Введение
Формирование инженерных компетенций на начальных этапах обучения в вузе, в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования, представляет собой сложную педагогическую задачу.
На начало 2023/2024 учебного года, по данным Института статистических исследований и экономики знаний (ИСИЭЗ) НИУ ВШЭ, были опубликованы результаты анализа подготовки инженерных кадров в технических вузах России [1]. В результате этих исследований был выявлен общий прирост студентов (около 1,3 млн человек) по техническим, технологическим и инженерным наукам, однако средний результат подготовки абитуриентов по ЕГЭ составил всего 68 баллов. Таким образом, существует положительная динамика востребованности направлений инженерно-технических программ подготовки и недостаточный уровень знаний и умений по естественно-научным дисциплинам, которые являются фундаментом формирования основ инженерных компетенций и ключевых навыков, необходимых для изучения профессиональных дисциплин на старших курсах обучения.
В результате исследования, проведённого в рамках подготовки к Совету по науке и образованию (в период с 24 января по 3 февраля 2025 года) Общероссийским народным фронтом совместно с платформой онлайн-рекрутинга, в котором участвовало около 500 представителей различных компаний и 25 тысяч студентов, было выявлено, что 75% респондентов отмечает низкий уровень практической подготовки выпускников, более 80% работодателей в целях устранения недостатков подготовки выпускников-инженеров прикрепляют к ним наставников из числа работников предприятий [2].
В контексте вышеизложенного стоит отметить, что традиционные формы обучения, такие как аудиторные практические занятия, не могут в полной мере обеспечить эффективного достижения ожидаемого результата. Особую актуальность в этой связи приобретает организация практикума как компонента самостоятельной работы, призванного решать две взаимосвязанные задачи: восполнение предметных дефицитов довузовского уровня и проактивную подготовку обучающихся к решению инженерных задач.
В связи с этим возникает необходимость организации акцессорного практикума как ключевого элемента непрерывного образовательного процесса на начальных этапах обучения в вузе, обеспечивающего компенсацию недостающих знаний и умений и переход от теоретических знаний к их практическому применению, что способствует формированию профессиональных компетенций и развитию инженерного мышления.
Научная проблема исследования заключается в необходимости теоретико-методологического обоснования и разработки средства организации самостоятельной работы, направленного на восполнение предметных дефицитов довузовского уровня, а также актуализацию и прикладное применение естественно-научных знаний, проактивную подготовку обучающихся, необходимую для формирования инженерных компетенций в условиях технического вуза.
Цель исследования – теоретическое обоснование и апробация опытно-экспериментальным путем модели акцессорного практикума как средства повышения эффективности подготовки обучающихся по естественно-научным дисциплинам во время самостоятельной работы, а также его влияние на формирование профессиональных компетенций
Материалы и методы исследования
В процессе работы применялись следующие методы исследования: анализ научно-методической литературы, позволяющий систематизировать теоретические подходы к формированию инженерных компетенций и определить критерии ее оценки, анализ учебных планов по инженерным специальностям, метод педагогического моделирования и экспертной оценки, необходимый для анализа соответствия содержания и структуры акцессорного практикума современным образовательным стандартам и требованиям профессиональной технической подготовки.
Основными материалами для проводимого исследования являются нормативно-правовые документы, регламентирующие процесс обучения по инженерным специальностям: федеральные государственные образовательные стандарты высшего образования (ФГОС ВО 3++) по инженерным направлениям подготовки, профессиональные стандарты по инженерным специальностям, методические рекомендации и учебные планы технических вузов, а также эмпирические исследования в области индивидуализации процесса образования.
Результаты исследования и их обсуждение
Первый курс вуза – критически важный период адаптации к новым условиям обучения и формирование профессиональной идентичности. Восполнение пробелов в естественно-научных знаниях и развитие элементов инженерных компетенций на этом этапе обеспечит успешное освоение специальных дисциплин на старших курсах обучения и повысит конкурентоспособность будущих выпускников на рынке труда.
Акцессорный практикум – форма организации самостоятельной работы, представляющая собой специально организованную диагностико-компенсаторную образовательную деятельность, интегрированную в систему обучения вуза и служащую дополнительным средством проактивной подготовки к решению инженерных задач.
Данный практикум проводится на первом курсе обучения и направлен на выявление и устранение предметных дефицитов довузовской подготовки обучающихся, препятствующих эффективному освоению естественно-научных дисциплин уровня вуза, а также для актуализации и практического применения полученных знаний в контексте инженерных задач, способствуя формированию базовых инженерных компетенций.
Термин «проактивность» (от лат. activus - деятельный, с корнем pro – вперёд), описывающий возможность человека сохранять внутреннюю свободу выбора, независимо от внешних условий и обстоятельств, впервые был использован в середине XX века в книге австрийского психолога В. Франкла «Человек в поисках смысла» [3, с. 47]. Новый смысловой оттенок понятие «проактивность», интерпретируемое как ведущее качество успешного человека, умеющего преодолевать возникшие обстоятельства для достижения поставленных целей, приобрело в 1989 году в книге С. Кови «7 навыков высокоэффективных людей» [4, с. 85]. В русский язык слово пришло как заимствованный англицизм на рубеже XX и XXI века [5, с. 80].
Проактивное обучение в контексте акцессорного практикума определяется автором как свойство личности, способной к саморегуляции, направленной на рациональное планирование, управление собственной деятельностью и эффективное использование разнообразных ресурсов для достижения желаемого результата в долгосрочной перспективе.
Теоретический анализ исследуемой проблемы обуславливает необходимость создания и апробацию модели акцессорного практикума (АП), направленной на обеспечение компенсации недостающих знаний и умений и переход от теоретических знаний к их практическому применению. Моделирование в педагогике – сложный процесс, теоретические основы которого развивали: С.И. Архангельский [6, с. 11] и Ф.Х. Киргуева, М.Х. Тотоонова [7, с. 104], которые рассматривали педагогические процессы как системы, а моделирование – как инструмент их изучения и управления. В.И. Загвязинский [8, с. 76] и Л.Л. Серков [9, с. 219] видели в педагогическом процессе самоорганизующуюся систему, а моделирование помогало выявлять ее закономерности. В теории деятельности
А.Н. Леонтьева [10, с. 69] моделирование позволяет изучать структуру и динамику педагогической деятельности, а Ж. Пиаже [11, с. 50] и Л.С. Выготский [12, с. 117] указывали, что моделирование дает возможность понимать процессы познания и проектировать учебные ситуации для развития когнитивных навыков. В.А. Сластенин [13, с. 70] занимался разработкой моделирования педагогических ситуаций, направленных на создание условий для индивидуального развития обучающихся. Его идеи нашли свое развитие в работах И.Я. Лернера [14, с. 25], который рассматривал моделирование как инструмент проектирования образовательных систем, и автора Н.В. Горбуновой [15, с. 91], активно занимающейся разработкой модели управления образовательным процессом через планирование и контроль учебных мероприятий.
В результате исследования автором была построена структурно-функциональная модель акцессорного практикума, состоящая из взаимосвязанных блоков: теоретико-методологического, стимулирующе-мотивационного, содержательного, организационно-методического, инструментально-технологического и результативно-оценочного (рис.). Содержательное наполнение каждого блока обеспечивает прикладную направленность, а реализация – индивидуализацию процесса обучения. Практикум основывается на анализе результатов самостоятельной работы и успеваемости по профильным дисциплинам и включает содержание, учитывающее запросы и потребности конкретных студентов. Эту задачу решает сценарный метод организации практикума с использованием возможностей образовательной платформы вуза.
Структурно-функциональная модель акцессорного практикума по естественно-научным дисциплинам в техническом вузе
Примечание: составлено автором по результатам данного исследования.
Теоретико-методологический блок
Методологическая основа разработки акцессорного практикума, способствующего овладению инженерными компетенциями в вузе, строится на интеграции трех взаимосвязанных подходов: системного, компетентностного и компенсационного. Сценарный метод на платформе Moodle позволяет эффективно интегрировать принципы всех трех подходов: системный подход обеспечивает целостность и структурированность образовательного процесса, компенсационный подход устраняет препятствия для освоения материала, а компетентностный – ориентирует практикум на формирование конкретных компетенций.
Стимулирующе-мотивационный блок
Высокая мотивация студентов является ключевым фактором успешности образования. Сценарный подход, практико-ориентированность, игровые элементы – все это позволяет сделать процесс обучения более интересным и привлекательным.
Содержательный блок акцессорного практикума отражает совокупность компонентов базовых инженерных компетенций при изучении естественно-научных дисциплин на первом курсе обучения в техническом вузе: общеинженерных, межпредметных, предметно-специальных, личностно-коммуникативных и рефлексивно-оценочных. Этот блок состоит из следующих элементов: знания, умения, опыт творческой деятельности, навыки саморегуляции. В процессе реализации модели представленные элементы последовательно формируются на всех четырех модулях структурной организации акцессорного практикума. Они определяют уровень устойчивой сформированности инженерных компетенций, необходимых для эффективного изучения естественно-научных дисциплин, являющихся фундаментом технической специальной подготовки.
Все четыре элемента взаимосвязаны друг с другом: базовые естественно-научные знания являются основой для формирования умения решения предметных и прикладных задач, творческая деятельность стимулирует способность к поиску новых, нестандартных путей их решения, а самостоятельное планирование и организация своей деятельности позволяет эффективно реализовать все эти процессы. Акцессорный практикум обеспечивает интеграцию всех элементов в единую систему обучения.
При разработке организационно-методического блока важно, чтобы практикум ограничивался не просто решением задач, а имел прикладную профессиональную направленность по применению естественно-научных знаний для решения конкретных инженерных задач. Интеграция информационных технологий и инновационных педагогических методик в сценарном методе способствует повышению качества и эффективности освоения учебных профессиональных программ.
Организационно-методический блок содержит два компонента: структурная организация акцессорного практикума и методический инструментарий реализации акцессорного практикума.
Структурная организация акцессорного практикума представлена в виде четырех учебных модулей, последовательное прохождение которых обеспечивает комплексное формирование базовых инженерных компетенций. Архитектура каждого модуля структурирована на подмодули и тематические разделы, обеспечивающие логическую последовательность изучения тем, взаимосвязь между разделами каждого модуля, формирование профессиональных навыков. Тематические разделы, представляющие собой управляемые элементы обучения, содержащие знания в конкретной области и комбинацию навыков, отрабатываемых в рамках отдельных подмодулей, могут быть адаптированы в зависимости от специфики учебной программы, профиля подготовки по техническим специальностям.
Эффективность акцессорного практикума напрямую зависит от продуманной организации методического инструментария реализации, сочетающего в себе разнообразные методы, средства и формы обучения, позволяющего учитывать индивидуальные потребности студентов и обеспечивать эффективное усвоение материала. Для достижения этой цели используется сочетание разнообразных методов, средств и форм обучения, позволяющих эффективно формировать инженерные компетенции, развивать самостоятельность и критическое мышление студентов, а также восполнять предметные дефициты школьного уровня. Использование сценарного подхода на образовательной платформе вуза обеспечивает гибкость и адаптивность образовательного процесса, позволяет учитывать индивидуальные потребности каждого студента.
Инструментально-технологический блок предполагает использование разнообразных средств обучения, интегрированных в образовательную платформу Moodle, обеспечивающих разнообразие форматов представления информации и активное вовлечение студентов в процесс обучения. Комплексное применение разнообразных методов, средств и форм обучения, сочетающих использование возможностей специализированного программного обеспечения с адаптивной индивидуальной поддержкой создает благоприятную образовательную среду, способствующую глубокому усвоению материала, подготовке студентов к решению реальных профессиональных задач, развитию самостоятельности, эффективному формированию необходимых инженерных компетенций.
Результативно-оценочный блок педагогической модели акцессорного практикума включает знаниевые, деятельностные и мотивационные критерии, показатели и уровни сформированности элементов базовых инженерных компетенций при изучении естественно-научных дисциплин. Предлагаемая система уровней подготовки – допустимый, достаточный и продвинутый – позволяет комплексно оценить прогресс студента, адаптировать образовательный процесс к его индивидуальным потребностям. Каждый уровень характеризуется определенным набором знаний, умений и навыков, а также специфическими критериями оценки.
Поэтапное освоение знаний и навыков от базовых до продвинутых обеспечивает эффективное формирование инженерных компетенций, способствует адаптации образовательного процесса к индивидуальным потребностям обучающихся.
Заключение
Таким образом, модель практикума, реализуемого сценарным методом, с использованием возможностей образовательных платформ вуза, является эффективным инструментом для повышения качества обучения естественно-научным дисциплинам и способствует формированию элементов инженерных компетенций у студентов первого курса. Результатами реализации данной модели являются внедрение новых образовательных технологий по созданию стимулирующей образовательной среды, вовлечение студентов в активный процесс обучения, повышение качества подготовки будущих инженеров.