщенных способов его усвоения, на развитие у студентов способностей воспринимать, осваивать и использовать поток новой информации в течение всей профессиональной деятельности.
В научных исследованиях рассматривалась сущность фундаментализации профессионального (В.А. Попков, А.В. Коржуев, В.Н. Лозовский, А.Н. Новиков, В.А. Тестов, Н.А. Читалин и др.) и естественнонаучного (Н.Н. Двуличанская, Л.В. Масленникова, С.А. Паничев, А.Я. Юффа) образования; решались проблемы повышения качества профессионального образования на основе непрерывной математической подготовки (В.В. Кондратьев); проблемы фундаментализации подготовки по физике будущих специалистов (О.Н. Голубева, А.Д. Гладун, Н.А. Клещева, А.Д. Суханов). Проблемы фундаментализации химико-педагогического образования в целом и на примере отдельных химических дисциплин исследовались в работах Н.Е. Кузнецовой, Н.П. Безруковой, Ю.Ю. Гавронской, Л.Г. Горбуновой и др.
Из анализа различных подходов и концепций фундаментализации высшего образования следует, что на данный момент имеются различные его трактовки. При этом фундаментализация рассматривается с позиций качества образования и образованности личности, с позиции содержания образования и в качестве дидактического принципа [3]. В них отражаются такие характеристики, как целостность образования, интеграция естественнонаучного и гуманитарного образования, повышение доли теоретических знаний, углубление общенаучной, общеобразовательной подготовки, математизация, интеллектуализация образования, что говорит о многоаспектности и многофункциональности фундаментализации как педагогического феномена.
С точки зрения классической дидактики фундаментальность является характеристикой содержания образования и реализуется через принципы научности, систематичности и последовательности в обучении. Трактовка понятия «фундаментальность» как категории качества образования и образованности личности представлена А.Д. Сухановым, О.Н. Голубевой, Е.Н. Князевой, С.П. Курдюмовым в концепции фундаментализации в новой образовательной парадигме, принятой на симпозиуме ЮНЕСКО еще в девяностых годах прошлого века [4, 5]. Под фундаментализацией образования авторы понимают создание такой системы и структуры образования, приоритетом которой являются «не прагматические и узкоспециализированные знания, а методологически важные, долгоживущие и инвариантные знания, способствующие целостному восприятию научной картины мира, интеллектуальному расцвету личности и её адаптации в быстро изменяющихся социально-экономических и технологических условиях». В.И. Коломин c соавторами в своих работах определяет фундаментализацию как «включение в содержание образования стержневых знаний (инвариантного ядра) основных дисциплин, формирующих научное мировоззрение, способствующих приобретению мощного арсенала общих методов и универсальных средств решения задач, возникающих на пути познания природы» [6]. С.И. Калинин в контексте компетентностной модели образования под фундаментализацией понимает обеспечение фундаментального образования посредством выделения «фундаментального ядра» предметных (базисных) знаний, определяемых государственными стандартами и их вариативными составляющими [7].
Г.М. Голин, Л.Я. Зорина, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин и др. обосновывают необходимость введения методологических знаний в содержание обучения принципами дидактики (сознательности и активности, научности, системности и систематичности). По мнению Н.Ф. Талызиной, А.А. Смирнова, Г.П. Щедровицкого и др., усвоение элементов методологической культуры способствует эффективному восприятию научной информации и ее пониманию в единстве со структурно-функциональными связями между разнородными элементами знаний. И это представляется особо значимым ввиду лавинообразного увеличения объема научной информации, которое характерно для современного этапа [1].
Учитывая разнообразие видов будущей профессиональной деятельности, А.В. Коржуев, В.А. Попков [8] полагают, что создание условий для овладения обучающимися методологическими знаниями и умениями и применение их в решении разнообразных профессиональных задач должны стать приоритетными в системе профессиональной подготовки.
На основании проведенного анализа под фундаментальной химической подготовкой на младших курсах университета нами понимается процесс освоения бакалаврами технико-технологических направлений наряду с фундаментальными химическими понятиями, законами, теориями, методами химической науки, методологических знаний, универсальных методов познания, обобщенных способов деятельности, результатом которого является развитое системное, критическое мышление, ценностное отношение к процессу познания, способность применять полученные знания при изучении специальных дисциплин, а также при решении задач в будущей профессиональной деятельности.
Вместе с тем, как следует из исследований И.А. Володарской [9], И.В. Корогодиной, Б.Д. Цуканова [10], при проектировании содержания фундаментального образования необходимо учитывать дидактический принцип профессионального образования – принцип практико-ориентированности, ориентирующий при разработке содержания обучения на будущую специальность обучающегося.
Таким образом, содержание фундаментальной химической подготовки бакалавров технико-технологических направлений должно включать инвариантное ядро (предметный и методологический инварианты) и вариативный компонент, формируемый в контексте их будущей профессии (рисунок).
Структура содержания фундаментальной химической подготовки бакалавров технико-технологических направлений
Методологический инвариант представляет собой систему взаимосвязанных компонентов, которые являются одновременно уровнями овладения методологическими знаниями, позволяющими оценивать их сформированность в учебном процессе. При этом каждый последующий компонент является более высоким уровнем владения методологическими знаниями [11].
Знаниевому и первому уровню усвоения соответствует знание об общенаучных терминах, методах научного познания (наблюдение, объяснение, измерение), правил выполнения общелогических операций классификации, сравнения, обобщения, выдвижения и проверки гипотезы, способах деятельности, операциях.
Сформированные умения по использованию этих способов деятельности в качестве инструмента познания называют методологическими умениями, которые образуют деятель-ностный компонент и выступают вторым уровнем владения методологическими знаниями. Освоив этот уровень методологического инварианта, бакалавры должны быть способны осуществлять приемы и методы научного познания на химическом материале.
Третий компонент – ценностный, определяется как методологическое мышление и ассоциируется с такими понятиями, как «методологическая культура», «культура умственного труда», «рефлексивная культура». Этот уровень владения методологическими знаниями характеризуется такими специфическими признаками мышления, как чувствительность к проблемам, широта мышления, систематичность, гибкость, высокая степень самостоятельности суждений, сформированность рефлексивных умений [1].
Предметный инвариант фундаментальной химической подготовки (рис 1) определяется в соответствии с принципом фундаментальности и в логике компетентностного подхода и включает фундаментальные химические понятия, теории, законы, законы, а также базисные операции и методы. Так, на основе анализа профессиональных стандартов, ФГОС ВО по направлению подготовки 22.03.02 «Металлургия», квалификация бакалавр, нами выделены компетенции, на развитие компонентов которых должна быть направлена фундаментальная химическая подготовка: ПК-4 – готовность использовать основные понятия, законы, модели термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы, ОПК-1 – готовность использовать фундаментальные общеинженерные знания, ПК-5 – формирование умений выбирать и применять соответствующие методы моделирования физических, химических и технологических процессов, ПК-8 – использовать информационные средства при решении задач, ПК-2 – усвоения элементов методологической культуры, развития интеллектуальных умений, аналитического, логического (ПК-1), критического мышления (ОПК-2), способности к самоорганизации и самообразованию (ОК-5). В соответствии с этим для бакалавров, осваивающих на первом курсе дисциплину «Химия», нами выделены:
– фундаментальные понятия – химические и физико-химические явления, химический элемент, вещество, строение, химическая реакция, химическое уравнение, количество вещества, растворимость, концентрация, электродный потенциал, теплота и др.;
– фундаментальные теории, законы, принципы – теория строения атома и учение о периодичности, теория химической связи, теория строения вещества, стехиометрические законы, теория растворов, теория химических процессов (термодинамические законы, основной закон термохимии, основной закон химической кинетики, принцип Ле-Шателье).
Далее, вслед за авторами работы [12], в каждом разделе курса химии выделены базисные операция, базисные методы:
– базисные операции – составление формул веществ, уравнений химических реакций; расчеты по химической формуле, по уравнению реакции; выполнение химического эксперимента по инструкции, интерпретация его результатов, формулирование выводов;
– базисные методы – методы обнаружения, получения химических веществ, методы прогнозирования и доказательства кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойств соединений, термодинамический и кинетический методы.
Что касается вариативного компонента (риcунок), обучение химическим дисциплинам на младших курсах должно быть ориентировано на связь с содержанием специальных дисциплин старшей ступени обучения соответствующего уровня и профиля подготовки, что обеспечивается на основе внутри- и междисциплинарных связей. Внутридисциплинарные связи раскрывают взаимосвязь основных понятий химии как науки, ее структуру, междисциплинарные связи способствуют формировании целостного представления о её роли в будущей профессиональной деятельности.
Необходимость обеспечения освоения бакалаврами содержания фундаментальной химической подготовки обусловливает новые требования к разработке учебно-методических материалов [1, 13], методов, средств обучения, необходимость модернизации организационных фор обучения [14], проектирования инновационной образовательной среды.
Заключение
Таким образом, содержание фундаментальной химической подготовки бакалавров технико-технологических направлений на младших курсах должно включать фундаментальное ядро, состоящее из предметного и методологического инвариантов, и вариативный компонент, который формируется в контексте будущей профессиональной деятельности бакалавра. Для реализации фундаментальной химической подготовки необходимы: усиление деятельностной компоненты обучения за счет внедрения современных педагогических технологий обучения, в том числе технологий и моделей смешанного обучения [15], разработка инновационной образовательной среды, ориентированной на познавательные потребности, интересы обучающихся.
Библиографическая ссылка
Вострикова Н.М., Безрукова Н.П. О СОДЕРЖАНИИ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРОВ ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ // Современные наукоемкие технологии. – 2018. – № 7. – С. 183-187;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=37101 (дата обращения: 20.04.2024).