Цели подготовки по физике в техническом вузе в условиях реализации федеральных государственных образовательных стандартов

результатов обучения по дисциплинам (модулям) и практикам должна обеспечивать формирование у выпускника всех компетенций, установленных программой бакалавриата» [12]. В этом смысле новый стандарт продолжает тенденцию, заложенную в предыдущей версии образовательного стандарта по данному направлению подготовки кадров, где также указаны только компетенции будущего выпускника. Соответственно, «требования к результатам обучения по отдельным дисциплинам (модулям) и практикам образовательная организация устанавливает самостоятельно с учетом требований соответствующих примерных основных образовательных программ».

В новом образовательном стандарте категориям (группам) компетенций ставятся в соответствие конкретные универсальные (УК-1 – УК-8) и общепрофессиональные (ОПК-1 – ОПК-4) компетенции выпускника, обозначенные термином «способен» («выпускник

ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ

СОКОЛОВ доктор педагогических наук, профессор кафедры педагогики и управления образовательными системами Нижего-

родского государственного университета им. Н. И. Лобачевского. Сфера научных интересов: управление образовательными системам и процессами; проектирование образовательных стандартов, содержания обучения и средств диагностики достижения целей обучения. Автор более 120 опубликованных научных работ способен…»). Не вдаваясь в данной работе в обсуждение достаточно обобщенного (и потому сложно оцениваемого) описания компетенций выпускника, но стремясь к объективизации, конкретизации дисциплинарных целей подготовки и подготовленности студентов и выпускников, мы вынуждены предложить свою трактовку, уточнение использованных в стандарте понятий.

Приступая к обсуждению целей – проектируемого уровня подготовленности по физике студентов (выпускников), ориентируясь на существенный вклад физики в формирование универсальных компетенций, выделим в стандарте их первую группу «Системное и критическое мышление». Придавая мышлению приоритетную направленность на разрешение проблемных ситуаций, возникающих в процессе деятельности субъекта, будем следовать сути следующего определения: «Мышление критическое – когнитивная стратегия, состоящая в значительной степени из непрерывной проверки и испытания возможных решений относительно того, как выполнить определенную работу» [6, с. 470]. Нам также близка позиция признанного эксперта в области системного подхода Р. Акоф-фа, подчеркивающего специфику мышления логической последовательностью: «Идентификация целого (системы), частью которого является предмет, который необходимо объяснить. Объяснение поведения или свойств целого. Объяснение поведения или свойств по его роли (ролям) или функции (функциям) в содержащем его целом» [1]. Очевидно отличие от Декартовского подхода, первоначально делящего целое на части, анализирующего эти части и переходящего к сумме (синтезу) частных результатов анализа. В стандарте к этой группе универсальных компетенций относится способность выпускника «осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач» (УК-1).

Стремление к максимально однозначной оценке степени достижения заявленных целей обусловливает необходимость в такой трактовке термина «способность», которая позволит перейти от обобщенных требований к подготовленности выпускника к описанию реально наблюдаемой совокупности действий обучающегося (дисциплинарных целей) на языке уровней усвоения содержания обучения. Из достаточно близких вариантов определения данного понятия, приводимых в психолого-педагогической литературе, выберем следующую дефиницию: «Способности – индивидуальные особенности личности, являющиеся субъективными условиями успешного осуществления определенного рода деятельности. Не сводятся к знаниям, умениям и навыкам; обнаруживаются в быстроте, глубине и прочности овладения способами и приемами деятельности» [9, с. 1151].

Выделим из приведенной нами дефиниции способности ключевой деятельностный аспект – успешное осуществление определенного вида деятельности, поскольку именно мотивированно направленная человеческая активность (деятельность) и ее успешность являются целостным, наблюдаемым качеством конкретного субъекта, студента, выпускника вуза. При этом логично связывать успешность направленной деятельности с усвоенными и актуализируемыми знаниями, способами осуществления действий, с эффективными процедурами поиска и обработки информации из внешних источников как основой типовой, поисковой и потенциальной базы для разрешения проблемных ситуаций.

Не останавливаясь на исключительной роли знаний в современном обществе, считаем необходимым уточнить понятие «знание» в контексте его использования в проектировании образовательных целей и процедурах педагогического оценивания. В энциклопедиях и толковых словарях определение данного понятия содержит более или менее явное разделение на два аспекта: 1) «проверенный общественно-исторической практикой и удостоверенный логикой результат процесса познания действительности»; 2) «адекватное ее отражение в сознании человека в виде представлений, понятий, суждений, теорий». Это позволяет говорить о существующих в книгах, статьях, других источниках информации социализированных знаниях, принадлежащих всему человечеству, и о субъективных, личностных знаниях, хранящихся в памяти конкретного человека [10].

Договоримся, что в процессе диагностики уровня подготовленности студента и выпускника вуза мы будем иметь в виду субъектные знания, оценить которые можно лишь косвенно и вероятностно по сово- купности операций и действий, выполняемых обучающимся.

Следуя принципу наблюдаемости, предлагаем оценивать субъектные знания в таких действия и операциях, как узнавание и воспроизведение элемента содержания обучения в письменном виде или в устной речи. Можно дифференцировать сложность воспроизведения добавлением требования структурирования предъявляемой информации. При этом мы отдаем себе отчет в том, что фиксируется и оценивается только декларативная часть знаний; процедурные знания проявляются в умениях, то есть в успешной реализации ранее освоенных способов действий. В педагогике термин «умение» часто трактуется существенно шире – говорят и пишут об умении разрешать проблемные ситуации, то есть находить решения за пределами освоенных, типовых действий (продуктивная деятельность).

Возвращаясь к проблеме формирования компетенций выпускника на примере направления подготовки кадров 11.03.01 «Радиотехника», перейдем к обсуждению роли подготовки по физике студентов в приобретении установленных федеральным государственным образовательным стандартом универсальных и общепрофессиональных компетенций. Результаты анализа образовательных стандартов, экспертных опросов потенциальных работодателей выпускников и преподавателей выпускающих кафедр [2] приводят к выводу о том, что обучение физике студентов технического вуза должно быть направлено на формирование их физической компетентности как базовой составляющей профессиональной компетентности бакалавра (имеется в виду прежде всего академический бакалавр) в области техники и технологий [3]. Содержание понятия «физическая компетентность» должно отражать специфику подготов- ки по физике, ориентированной в значительной степени на универсальные компетенции выпускника, обеспечивающие его адаптационные возможности, готовность разрешать проблемные ситуации, а в прикладном, прагматическом аспекте – на успешное освоение студентом дисциплин профессионального блока обучения. Под физической компетентностью нами понимается целостная совокупность качеств (компетенций) студента, будущего выпускника, характеризующая его способность: – выявлять в реальных или имитационных сценариях физические основы технических и технологических систем (процессов) для успешного решения современных и перспективных профессионально значимых задач;

– выделять и обосновывать физические принципы, законы, модели, эффекты дисциплин профессионального цикла как основу понимания их структуры и успешного освоения;

– демонстрировать целостное восприятие окружающего мира, объяснять с привлечением научной информации физический смысл происходящих в нем явлений;

– эффективно осуществлять поиск необходимой информации, объясняющей инновационные основы технических и технологических изменений в сфере профессиональной деятельности.

Деятельностное описание физической компетентности позволяет, по нашему мнению, конкретизировать и интегрировать требования образовательных стандартов и профилирующих кафедр вуза к уровню подготовленности по физике, необходимого для успешного достижения конечных целей подготовки бакалавра в области техники и технологий. На рис. 1 выделены связи физической компетентности с компетенциями, предусмотренными в образовательном стандарте, отражающие непосредственный (сплошная

ФИЗИЧЕСКАЯ КОМПЕТЕНТНОСТЬ

Способность выявлять в реальных или имитационных сценариях физические основы технических и технологических систем (процессов) для успешного решения современных и перспективных профессионально значимых задач

Способность выделять и обосновывать физические принципы, законы, модели, эффекты дисциплин профессионального цикла как основу понимания их структуры и успешного освоения

Способность эффективно осуществлять поиск необходимой информации, объясняющей инновационную основу технических и технологических изменений в сфере профессиональной деятельности

Способность демонстрировать целостное восприятие окружающего мира, объяснять с привлечением внешней научной информации физический смысл происходящих в нем явлений

стрелка) или косвенный (пунктирная стрелка) вклад физических компетенций студента в формирование универсальных и общепрофессиональных компетенций бакалавра.

Для эффективного управления образовательным процессом требуется переход от достаточно обобщенной цели – формирования физической компетентности, определяющей общую направленность базовой подготовки, к связанной совокупности промежуточных конкретных целей – целей обучения за учебный семестр, внутрисеместро-вых целей. При этом под конкретной целью будем понимать максимально четкое и однозначное описание предполагаемого результата, сопряженное с соответствующей процедурой и инструментарием объективированной оценки степени реального его достижения [11]. Такое описание часто представля-

ФГОС

Способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач (УК-1)

Способен определять круг задач в рамках поставленной цели и выбирать оптимальные способы их решения, исходя из действующих правовых норм, имеющихся ресурсов и ограничений (УК-2)

Способен управлять своим временем, выстраивать и реализовывать траекторию саморазвития на основе принципов образования в течение всей жизни (УК-6)

Способен создавать и поддерживать безопасные условия жизнедеятельности, в том числе при возникновении чрезвычайных ситуаций (УК-8)

Способен использовать положения, законы и методы естественных наук и математики для решения задач инженерной деятельности (ОПК-1)

Способен самостоятельно проводить экспериментальные исследования и использовать основные приемы обработки и представления полученных данных (ОПК-2)

Способен применять методы поиска, хранения, обработки, анализа и представления в требуемом формате информации из различных источников и баз данных, соблюдая при этом основные требования информационной безопасности (ОПК-3)

Рис. 1. Связи физических компетенций с универсальными и общепрофессиональными компетенциями, установленными в образовательном стандарте

ется на языке уровней усвоения содержания обучения, что подчеркивает неразрывную связь между целями подготовки и содержанием обучения.

В обсуждаемом варианте базовой подготовки по физике в тех-

Рис. 2. Дерево целей базовой подготовки по физике в техническом вузе

ническом вузе содержание обучения должно быть приоритетно ориентировано на формирование физической компетентности студента и в конечном итоге работать на профессиональную компетентность выпускника. Исходя из этого, из полного объема содержания обучения, представленного в примерных программах учебной дисциплины, выделяется прикладной блок, обеспечивающий адекватное восприятие и успешное освоение профессионально ориентированной части обучения и тем самым направленный на овладение основными видами профессиональной деятельности [5]. Другая часть содержания обучения физике должна обеспечивать активную адаптацию выпускника к меняющимся условиям в современном мире. Этот блок содержания имеет преимущественно фундаментальную, общенаучную направленность и работает на мировоззренческую и развивающую часть подготовки [4]. Оба блока содержания взаимозависимы, поэтому границы между ними нечеткие и имеют область пересечения (рис. 2).

Далее выстраивается согласованная последовательность конкретных промежуточных целей обучения физике. Цели детализируются до уровня конкретных умений, которые студент должен проде-

Таблица

Описание конкретных целей обучения физике студентов радиоэлектронного профиля на примере разделов «Основы электромагнетизма» и «Колебания и волны»

Студент демонстрирует Пример оценочного средства Узнавание, понимание базового учебного элемента (понятия, физического закона, принципа, модели), умение выбрать элемент из совокупности близких по содержанию (смыслу) элементов содержания В каком из нижеприведенных уравнений Максвелла для электромагнитного поля содержится закон электромагнитной индукции? → 1) ∫ D→d→S=∫ ρdV; 2) ∫ →Ed→l =-∫ ∂Bd→S; (S)            (V)               (L)              (S) ∂t → →→  →    →   →→ 3) ∫ Hdl=∫ (j+D)dS; 4) ∫ BdS=0. (L)             (S)        ∂t                 (S) Умение использовать, опираясь только на собственную память, физические понятия, модели, законы, принципы, наиболее значимые для освоения профессиональной части обучения и мировоззренческой подготовки На рисунке изображены сечения двух      I1                I2 прямолинейных длинных параллельных    1 А           2 проводников с одинаково направленными .   .            . токами. Каковы величина и направление напряженности H магнитного поля в точке А, если 11 = 12? 1) Н 1 + Н2, вверх; 2) 0; 3) Н 1 - Н2, вверх; 4) Н 1 + Н2, вниз. Умение выделить физическую сущность явления, технического устройства, технологического процесса, дать ее обоснование Энергонезависимое коллективное средство спасения людей из высотных зданий представляет собой две связанные между собой кабины. Кабины оснащены магнитными системами, которые могут взаимодействовать с электропроводной шиной, расположенной в защищенной от огня шахте за пределами здания. При движении кабины с людьми под действием силы тяжести создается торможение. При этом вторая пустая кабина, находившаяся внизу, поднимается наверх, позволяя эвакуировать следующую группу людей. Объясните физическую основу действия этой системы Умение обоснованно использовать базовые законы, объясняя физические основы профессионально ориентированной задачи Что является физической основой создания направленного излучения за счет композиции вибраторов Герца, работающих на одной частоте? Умение осмысливать и оценивать информацию, давать физическое обоснование конкретных сюжетов, отражающих представления об окружающем мире Астрономический прибор фиксирует постоянно возникающие вспышки рентгеновского излучения с длиной волны X в кольцах Сатурна. Астрофизики объясняют их наличие столкновением микрометеоритов с телами, образующими кольца. Оцените скорость частиц при столкновении, вызывающем рентгеновскую вспышку монстрировать при проведении процедур текущего контроля, на семестровых экзаменах, на входе дисциплин профессионального цикла.

Принимая в качестве основы уровневую таксономию Б. Блума, отдавая должное подходу В.П. Беспалько, предлагаем формулировать конкретные цели обучения физике и строить инструментарий оценки степени их достижения на двух уровнях деятельности студентов – репродуктивном и продуктивном [3]. При такой дифференциации продуктивный уровень усвоения физического содержания ориентирован на приоритет системности требований к подготовленности студента, преодоление мозаичности дисциплинарной подготовки, а репродуктивный – на реализацию частных типовых алгоритмов, методов, процедур, являющихся базовыми составными частями системных требований.

К репродуктивной деятельности отнесены таксономические уровни узнавания, воспроизведения и применения усвоенного содержания, способов действий в привычных для субъекта сценариях, ситуациях, условиях. Конкретные цели обучения физике, выраженные через данные уровни усвоения содержания дисциплины, вместе с образовательной средой, методами и технологиями их достижения преимущественно работают на одну обобщенную компетенцию выпускника – способность целенаправленно, успешно и достаточно эффективно выполнять типовую инженерную деятельность.

К продуктивной деятельности нами отнесен уровень использования ранее усвоенной информации, умений, способов действий в новых, нетиповых для субъекта условиях, ситуациях. Достижение целей обучения, выраженных через данный уровень усвоения физического содержания, является основой формирования таких обобщенных компетенций, как готовность адаптироваться к меняющимся условиям, разрешать проблемные ситуации, возникающие в профессиональной деятельности, успешно заниматься саморазвитием, самосовершенствованием.

Описание каждого таксономического уровня должно сопровождаться примерами процедур и инструментария оценки степени его достижения. При этом содержание оценочных заданий и уровень их сложности необходимо дифференцировать в зависимости от значимости элементов содержания для успешного освоения профессионально ориентированных учебных дисциплин и формирования установленных образовательным стандартом компетенций выпускника применительно к конкретному направлению подготовки кадров.

На основе предлагаемых уровней усвоения содержания обучения формулируются конкретные цели – требования к подготовленности по физике с примерами возможных оценочных средств для студентов конкретных направлений (таблица).

Обсуждаемый подход к определению целей и результатов подготовки по физике можно рассматривать как основу, определяющую такие важнейшие аспекты методической деятельности проектировщиков и преподавателей учебной дисциплины, как, во-первых, анализ и отбор содержания обучения для конкретной образовательной программы и, во-вторых, разработка процедур и инструментария оценки степени достижения заявленных целей.