Интегративный подход в профессиональной подготовке математиков-программистов

В процессе обучения математиков-программистов наблюдается недооценка ими некоторых учебных дисциплин, включая математические. Студенты полагают, что для профессиональной деятельности им понадобятся только те дисциплины, которые непосредственно связаны с компьютерами.

Несоответствие ценностного отношения студентов к непрофилирующим учебным дисциплинам, современным требованиям к качеству их профессиональной подготовки делает актуальной проблему фундаментализации профессионального образования.

Под фундаментализацией профессионального образования мы понимаем повышение качества профессиональной подготовки за счет отбора и реализации содержания образования, включающего все, что необходимо для успешной профессиональной деятельности в современных условиях, требующих овладения не только профессиональными, но и метапрофес-сиональными (ключевыми) компетенциями, к числу которых относятся коммуникативная, аксиологическая, валеологическая, кооперативная, проблемная и др. компетенции.

Компетентностный подход предусматривает интегрирование знаний с целью формирования профессиональной компетентности как «интегральной способности решать возникающие в различных сферах жизни конкретные проблемы» [1]. Следовательно, требование фундамен-тализации образования в компетентностном подходе обретает ключевое значение.

Отметим, что компетенция в парадигме «Болонского процесса» определяется как «динамическая совокупность знаний, умений, навыков, способностей, ценностей, необходимая для эффективной профессиональной и сознательной деятельности и личностного развития выпускников, которую они обязаны освоить и продемонстрировать после завершения части или всей образовательной программы» [2].

Известное противоречие между знаниями, с одной стороны, и умениями и навыками - с другой, в компетентностной парадигме образования следует разрешать по принципу комплементар-ности (дополнительности), достигая единства личности и профессии, личностного и профессионального развития. Ориентация образования на освоение способностей и ценностей подчиняет знания, умения и навыки единой цели, снимая противоречие между ними.

Фундаментализация содержания образования будущих программистов является основой овладения ими необходимой совокупностью компетенций.

Информационно-методологическая компетенция математиков-программистов представляет собой теоретическую и практическую готовность работать с информацией, совершенствовать свое профессиональное образование на протяжении всей деятельности. Информационная сторона компетенции означает, что будущий специалист должен понимать ценность знания об информации, ее источниках, способах представления, сохранения, преобразования и использования; знать специфику работы с информационными потоками различного вида и содержания; разбираться в сути информационных процессов. Методологическая же сторона компетенции означает успешную работу с разными областями знания, с которыми будет связана будущая профессиональная деятельность специалиста.

Личностно-валеологическая компетенция означает формирование у математиков-программистов нового взгляда на здоровье как «состояние полного физического, ментального и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и немощи» [3]. Личностно-валеологическая компетентность математика-программиста направлена на преодоление негативных сторон профессии и основана на способности к осознанию и объективной самооценке своей деятельности, на возможности ориентироваться в своем внутреннем мире, своих психических и физических состояниях, потребностях, запросах, на знании о профессиональных факторах, отрицательно влияющих на здоровье.

Коммуникативная компетенция математика-программиста представляет собой интегративное явление, включающее в себя знания о нормах и типах общения, о способах организации коллективной деятельности; умение сопоставлять собственные взгляды и предпочтения с принятыми в обществе вообще и в конкретном сообществе в частности; умение выслушивать оппонентов и отстаивать свою точку зрения, используя различные приемы рассуждений и аргументации.

Кооперативная компетенция математика-программиста предполагает способность работать в междисциплинарной команде, активную социальную мобильность, способность работать в международной среде, инициативность и лидерство, умение самостоятельно находить партнеров для математического моделирования, распределять задачи и роли в команде, координировать свои действия с действиями партнеров, осуществлять коллективную презентацию мате- матической модели и ее решения.

Проблемная компетенция - это способность математика-программиста выявлять проблему разработки программы вычислений, когда в математической модели имеется избыток информации; разрабатывать алгоритм решения математической модели; определять оптимальные решения; оценивать точность полученного числового решения и вносить изменения в модели, уточнять уравнение, граничные или начальные условия.

Теоретическая компетенция математика-программиста состоит в умении оценить качество математической модели еще до разработки ее решения по тем или иным признакам: по коэффициентам в уравнении, по виду граничных или начальных условий; в способности определить, какой численный метод нужно использовать для решения данной математической модели, модернизировать численный метод с учетом особенностей модели; в знании основ естественных и гуманитарных наук (физики, химии, биологии, экологии, экономики и др.) для активного участия в построении математической модели, ее уточнении; в способности к непрерывному образованию.

Математическое моделирование, являясь областью профессиональной деятельности математика-программиста, как в научно-исследовательском, так и в практическом смысле, служит универсальным средством формирования профессиональной компетентности программиста в широком понимании. Все перечисленные выше компетенции могут и должны быть освоены в процессе математического моделирования, который требует только те знания, которые необходимы для формирования профессиональной компетентности программиста, причем востребованными оказываются и математические, и естественно-научные, и гуманитарные знания. Универсальность и актуальность математического моделирования в профессиональном образовании математиков-программистов состоит не только в возможности реализации идеи фунда-ментализации содержания образования, не только формировании всех необходимых компонентов профессиональной компетенции математиков-программистов, но и в сочетании с различными педагогическими технологиями.

Компетентностный подход неотделим от модульного представления содержания образования. При этом выбор содержания модуля позволяет его усвоение осуществить как выполнение проблемных заданий, приводящих к желаемой модели проблемной ситуации, разрешение кото- рой связано с освоением той или иной избранной компетенции. В контексте модульного подхода возможна реализация личностноориентированного обучения для формирования личностных структур, ответственных за те или иные подразумеваемые характеристики математика-программиста. Следовательно, математическое моделирование обеспечивает интеграцию личностного и компетентностного подходов в образовании, которые в определенном смысле противоречат друг другу. Эти два подхода противоположно направлены: один - во внутренний мир человека, другой - во внешний мир. На вопрос: «Какая педагогическая или психологопедагогическая теория, реализующая гуманистические принципы развития личности и в то же время служащая основой достижения прагматических целей подготовки компетентных специалистов, может разрешить это кардинальное противоречие?» А.А. Вербицкий и О.Г. Ларионова отвечают: «На наш взгляд, на данный момент в наибольшей мере этим условиям отвечает теория контекстного обучения» [4].

Эта теория уже почти тридцать лет разрабатывается в научно-педагогической школе А.А. Вербицкого. Контекстным в этой школе называют обучение, в котором на языке наук и с помощью всей системы форм, методов и средств обучения в учебной деятельности студентов последовательно моделируется предметное и социальное содержание их будущей профессиональной деятельности. Как мы говорили выше, в математическом моделировании возможно сочетание личностного и компетентностного подходов в образовании. Противоречие между этими подходами снимается в процессе математического моделирования в контексте динамичного представления интегрированного содержания профессиональной деятельности математика-программиста. Поскольку математическое моделирование осуществляется в контексте предметного и социального содержания профессиональной деятельности, происходит наложение теоретических знаний на «канву» усваиваемой профессиональной деятельности, т.е. реализуется основная идея контекстного обучения. Контекст социального содержания профессиональной деятельности математика-программиста в математическом моделировании позволяет освоить информационно-методологическую, лич-ностно-валеологическую, коммуникативную, кооперативную, проблемную, теоретическую компетенции, как компонентов его профессиональной компетенции. В этом контексте проис- ходит также освоение таких универсальных (ключевых) компетенций, как самостоятельность, ответственность, предприимчивость, конкурентоспособность.

Компетентность личности представляет собой ее готовность к выполнению всей совокупности профессиональных и ключевых компетенций, требуемых для успешного осуществления профессиональной деятельности в соответствии с требованиями, предъявляемыми в данное время к ее качеству со стороны государства.

В профессиональной подготовке математиков-программистов предметный и социальный контекст, имеющий место в процессе математического моделирования, образует следующие новшества:

• •    пространственно-временной контекст «прошлое-настоящее-будущее» благодаря соответственно: реальному процессу, который исследуется; построению математической модели; возможности прогнозирования развития реального процесса при экстраполяции результатов моделирования;

• •    единство знания и окружающей действительности;

• •    возможность освоения реального процесса, динамической развертки содержания обучения;

• •    возможность работать в команде;

• •    понимание личностных и профессиональных обязанностей будущих математиков-программистов.

В контексте математического моделирования обеспечиваются педагогические и психологические условия формирования целостного представления у будущих математиков-программистов об их профессиональной деятельности, развития личности математика-программиста, ключевых и профессиональных компетенций, потребности в непрерывном профессиональном образовании.

Эти результаты процесса математического моделирования в учебном процессе достигаются благодаря личностно-смысловому включению студентов в данный процесс, последовательному моделированию в учебной деятельности фундаментального содержания и форм математического программирования, совместной партнерской деятельности, интерактивного взаимодействия студентов в режиме диалогического общения, проблемной сущности деятельности математического моделирования.

Наши диагностические наблюдения показывают высокую эффективность процесса математического моделирования в учебной деятельности студентов-программистов, в освоении ими ключевых и профессиональных компетенций.