Для повышения престижа российской науки и образования осуществляется их модернизация с целью интеграции университетов в международное образовательное пространство. В связи с этим все вузы России приступили к реализации образовательных программ по Федеральным государственным образовательным стандартам третьего поколения (ФГОС-3), которые выдвигают требования к формированию у обучающихся определённых компетенций, для этого внедряются интерактивные формы обучения.
Компетентностный подход и внедрение интерактивных форм требует от преподавателя иных форм обучения: структуры, организации деятельности, принципов взаимодействия субъектов. Приоритет в работе педагога отдается диалогическим методам общения, совместным поискам истины, разнообразной творческой деятельности. Всё это реализуется при использовании интерактивных методов обучения [1].
Интерактивность - означает способность взаимодействовать, находиться в режиме беседы, диалога. Участники взаимодействуют между собой, обмениваются информацией, мнениями, совместно решают проблемы, оценивают свои действия и других. Это и есть интерактивная форма обучения.
Особенность интерактивных методов - это высокий уровень взаимно направленной активности взаимодействующих. Активность педагога уступает место активности учащихся. Студент является не только полноправным участником учебного процесса, но и организатором его.
Существует много методов интерактивного обучения. Остановимся на методе проекта, который наиболее часто используется нами в лекционном курсе физики [1-2].
Метод проектов
Цель метода - развитие самообразовательной активности у студентов. Проект определяется как организационная целенаправленная деятельность. Результатом проектной деятельности студентов под руководством преподавателя являются новые знания.
Причины использования метода проектов
- Необходимость не передавать студентам знания, а научить приобретать их самостоятельно, уметь пользоваться приобретенными знаниями для решения новых познавательных и практических задач.
- Актуальность приобретения коммуникативных навыков и умений.
- Умение применять исследовательские методы: собирать информацию, факты, уметь анализировать их с разных точек зрения, выдвигать гипотезы, делать выводы и заключения.
Область применения метода проектов
- Сбор данных в разных странах, регионах, городах. Сопоставление наблюдений за природными и социальными явлениями.
- Сравнительное изучение событий, фактов для выявления определенной тенденции, разработки предложений и принятия решений.
- Совместная познавательная деятельность.
Требования, предъявляемые преподавателю при реализации метода проектов
- Готовность к самостоятельной разработке методов управления поисковой и исследовательской работой студентов.
- Владение методом «мозгового штурма», статистическими методами; умение проводить «круглый стол».
- Активное сотрудничество с преподавателями, ведущими различные предметы.
Как уже отмечалось ранее, метод проекта может быть успешно реализован только при наличии важной проблемы (научной, творческой, жизненной, профессиональной) и должен иметь практическую и профессиональную направленность [1 - 2].
Реализованные нами проекты «Прикладные исследования в области физики» и «Физика в моей профессии» вполне соответствуют поставленной цели. Как показала практика, она увлекает студентов, они с большой активностью участвуют в её решении, так как она имеет творческую, жизненную и профессиональную направленность.
В настоящее время прикладным исследованиям уделяется большое внимание. Так, федеральная целевая программа (ФЦП) «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2014-2020 гг.» ярко демонстрирует заинтересованность государства в развитии таких исследований и возможность создания новых научных направлений.
С задачей необходимости развивать спрос на научные разработки, корректировать направления науки и техники, развивать прикладные исследования обратился к Федеральному собранию Президент В.В. Путин. Он отметил, что надо в полную силу задействовать новые факторы развития - высокое качество профессионального образования и современные технологии. Необходимо провести корректировку перспективных направлений развития науки и техники.
По своей направленности, по отношению к практике отдельные науки принято подразделять на фундаментальные и прикладные. Задачей фундаментальных наук является познание законов природы, общества, мышления. Эти законы изучаются в чистом виде. Непосредственная цель прикладных наук - применение фундаментальных исследований для решения социально-практических проблем. Вполне возможно, что фундаментальные исследования могут иметь практическую направленность, а в результате прикладных исследований могут быть сделаны научные открытия.
Таким образом, фундаментальные и прикладные исследования являются двумя формами осуществления науки как профессии. Фундаментальные исследования направлены на получение новых знаний и использование их в инженерном образовании. Фундаментальные исследования ставят целью открытие объективных законов реального мира, а прикладные ищут способ использования их на практике, применяют фундаментальные исследования в интересах общества и способствуют внедрению новых научных идей в производство.
Надо отметить, что кафедра физики ИрГТУ большое внимание уделяет профессиональной направленности курса. Нами разработан курс лекций и лабораторный практикум с элементами профессиональной направленности [3-4]. Неоднократно проводились конференции, круглые столы по прикладным исследованиям в области физики. Широко используются интерактивные методы обучения [3-6].
Рассмотрим пример использования интерактивного метода обучения.
Метод проекта
Проблема: «Прикладные исследования в области физики».
Цели:
- получение новых знаний;
- актуализация изучаемого содержания;
- организация процесса изучения предмета в интерактивном режиме;
- формирование общего представления у студентов по заданной проблеме.
Задачи:
- раскрытие творческих возможностей студентов;
- стимулирование их к научно-исследовательской работе;
- развитие коммуникативных навыков;
- совершенствование способа поиска и представления новой информации;
- выяснение представления участников на обсуждаемую тему.
Чтобы всесторонне подойти к решению этой проблемы, были рассмотрены различные задачи, но обязательным условием являлось соответствие выбранной темы с содержанием курса физики и желательно, чтобы эти задачи имели профессиональную направленность. Так, в проекте были рассмотрены следующие вопросы: автономные системы освещения Иркутской области; альтернативные источники энергии в Иркутске; композиционные материалы с металлической матрицей; рентген в авиации; невесомость; использование резиновых отходов в модификации дорожных битумов; физика крыши; абсолютный ноль; эволюция аморфных металлических лент; нанотехнологии в строительстве; электромагнитные волны; электрические машины; магнитное поле Земли; композиционные материалы в авиации; применение физических методов в геологоразведке; кибернетика: настоящее и будущее (искусственный интеллект); исследования в области акустики; магнитно-резонансный метод исследований; ультразвуковой метод исследования; нанотехнологии в производстве бетона; нанокерамика; контроль качества сплавов, применяемых в самолётостроении.
Многие согласятся с тем, что часто у первокурсников возникает вопрос: «Зачем нам нужна физика, мы её проходили в школе?». Однако после участия в проекте зачастую происходит переосмысление этой точки зрения за счёт формирования определенных компетенций.
Методика проведения
Проект имеет три этапа.
Первый этап - организационный (отработка основной проблемы, оформление творческих групп, составление задач, обработка результатов и обмен мнениями по предварительным результатам).
Второй этап - работа над проектом;
- сбор информации, проведение исследовательской обработки результатов.
Третий этап - заключительный:
- оформление результатов;
- представление проектных решений;
- общественная презентация, обсуждение.
Проектные группы представляют презентацию. По заключительному этапу проектирования каждый участник делает сообщение в присутствии всех участников, руководителей проекта, декана и проректора по научной работе. Комиссия оформляет и представляет отчет.
На всех этапах проекта в полном объеме реализуются интерактивные формы обучения.
Приведём пример решения одной из задач проекта «Прикладные исследования в области физики».
Рассматривалась задача «Автономные системы освещения и их использование в Иркутской области».
Основное достоинство автономных осветительных установок в том, что они могут работать везде, где есть возобновляемые источники энергии (солнце и ветер), без использования электроэнергии.
Отметим, чем интересно решение этой задачи студентами.
Достаточно глубоко изучены следующие разделы программы.
- Полупроводники, альтернативные источники энергии. Междисциплинарная значимость. В рассматриваемой задаче затронуты вопросы строительной физики и светотехники.
- Оценена экономическая и экологическая эффективность применения данного метода освещения.
- Приобретены некоторые профессиональные навыки.
- Отмечена необходимость внедрения этих разработок в более широком масштабе в будущей профессиональной деятельности.
- Развитие необходимых компетенций.
Другой пример: решалась одна из задач проекта «Шум и его вредное воздействие».
В данном случае:
- Усваивается и закрепляется в активном режиме раздел физики «Колебания и волны. Звук».
- У студентов закладывается интерес к смежной дисциплине - строительной акустике.
3. Решаются экологические задачи: сбор и анализ литературных данных помог студентам не только осмыслить, что такое шум, его характеристики, его вредное влияние на человека, но и понять своё отношение к действительности и задать вопрос аудитории: «Нужен ли Иркутску новый аэропорт?», т.е. проблема решается творчески.
Таким образом, можно приводить много интересных решений, но особенно важно, что в эту работу мы вовлекали студентов первого курса, именно тогда, когда закладывается интерес к научным исследованиям, формируется элита образования.
В заключение отметим, что в результате работы над проектом решается основная цель - приобретение новых знаний.
- Происходит формирование устойчивого интереса к обучению физике и другим дисциплинам.
- Умение пользоваться приобретенными знаниями.
- Коммуникабельность, работа в команде.
- Умение собирать и анализировать информацию и принимать решения.
- Развитие качества профессионального образования.
- Творчество.
- Формируются необходимые компетенции.
Всё это определяет подготовку квалифицированного, конкурентоспособного специалиста, готового эффективно действовать в профессиональной, личностной, общественной и научной деятельности.
Рецензенты:
Чупин В.Р., д.т.н., профессор, зав. кафедрой городского строительства и хозяйства Иркутского государственного технического университета, г. Иркутск.
Огнев Д.В., д.т.н., профессор декан факультета послевузовского обучения Иркутского государственного технического университета, г. Иркутск.