При реализации современных федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования (ФГОС ВПО), основанных на компетентностном подходе, актуальной проблемой является разработка эффективного и надежного инструментария диагностики, который поставлял бы достоверную информацию о процессе формирования у студентов компетенций на всех этапах обучения в вузе. Компетенции являются сложными многокомпонентными новообразованиями личности, которые формируются средствами всех учебных дисциплин, практик, самостоятельной работы и других форм обучения. Представляя собой латентные характеристики, проявляющиеся лишь в деятельности специалиста при решении реальных профессиональных задач, они трудно диагностируемы в процессе обучения. Поэтому в рамках отдельных учебных дисциплин оценивается сформированность компонентов компетенций на доступном для текущей стадии обучения уровне. В связи с этим авторами данной статьи создана методика диагностики рефлексивного компонента исследовательских компетенций, формируемых в лабораторных практикумах по естественнонаучным дисциплинам.
Цель представленного в статье исследования состояла в том, чтобы установить, влияет ли разработанная авторами методика диагностики рефлексивного компонента исследовательских компетенций на развитие у обучающихся методологического компонента этих компетенций для экспериментального обоснования валидности данной методики и определения целесообразности ее применения в лабораторных практикумах в технических вузах.
Материалы и методы исследования
Авторы научных публикаций последних лет рассматривают различные структуры компетенций в зависимости от целей и условий диагностики. В то же время наличие рефлексивного компонента, ответственного за оценку и корректировку процесса и результатов деятельности, к которой относятся формируемые компетенции, признается многими исследователями. Например, А.В. Хуторской выделяет рефлексивные компетенции в системе ключевых учебно-познавательных компетенций, а также рефлексивные компоненты в составе предметных компетенций [1]. С точки зрения И.В. Георге, в структуру профессиональных компетенций входит рефлексивный компонент, отражающий способность к самоанализу, самоконтролю, самооценке успешности обучения и развития [2]. По мнению М.Л. Романовой, оценочно-рефлексивный компонент является обязательной составляющей социально-профессиональной компетентности, представляя способности оценивать уровень развития своих профессиональных качеств, определять возможности и пути саморазвития, формировать собственную позицию в профессиональной деятельности [3].
В настоящее время не существует универсальных средств, позволяющих диагностировать все компоненты компетенций на начальном этапе профессиональной подготовки в вузе. Рассматривая проблему диагностики компетентности учащихся, А.В. Хуторской определяет два подхода, задающих направления методических разработок в этой области. Первый подход предполагает проверку и оценивание сформированности каждого элемента компетентности с помощью специальных средств: анкет, тестов, опросников и т.п. Второй подход, который считается предпочтительным, предполагает диагностику уровня компетентности в процессе осуществления соответствующей деятельности [1]. В педагогических исследованиях по проблеме диагностики рефлексии у студентов используются оба этих подхода, а также их сочетание.
В рамках первого подхода часто применяются различные психодиагностические методики. Например, при определении педагогических условий развития рефлексивной культуры курсантов в военном вузе Т.М. Усманов применяет тесты самооценки Л.Д. Столяренко, методику «Способность к самоуправлению» Н.М. Пейсахова, опросник для определения уровня рефлексивности A.B. Карпова и В.В. Пономаревой, методику оценки самоконтроля в общении М. Снайдера, тест-опросник субъективной локализации контроля С.Р. Пантелеева и В.В. Столина [4].
Диагностику рефлексии в процессе деятельности, направленной на решение конкретных задач, поддерживают методы, относящиеся к технологиям рефлексивного обучения: кейсы, групповые дискуссии, деловые игры, техники рефлексивной беседы, рефлексивные игры и др. При этом рекомендуется самооценивание и взаимооценивание осуществленной деятельности и применяются такие методы и средства диагностики, как наблюдение, беседы, экспертные оценки преподавателей, анкетирование, листы и карты рефлексии. Для диагностики формирования рефлексивного компонента компетенций часто используются специально разработанные диагностические методики. Например, М.А. Лопарева при формировании рефлексивных умений студентов медицинских вузов в ходе изучения дисциплин «Физика» и «Математика» применяла задания, предполагающие решение мыслительных задач в ситуациях преодоления затруднений. При этом разрабатывалась последовательность вопросов преподавателя для организации совместного обсуждения, приводящего к осознанию ошибок и затруднений [5]. И.В. Георге представил структуру опросного листа самооценки студентами самостоятельной работы при изучении математических и естественнонаучных дисциплин, составленную в соответствии с целями формирования профессиональных компетенций [2].
По нашему мнению, наиболее подходящими средствами диагностики рефлексивного компонента исследовательских компетенций при выполнении лабораторных работ являются различные формы рефлексивных самоотчетов о проведенных экспериментах: листы самооценивания, карты или листы рефлексии. Анализ научной и методической литературы показал, что общепринятая структура таких отчетов в настоящее время не сформирована. Поэтому для диагностики рефлексивного компонента компетенций в области экспериментальных исследований нами разработана методика, конструктная валидность которой экспериментально обоснована посредством выявления положительной корреляции показателя рефлексии, измеренного по разработанной методике, с показателем системной рефлексии, определенного с помощью «Дифференциального теста рефлексивности» Д.А. Леонтьева и Е.Н. Осина [6].
Дополнительным способом обоснования валидности диагностической методики является экспериментальная проверка теоретически предсказываемого влияния диагностируемых явлений на другие параметры процесса обучения. Рефлексия, как мыслительная деятельность, направленная на пересмотр своего опыта с целью анализа и оценки, является важным условием и средством освоения новых для обучающегося видов деятельности. Г.П. Щедровицкий отмечал, что для возникновения у человека новых средств и способов деятельности необходима ее специальная обработка в процессе рефлексии [7]. В.Д. Шадриков и С.С. Кургинян при разработке средств диагностики рефлексии деятельности полагали, что рефлексия способствует формированию каждого компонента деятельности, обобщению приобретенного опыта и использованию его в проблемных ситуациях [8]. В исследовании В.Ю. Костенко и Д.А. Леонтьева получены результаты, свидетельствующие о том, что системная рефлексия в краткосрочной перспективе является значимым прогностическим фактором развития личности [9].
В лабораторном практикуме курса физики осуществляется начальный этап формирования исследовательских компетенций на уровне несложных экспериментальных исследований физических явлений. Поэтому на данном этапе студентам нужно освоить основы методологии исследовательской деятельности и сформировать общий подход к выполнению экспериментов. Способности к формулировке целей и задач исследований, выдвижению гипотез, разработке или подбору методик и планированию экспериментов, обработке, анализу, интерпретации и теоретическому обоснованию результатов экспериментов являются необходимыми составляющими исследовательской компетентности инженера, и в рамках нашего исследования их можно выделить как методологический компонент компетенций, формируемых в лабораторном практикуме по физике.
Таким образом, можно предположить, что применение в физическом практикуме разработанной авторами диагностической методики будет стимулировать и организовывать рефлексивную деятельность обучающихся и тем самым способствовать формированию методологического компонента их компетенции в сфере экспериментальных исследований. В действующих ФГОС ВПО для технических специальностей и направлений подготовки эта компетенция встречается в виде: «Способен проводить экспериментальные исследования и владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных» (ОПК-4 для специальности 11.05.01 – Радиоэлектронные системы и комплексы) или в похожих по смыслу формулировках [10].
В исследовании приняли участие курсанты первого курса ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» трех различных специальностей (25 курсантов в экспериментальной группе и 27 курсантов в контрольной группе). Исследование проводилось в условиях лабораторного практикума по физике, при прохождении которого экспериментальная и контрольная группы курсантов выполняли одинаковые лабораторные работы. Курсантам из экспериментальной группы в целях инициирования и организации рефлексивной деятельности, сопровождающей экспериментальные исследования в процессе выполнения четырех лабораторных работ, предлагались листы рефлексии, содержащие задания по выполняемой лабораторной работе. Задания отражали содержание предполагаемой рефлексивной деятельности обучающегося, предметом которой являются практические действия и собственное мышление в процессе проведения эксперимента и анализа его результатов. Данная деятельность, согласно принятой в нашем исследовании модели, должна включать следующие составляющие, способствующие освоению и совершенствованию способов проведения экспериментальных исследований, развитию необходимых личностных качеств и постановке задач дальнейшего саморазвития:
– осознание цели выполняемого эксперимента и критериев ее достижения, признаков, по которым можно судить о правильности полученных результатов;
– анализ целесообразности своих действий во время эксперимента;
– определение, какая часть эксперимента была выполнена наиболее качественно, обоснование принятого решения и выявление внутренних причин своих успешных действий: имеющихся знаний, навыков, личностных качеств и т.п.;
– анализ допущенных ошибок, их причин, способов обнаружения и исправления;
– анализ внутренних причин возникших затруднений: индивидуальных способов действий и личностных качеств, препятствующих качественному выполнению эксперимента, пробелов в знаниях, недостаточного уровня сформированности требуемых навыков и т.п.;
– определение знаний и умений, необходимых для успешного выполнения следующих лабораторных работ, корректировка плана своего дальнейшего обучения;
– анализ личностных новообразований, появившихся в результате выполнения лабораторной работы: новых знаний, умений, усовершенствованных способов действий и т.п.;
– выяснение, что в проведенном исследовании и почему вызвало интерес;
– размышление о том, как приобретенный в процессе лабораторной работы опыт может пригодиться в дальнейшем обучении и будущей профессиональной деятельности;
– оценка качества проделанной работы, указание применяемых критериев качества и обоснование принятого решения. Пример листа рефлексии и критерии оценивания заданий представлены в [6].
Методологический компонент ОПК-4 диагностировался в экспериментальной и контрольной группах два раза: после выполнения второй и шестой лабораторных работ физического практикума. Для диагностики использовались специальные задания для оценивания способностей к проведению отдельных этапов экспериментальных исследований на репродуктивном уровне и задания на постановку эксперимента с элементами творческой деятельности. В заданиях репродуктивного уровня курсантам предлагалось для проведенного в предыдущей лабораторной работе эксперимента сформулировать цель и обосновать ее достижение; сформулировать гипотезу и указать, на каких теоретических положениях она основана; описать ход эксперимента и обосновать целесообразность выполнения отдельных действий; обосновать необходимость использования предоставленных измерительных приборов и лабораторного оборудования; обработать, наглядно изобразить и интерпретировать предоставленные экспериментальные данные, сформулировать выводы. В творческих заданиях предлагалось придумать идею нового эксперимента с имеющейся лабораторной установкой и сформулировать цель, задачи, гипотезу, разработать методику эксперимента и указать, на каких теоретических положениях она основывается, вывести расчетную формулу, указать возможные модификации лабораторной установки и дополнительные приборы и принадлежности, задать контролируемые условия эксперимента, зависимые и независимые переменные, составить таблицу для записи результатов измерений.
Количественная оценка выполнения каждого задания репродуктивного характера и каждого элемента творческого задания осуществлялась по следующим критериям: если нет ответа или неправильный ответ, выставляется 0 баллов; неполный ответ с недостаточным обоснованием – 1 балл, полный правильный ответ с достаточным обоснованием – 2 балла. Показатель уровня развития методологического компонента определялся суммой баллов за все репродуктивные задания и пункты выполнения творческого задания.
Для проверки гипотез о существовании статистически значимых различий между показателями сформированности методологического компонента ОПК-4 в экспериментальной и контрольной группах в начале и в конце эксперимента использовался U-критерий Манна – Уитни. Оценка значимости положительных сдвигов в развитии методологического компонента в экспериментальной и контрольной группах выполнялась с помощью критерия Уилкоксона для зависимых выборок (критерия знаковых рангов Уилкоксона).
Результаты исследования и их обсуждение
Перед применением в экспериментальной группе разработанной диагностической методики проверялась статистическая гипотеза об отсутствии различия в уровне развития методологического компонента ОПК-4 между экспериментальной и контрольной группами курсантов. Получено эмпирическое значение критерия Манна – Уитни U = 306. Для имеющихся объемов выборок m = 27 и n = 25 статистику U можно считать распределенной нормально, поэтому рассчитано значение Z = 0,58 для уровня значимости α = 0,05. Так как соответствующее значение p = 0,57 больше заданного уровня значимости, можно сделать вывод о том, что на начальном этапе не зафиксировано статистически значимого различия в уровне исследуемого признака между контрольной и экспериментальной группами курсантов.
Затем проверялась статистическая гипотеза о наличии положительного сдвига в уровне развития методологического компонента формируемой компетенции после выполнения четырех лабораторных работ по сравнению с начальным уровнем. Для экспериментальной группы эмпирическое значение критерия Уилкоксона Тэмп = 1 меньше критического значения Ткр = 76 (p < 0,01). Для контрольной группы эмпирическое значение критерия Уилкоксона Тэмп = 33 также меньше критического значения Ткр = 62 (без учета нулевых сдвигов) при уровне значимости p < 0,01. Следовательно, установлено, что в ходе лабораторного практикума, как в экспериментальной, так и в контрольной группах курсантов повысился уровень сформированности методологического компонента компетенций, диагностируемый по применяемой методике.
На заключительном этапе выяснялось, имеется ли статистически значимое различие в уровне исследуемого признака между экспериментальной и контрольной группами курсантов. Проверялась нулевая гипотеза Н0: различие отсутствует, против альтернативной гипотезы Н1: значения показателя сформированности методологического компонента ОПК-4 у курсантов экспериментальной группы выше, чем контрольной. Эмпирическое значение критерия Манна – Уитни U = 190, значение Z = -2,7 для уровня значимости α = 0,01, рассчитанное значение уровня р = 0,007 меньше заданного уровня значимости, следовательно, можно принять гипотезу Н1 о различии в уровне сформированности методологического компонента ОПК-4 между экспериментальной и контрольной группами на уровне значимости р < 0,01. Таким образом, установлено положительное влияние применяемого в процессе выполнения лабораторных работ средства диагностики рефлексивного компонента ОПК-4 на развитие методологического компонента этой компетенции.
Заключение
Проведенное исследование показало, что выполнение заданий, представленных в разработанных диагностических материалах, инициирует и организует рефлексию экспериментальных исследований при выполнении лабораторных работ и это способствует развитию у обучающихся способностей к постановке цели эксперимента и обоснованию ее достижения, выдвижению гипотез и нахождению способов их проверки, планированию эксперимента, обработке, анализу и интерпретации его результатов. Следовательно, применение рассматриваемой методики диагностики рефлексивной деятельности оказывает положительное влияние на формирование у обучающихся методологического компонента компетенций в сфере экспериментальных исследований. Это свидетельствует в пользу валидности данной методики и раскрывает ее практическое значение для формирования исследовательских компетенций будущих инженеров. В связи с этим разработанную диагностическую методику рекомендуется использовать в лабораторных практикумах по естественнонаучным дисциплинам в технических вузах в целях текущей диагностики рефлексивного компонента исследовательских компетенций обучающихся и развития у них способностей к осуществлению экспериментальных исследований.