ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Высокие требования современного общества и армии к уровню подготовки военных кадров обуславливается следующими обстоятельствами:
1) изменениями, происходящими в современном обществе и армии, предполагающими достаточно высокую образованность и такие качества личности, как нравственность поведения, общая культура, творческая инициатива, социальная зрелость;
2) необходимостью поисков инновационных путей формирования у курсантов естественнонаучного мышления, учебно-познавательных знаний, умений и навыков, способствующих быстрому вхождению в 5у-
^L .. ' дущую профессию, продиктованной концептуальной моделью развития военного образования, введенной приказом Министра обороны в .; • 1993г. ориентированной на обеспечение высокого уровня профессионализма;
3) современными тенденциями гуманизации, дифференциации и ** . интеграции научных знаний, направленными на развитие личности,
что требует переориентации обучения с методов передачи информации в готовом виде на методы организации самостоятельной познавательной деятельности курсантов;
4) слабой общенаучной понятийной базой выпускников школ, затруднениями в постановке учебной проблемы, хаотичностью и нера-
¦* циональностью их учебно-познавательных действий при самостоятель- ном поиске знаний, что выявлено при тестировании абитуриентов военных вузов;
5) малым количеством научно-методических трудов, посвященных развитию индивидуальных способностей курсантов посредством их самостоятельной деятельности в условиях военных вузов.
Проблемой учета и развития индивидуальных способностей обу-• _ чаемых в различной мере занимались педагоги и психологи, работаз-^ шие в контексте следующих направлений: структура учебкой деятельности (В.В.Давыдов, Й.Лингарт, В.Я.Ляудис, Д.Б. Эльконин); особые
типы педагогических систем и инновации в образовании (В.П.Бес-
т
палько, П.Я.Гальперин, В.В.Давыдов, Л.В.Занков, М.И. Махмутов,
Д.Б.Эльконин, Н.Ф.Талызина); познавательный интерес, самостоятельность и творчество обучаемых (В.Е.Алексеев, Д.Б.Богоявленская, З.И.Калмыкова, П.И.Пидкасистый, Т.И.Шамова). Работы перечис-:: ленных авторов-и ряд исследований, направленных на изучение непосредственно специфики и особенностей организации личностно-ори-ентированного образования (III. А. Амонашвили, Е.В.Бондаревская, т^ В.В.Сериков, И.С.Якиманская), показывают многоаспектность и мно-1~ . гоплановость разработки исследуемой проблемы. Анализ диссертаци-> ; онных исследований, посвященных : организации процесса обучения курсантов, их профессиональной подготовки в военных вузах (М.Ю.Бабцов, А.А.Дорофеев, Т.А.Коробкова, М.В.Лагунова, С.В.Сере-* ¦> денко, О.Г.Соколов, М.В.Строгас, А.А.Червова, А.Ф.Чубуков) показал роль личностно-ориентированного подхода к обучению в условиях военного вуза. Однако педагогические аспекты развития индивидуальных способностей курсантов посредством самостоятельной деятельности остаются недостаточно разработанными.
Психологические аспекты анализа мыслительной деятельности, *> формирования и развития мышления опираются на психологическую те-:^ орию деятельности (П.Я.Гальперин, А.Н.Леонтьев, Н.Ф.Талызина); нами учитывались данные исследований психологов по проблемам закономерностей усвоения знаний, умений и навыков (Е.К.Кабано-ва-Меллер, Г.И.Лернер, И.С.Якиманская и др.).
Наша работа опирается на теоретические исследования педаго-
- 5 -
гов: концепции педагогических систем и оптимизации процесса обучения (С.И.Архангельский, В.П.Беспалько), оптимизации военного образования (А.В.Барабанщиков, Н.Ф.Федекко), активизации процесса обучения (Н„М.Зверева, А.В.Усова), организации и реализации лич-ностно-ориентированного обучения (Н.А.Алексеев, И.С.Якиманская).
Проблема исследования: Разрешение противоречия между, с одной стороны, высоким уровнем требований к сформированное^ естественнонаучного мышления и способности к самостоятельной деятельности выпускников военных вузов, предъявляемых Квалификационной характеристикой и требованиями Госстандарта и, с другой стороны, низким уровнем стартовой подготовки первокурсников в условиях военного вуза.
Объект исследования: учебно-познавательная деятельность курсантов в процессе выполнения индивидуальных комплексных расчет-но-графических работ в высших военных учебных заведениях.
Предмет исследования: процесс формирования индивидуальных способностей курсантов, приводящий к развитию творческого мышления обучаемых, посредством введения индивидуальных комплексных расчетно-графических заданий, ориентированных на будущую профессиональную деятельность инженеров Вооруженных сил России.
Цель исследования: разработка теории и методики формирования творческого мышления курсантов, их способности к самостоятельной творческой деятельности, способствующей более быстрому и качественному вхождению в будущую профессию.
Гипотеза: углубленное формирование творческих способностей личности возможно при разработке и внедрении дидактической системы индивидуальных комплексных расчетно-графических работ по естественнонаучным дисциплинам с учетом их военно-прикладной нап-оавленности.
- 6 -
Задачи исследования:
1. Выявить степень разработанности проблемы в психолого-пе-^ дагогической теории и практике.
2. Провести анализ уровня сформированности естественнонаучных понятий первокурсников, выявить основные недостатки мышления обучаемых при решении творческих задач.
3. Теоретически обосновать необходимость создания дидактического комплекса расчетно-графических работ по естественнонаучным дисциплинам, способствующего развитию творческого мышления
::: курсантов.
4. Разработать критерии уровня сформированности творческого мышления курсантов на основе тестовой диагностики.
^ ¦ 5. Сформулировать принципы отбора предметного содержания ин- " дивидуальных заданий, способствующих углубленному формированию естественнонаучных понятий, на основе которых построить расчет-но-графические работы и разработать методику их проведения в условиях военного вуза.
•> 6. Проанализировать динамику формирования естественнонаучных понятий, повышения уровня мышления обучаемых при выполнении расчетно-графических работ и показать эффективность разработанной дидактической системы в условиях военного вуза.
Методологическую и теоретическую основу исследования составляют: философские и психолого-педагогические идеи и концепции по * проблеме развития сознания личности и ее способностей (А.Н.Ле-^ онтьев, С.Л.Рубинштейн,Б. М.Теплов); психологическая теория дея-~ тельности (В.В.Давыдов, А.Н.Леонтьев, С.Л.Рубинштейн и др.); лич-ностно-ориентированное обучение (Н.А.Алексеев, И. С. Якиманская и др.); инновационные подходы в области дидактики (Н.М.Зверева, П. И. Самойленко, А.В.Усова).
- 7 -
Цели и задачи исследования определили выбор теоретических и экспериментальных методов исследования: теоретический анализ пси-^ холого-педагогических исследований по проблеме развития способностей личности и влияния на ее развитие самостоятельной деятельности обучаемых, анализ продуктов деятельности курсантов методами наблюдения, тестирования, анкетирования, собеседования; педагогический эксперимент, метод математической статистики.
Исследование состояло из нескольких этапов:
1995-1996 гг.- анализ педагогической и методической литературы, исследование уровней подготовленности абитуриентов и курсантов младших курсов Нижегородского ВЗРКУ ПВО по естественнона-учным дисциплинам, отбор содержания и построение комплексных рас-четно-графических работ (КРГР) по блоку естественнонаучных дисциплин, разработка методических рекомендаций для проведения КРГР, работа над повышением эффективности проведения лекций, практических и лабораторных занятий по физике введением в них элементов развивающего обучения; введение в КРГР задач исследовательского характера, связанных с будущей профессиональной деятельностью обучаемых, и оценка эффективности разработанного метода.
1996-1997 гг.- применение личностно-ориентированного подхода к процессу обучения естественнонаучным дисциплинам, что позволило активизировать развитие индивидуальных способностей курсантов и формирование у них творческого мышления; наблюдение за учебным процессом и анализ причин недостаточно высокого уровня творческого развития курсантов; разработка и внедрение индивидуальных заданий КРГР, включение их в самостоятельные занятия; разработка билетов-тестов с уровневыми заданиями для контроля успеваемости курсантов и оценки уровней мыслительной деятельности обучаемых; разработка методики проведения КРГР, включающих комплексные твор-
— 3 —
ческие индивидуальные задания исследовательского характера по физике, высшей математике, основам информатики, инженерной графике.
1997-1999 гг.- корректировка методики проведения КРГР; анализ результатов проведения КРГР и оценка эффективности разработанной системы, основанной на личностно-ориентированном подходе к организации самостоятельной деятельности курсантов при изучении естественнонаучных дисциплин.
Научная новизна исследования:
Впервые разработана методика углубленного формирования творческого мышления курсантов посредством разработки и внедрения дидактической системы КРГР по естественнонаучным дисциплинам для военных технических вузов, направленная на раннее вхождение курсантов в будущую профессию. •
Теоретическая значимость:
1. Дано теоретическое обоснование необходимости введения в учебный процесс КРГР и впервые введено определение комплексной расчетно-графической работы по естественнонаучным дисциплинам.
2. Показана необходимость интегрирующего подхода, объединяющего естественнонаучные дисциплины, для реализации творческих возможностей личности, ее развития.
3. Выделена совокупность индивидуальных способностей обучаемых, составляющих те качества личности, которые способствуют развитию творческого мышления и необходимы для последующей успешной профессиональной деятельности курсантов инженерного вуза.
4. Разработаны принципы отбора содержания и построения КРГР, отражающие фундаментальность естественнонаучных курсов и направленность на формирование профессиональных творческих личностных качеств курсантов, построена дидактическая система индивидуальных творческих КРГР, основанная на личностно-ориентированном подходе.
- 9 -Практическая значимость:
1. На основе выделенных принципов отбора содержания и пост-роения КРГР создан дидактический комплекс, состоящий из: комплек-
~ тов индивидуальных (450 вариантов), дифференцированных по трем уровням сложности КРГР к изучению тем "Электростатика", "Колеба-
• ния", "Физика в военном деле", динамических установок и моделей; технических средств обучения (ТСО), имеющий профессиональную направленность, позволяющий курсантам формировать творческое мышление при личностно-ориентированном подходе к обучению.
2. Разработанный дидактический комплекс внедрен и апробирован при изучении естественнонаучных дисциплин в ряде гражданских и военных вузов.
3. Создана система тестовых заданий для проведения педагогического эксперимента, доказана эффективность введения КРГР по естественнонаучным дисциплинам для военных вузов.
Обоснованность и достоверность выдвинутых положений и полученных результатов обеспечена использованием статистических методов обработки экспериментальных данных на больших группах наблюдений; научные положения и выводы, сформулированные в диссертации, подтверждены результатами научно-исследовательских работ и их внедрением в учебный процесс других военных вузов.
Положения, выносимые на защиту:
1. Дисциплины естественнонаучного цикла (физика, высшая математика, основы информатики и программирования, инженерная графика) играют определяющую роль в формировании мышления высококвалифицированного военного инженера ПВО. Начальные уровни естественнонаучной подготовки абитуриентов, преобладающий тип репродуктивного, мышления не соответствуют требованиям квалификационной характеристики, согласно которым выпускник должен обладать творческими качествами личности.
- 10 -
2. Для формирования индивидуальных способностей к тзорческой деятельности курсантов во время их самостоятельной подготовки в условиях военного вуза необходимо введение в дидактический комплекс новой формы самостоятельной деятельности обучаемых - КРГР по блоку естественнонаучных _дисциплин.
3. Авторское определение термина "комплексная расчетно-гра-фическая работа по естественнонаучным дисциплинам", структура соответствующего вида деятельности и его вклад в формирование творческого типа мышления обучаемых.
4. Дидактический комплекс, состоящий из: комплектов индивидуальных (450 вариантов), дифференцированных по трем уровням сложности КРГР к изучению тем "Электростатика", "Колебания", "Физика в военном деле", динамических установок и моделей; технических средств обучения, имеющий ¦профессиональную направленность, позволяющий курсантам формировать творческое мышление при лич-ностно-ориентированном подходе к обучению.
5. Тестовая диагностика определения уровней развития способностей обучаемых к организации мыслительной деятельности,введенная в учебный процесс, позволяет не только выявить уровни развития мышления обучаемых,но и проследить динамику развития мышления.
Апробация и внедрение результатов исследования: Результаты исследования докладывались на : II, III, IV, V Межвузовских научно-технических конференциях "Повышение эффективности вооружения и военной техники войск ПВО в интересах противовоздушной обороны. Проблемы совершенствования образовательного процесса в высших военно-учебных заведениях" в НВЗРКУ ПВО, Н.Новгород (1995, 1996, 1997, 1998); II научно-технической конференции. Московское высшее училище радиоэлектроники ПВО (1997); Региональной НПК, посвященной 210-летию светского образования в Ниже-
- 11 -
городской области "Образование в Нижегородской области: история и современность", Н.Новгород, Нижегородский гуманитарный центр (1997); IV Межвузовской научно-технической конференции, Военный институт радиоэлектроники, Воронеж (1997); Международной НПК "Общество-молодежь-армия", Нижегородский Государственный Университет (1998); Республиканской научно-технической конференции "Практика обучения физике как творчество", Вятский государственный педагогический университет, Киров (1998).
Материалы исследования использовались при разработке и создании новой программы и тематического плана изучения физики в вузах ПВО при переходе на 5-летний срок обучения в соответствии с Государственным Образовательным Стандартом. Материалы диссертационного исследования являются составной частью научно-исследовательских работ: "Активизация познавательной деятельности курсантов при обучении физике в высших военных училищах ПВО" ("Бере-за-3"), заказчик - Управление подготовки и распределения кадров ПВО; "Исследование теоретических знаний, умений и навыков абитуриентов по физике и разработка педагогической системы обучения физике в высшем военном учебном заведении" ("Абитуриент"), заказчик - Институт общего среднего образования Российской Академии Образования (ИОСО РАО).
Результаты исследования внедрены в Нижегородском филиале военно-инженерного университета, в Арзамасском государственном педагогическом институте им. А.П.Гайдара, в С.-Петербургском военном инженерно-техническом университете.
_ 1
12 -
ГЛАВА 1
МЕСТО И РОЛЬ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ
КУРСАНТОВ - БУДУЩИХ ВОЕННЫХ ИНЖЕНЕРОВ В СООТВЕТСТВИИ С
ТРЕБОВАНИЯМИ НОВОГО СТАНДАРТА ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
§ 1.1. Задачи, стоящие перед выпускниками военных вузов -инженерами войск ПВО в соответствии с требованиями Государственного стандарта
Стремительное развитие науки и техники, изменения, происходящие в современном обществе и современной армии обуславливают новые требования, предъявляемые к выпускникам военных технических вузов/ Качество профессиональной подготовки специалистов любого профиля зависит от степени обоснованности трех основных категорий: цели обучения (для чего учить), содержания обучения (чему учить), принципов организации учебного процесса (как учить).
Квалификационные характеристики составлены, исходя из принципа связи обучения с будущей профессиональной деятельностью.
Выпускники высшего зенитного ракетного командного училища ПВО получают высшее военно-специальное образование командно-инженерного профиля, соответствующее третьему уровню высшего профессионального образования в системе многоуровневого высшего образования Российской Федерации: по гражданской специальности "Радиоэлектронные системы"; по военной специальности "Многоканальные зенитные ракетные системы средней дальности";квалификацию-инженер.
Объектом профессиональной деятельности выпускников являются многоканальные зенитные ракетные системы средней дальности, их подсистемы, устройства и функциональные узлы, способы их боевого
- 13 -
применения. Вид профессиональной деятельности - эксплуатационно-управленческая .
Согласно квалификационным требованиям офицер-выпускник ДОЛЖЕН обладать следующими личностными качествами: дисциплинированность, инициативность, творческий подход к делу, исполнительность, собранность, способность принципиально оценивать результаты своей деятельности.
В результате изучения специальных дисциплин офицер-выпускник должен:
иметь представление о построении зенитно-ракетных систем (ЗРС) в целом, взаимодействии ее элементов в процессе функционирования, боевых возможностях, перспективах развития ЗРС, техническом обеспечении подразделений зенитно-ракетных войск (ЗРВ);
знать боевые возможности, устройство, эксплуатацию вооружения и военной техники и уметь использовать его с максимальной эффективностью;
владеть методами изучения процессов функционирования радиоэлектронных систем и уметь использовать эти знания при эксплуатации образцов вооружения;
иметь навыки по оценке технического состояния аппаратуры, проведению ее технического обслуживания, поиску и локализации неисправностей в элементах ЗРС (в соответствии со специализацией).
Требования по обеспечению необходимой военной и эксплуатационной направленности общих естественнонаучных и математических дисциплин предусматривают, что офицер-выпускник должен:
иметь фундаментальную общенаучную, военно-профессиональную подготовку, обеспечивающую широкий военно-научный и технический кругозор, быструю адаптацию к изменениям условий практической деятельности, самостоятельное освоение новых образцов вооружения и
- 14 -
военной техники, совершенствование практической деятельности в процессе службы;
уметь применять математические методы исследования при решении тактических и военно-инженерных задач; решать инженерные задачи и выполнять инженерно-технические расчеты с использованием современных физико-математических методов и средств вычислительной техники; оформлять электрические схемы и чертежи в соответствии с ГОСТами ЕСКД.
знать и уметь использовать методику решения инженерных задач и выполнения инженерно-технических расчетов военно-прикладного характера с использованием современных математических методов и средств вычислительной техники; методику разработки алгоритмов, составления программ' решения задач военного и инженерного характера, подготовки информации для ввода в цифровую ЭВМ, устранения ошибок и анализа результатов решения задач; принципы построения антенно-фидерного и приемо-передающего устройств, используемых в
зенитной ракетной системе.
т
В соответствии с Государственным образовательным стандартом
высшего профессионального образования [21], выпускник Нижегородского высшего зенитного ракетного командного училища ПВО после пяти лет обучения получает специальность 201600 - "Радиоэлектронные системы". Это область науки и техники, охватывающая совокупность технических средств, предназначенных для получения информации об окружающей среде, природных и технических объектах, передачи сообщений удаленному потребителю, определения координат и траекторий движений объекта, управления на расстоянии наземными, морскими, атмосферными и космическими объектами. Объектами профессиональной деятельности инженера по специальности 201600 - "Радиоэлектронные системы" являются радиоэлектронные комплексы, их под-
- 15 -
системы, устройства и функциональные узлы, методы и средства для их разработки, проектирования, моделирования, экспериментальной . отработки, испытаний и подготовки к производству. Выпускники, успешно завершившие обучение должны удовлетворять требованиям Госстандарта, изложенным в [21]. Выделим из них те требования, которые относятся к компетенции кафедр естественнонаучных дисциплин, (в таковые включены кафедры физики, математики, основ информатики и программирования, инженерной графики). В общие требования включается:
- иметь целостное представление о процессах й явлениях, происходящих в неживой и живой природе, понимать возможности совре-менных научных методов познания природы и владеть ими на уровне,
_ необходимом для решения задач,. имеющих естественнонауное содержа- . ние и возникающих при выполнении профессиональных функций; владеть культурой мышления, знать его общие законы, быть способным в письменной и устной речи правильно (логично) оформить его результаты;
•- - уметь использовать методы решения задач на определение оптимальных соотношений параметров различных систем;
- быть способным в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, к анализу своих возможностей, уметь приобретать новые знания, используя современные информационные образовательные технологии;
Ф - понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, основные проблемы дисциплин, определяющих конкретную ~ область деятельности, видеть их взаимосвязь в целостной системе знаний;
- быть способным к проектной деятельности в профессиональной сфере на основе системного подхода, уметь строить и использовать
- 16 -
модели для описания и прогнозирования различных явлений, осуществлять их качественный и количественный анализ;
- быть способным поставить цель и сформулировать задачи, связанные с реализацией профессиональных функций, уметь использовать для их решения методы изученных им наук;
- быть методически и психологически готовым к изменению вида и характера своей профессиональной деятельности, работе над междисциплинарными проектами.
В области математических и естественнонаучных дисциплин Госстандарт предъявляет следующие требования в выпускникам:
иметь представление:
о математике как особом способе познания мира, общности ее понятий и представлений;
об информации, • методах ее описания, хранения, обработки и передачи;
о Вселенной в целом как физическом объекте и ее эволюции;
о фундаментальном единстве естественных наук, незавершенности естествознания и возможности его дальнейшего развития;
о дискретности и непрерывности в природе;
о соотношении порядка и беспорядка в природе, упорядоченности объектов, переходах в неупорядоченное состояние и наоборот;
о динамических и статистических закономерностях в природе;
об измерениях и их специфичности в различных разделах естествознания;
о фундаментальных константах естествознания;
о принципах симметрии и законах сохранения;
о соотношениях эмпирического и теоретического в познании;
о состояниях в природе и их изменениях со временем;
о времени в естествознании;
- 17 -
о новейших открытиях естествознания, перспективах их использования для построения технических устройств;
о физическом моделировании;
о возможностях современного программного обеспечения;
знать и уметь использовать:
основные понятия и методы математического анализа, аналитической геометрии, линейной алгебры, теории функций комплексного переменного;
основные понятия и методы теории вероятностей и математической статистики, дискретной математики, теории оптимизации, чис- ленных методов анализа;
методы и средства математического моделирования; . вероятностные модели типовых случайных процессов, уметь проводить необходимые расчеты в рамках построенной модели;
методы аналитического и численного решения основных типов дифференциальных уравнений;
один язык программирования высокого уровня;
знать и уметь использовать:
основные понятия, законы и модели механики, электричества и магнетизма, квантовой и статистической физики, термодинамики, зонной теории твердого тела, экологии;
законы и модели электродинамики, теории распространения электромагнитных колебаний в различных средах;
методы теоретического и экспериментального исследования в физике и экологии;
методы оценок порядков физических величин;
иметь опыт: применения аппарата математической физики.
Необходимость фундаментального и качественного изучения естественнонаучных дисциплин курсантами военных технических вузов

---

часть из работы
Принцип цикличности просматривается и в конструировании содержания учебных предметов естественнонаучного блока и управление учебным познанием через выделение последовательности его этапов: факты-проблема - гипотеза-модель - следствия-выводы - эксперимент-применение (рис.3.1). Впервые этот принцип был сформулирован В.Г.Разумовским. В своей работе [63, с. 14] Разумовский В.Г. отмечал: "Каждый цикл начинается выбором группы фактов из наблюдения. Далее выдвигается гипотеза относительно их общности. Эта гипотеза

обладает эвристическим свойством: она позволяет предвидеть другие факты, которые не были известны при обобщении. Справедливость предвидения проверяется экспериментом".
Принцип цикличности достаточно адекватно, экономно отражает' в структуре и содержании тем, разделов, отдельных вопросов логику научных теорий, выраженную формулой: основание - ядро - следствия. При таком подходе к построению содержания, во-первых, удается получить целостную систему знаний, в которой объединены факты об объектах и явлениях, примеры применения. Во-вторых, обеспечивается сочетание фундаментальных и прикладных знаний как при создании целых курсов, так и в рамках сравнительно небольших тем. В-третьих, последовательнее в материале находят отражение методологические вопросы, которые все чаще становятся прямым объектом усвоения. В методике обучения естественнонаучных дисциплин большинство исследований в области содержания образования опираются на принцип цикличности - он оказывается достаточно общим и в то же время технологичным инструментом совершенствования курсов [73, с. 76].

МОДЕЛЬ




I
ФАКТЫ

П
Ъ


Рис.3.1 Схема взаимосвязи исходных фактов, абстрактной модели-гипотезы, теоретических следствий и эксперимента в естественнонаучном творчестве.


- 112 -
Мы видим двойную цикличность в организации процесса обучения естественнонаучным дисциплинам, которая заключается в том, что усвоение материала происходит не только по этапам: факты-проблема - гипотеза-модель - следствия-выводы - эксперимент-применение, выделенным В.Г. Разумовским, но и обращения к одной и той же теме на разных уровнях усвоения понятий и законов, а следовательно и на разных уровнях мышления. Причем, место КРГР в этом цикле является СВЯЗУЮЩИМ при переходе от репродуктивного уровня мышления к продуктивному и творческому.
В.Г. Разумовский отмечал, что развитие мышления в естественнонаучных дисциплинах связано с изменением, переосмыслением естественнонаучных понятий, лежащих в основе соответствующих теорий [63, с.8]. Мы поставили задачу проследить формирование естественнонаучных сложных понятий у курсантов НВЗРКУ ПВО в процессе обу- . чения естественнонаучным дисциплинам на первом и втором курсах. Формирование новых и переосмысление известных понятий у курсантов зависит от их исходной понятийной базы, от их обучаемости, от выбранных преподавателем форм и методов обучения.
Во время работы с лекцией и подготовки к практическому занятию, включающему письменный ответ на контрольные вопросы, естественнонаучные понятия усваиваются обучаемым на репродуктивном уровне. Курсант может повторить определение понятия, данное на лекции, но не выделяет существенных признаков, не может применить в решении задач репродуктивного уровня.
Решение задач в виде индивидуальных заданий, выдаваемых курсантам после практического занятия, тренаж перед лабораторным занятием, подготовка к семинару по заданным вопросам формируют у курсантов умения выделить существенные и несущественные признаки понятия, отграничить сходные понятия, применить знания при реше


нии задач репродуктивного (70%) и продуктивного уровня (15%).
Новая форма самостоятельной деятельности курсантов - КРГР -носит заключительный, обобщающий характер, поскольку при выполнении КРГР изучаемые понятия уточняются и расширяются, конкретизируются, устанавливаются связи с другими понятиями [65, С.74]. Этапы формирования сложных естественнонаучных понятий, выделенных А. В. Усовой [88, с.19], мы проследили в цикле изучения естественнонаучных дисциплин, что и отразили на рисунке 3.2.
Из рисунка 3.2 видно, что при выполнении КРГР начинается новый качественный виток (X и XI этапы) в усвоении сложных естественнонаучных понятий, являющихся переходным мостиком к новому, более сложному уровню изучения естественнонаучных дисциплин. Очевидно, что оперируя более насыщенными, глубокими понятиями, обучаемые' переходят на более высокий уровень мышления, следовательно, постепенно продвигаются к творческому уровню мышления, необходимому современному военному инженеру.
При разработке комплексных расчетно-графических работ мы использовали неимущественно проблемное изложение заданий, а вЬлу-
V,'
чае затруднения, возникшего у курсанта при решении своей учебной проблемы, преподавателем ведется эвристическая беседа.
Логическая незавершенность введения комплексного задания (модели-гипотезы) переключает основное внимание на применение фундаментального понятия, идеи, закона. Здесь наступает время репродуктивного метода, время формирования самых разных умений от проведения экспериментов до математических выводов. И эксперимент (при выполнении КРГР подразумевается теоретический и компьютерный эксперимент), приобретает смысл творчества. Вот почему на этом этапе познания уместен исследовательский метод, выраженный в решении творческих задач. Последнее рано или поздно вновь


1
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
т

ЛЕКЦИЯ

i
ЭТАП
I I ЭТАП

III ; j IV ЭТАП j ! ЭТАП f



СЕМИНАР


VI I ЭТАП




I X ЭТАП




VI ЭТАП




ЭТАП


Рис. 3.2. Этапы формирования сложных понятий в цикле изучения естественнонаучных дисциплин:
I этап - конкретно-чувственное восприятие, сопровождаемое анализом;
II этап - сравнение, сопоставление наблюдаемых объектов, выделение в них общих существенных свойств;

III этап - абстрагирование (отделение существенного от несущественного);
IV этап - определение понятия,синтез существенных признаков;

V этап - уточнение и закрепление существенных признаков понятия;
VI этап - установление связи данного понятия с другими;

VII этап - применение понятия в решении задач учебного характера;
VIII этап - классификация понятий;
IX этап - применение понятия в решении задач творческого характера;

X этап - обогащение понятия (выявление новых существенных признаков);
XI этап - вторичное (более полное) определение понятия;
XII этап - опора на данное понятие при усвоении
новых понятий.

возвращает обучаемого к началу цикла познания, но на другом уровне знаний и мышления.
На первом этапе педагогического эксперимента мы разработали индивидуальные КРГР такого уровня сложности, которые формируют понятия, знания законов, определений основных физических величин. Приведем пример такой КРГР по теме "Электростатика".
Имеются две концетрические металлические сферы радиусом Рч = Зсм, R2 = 6см . Пространство между сферами заполнено парафином (6=2). Заряд внутренней сферы ал = 1нКл, внешней q2 = 2нКл.
1) Применить теорему Гаусса для расчета напряженности поля указанной конфигурации зарядов.
2) Используя связь между напряженностью и разностью потенциалов, рассчитать потенциал данной конфигурации.

3) Рассчитать напряженность и потенциал электрического поля на расстояниях от r^lcM до г2=10см через 1см от центра сферы.
4) Найти индукцию электростатического поля в этих же точках.
5) Построить графики зависимости Е от х, <р от х.
6) Найти объемную плотность энергии поля на расстоянии: rt = 1см; г2 = 5см; г3 = 9см от центра сферы.
7) Проанализировать математические выражения и графики, записать соответствующие выводы.
Выполнение КРГР по теме "Электростатика" позволяет курсантам показать свое знание теоремы Гаусса, как основополагающей, проявить умение применить ее для расчета поля конкретной конфигурации. Курсанты также показывают знание связи между напряженностью и разностью потенциала, умение найти эту связь в конкретной задаче. Проявляют умение проанализировать аналитические выражения и дать графическую интерпретацию, применяют умение программирования при решении конкретной учебной задачи.

Приведем пример КРГР по теме "Колебания".
Цепь состоит из последовательно включенных конденсаторов Cj= 2 пФ, С2 = 4 пФ, катушки индуктивности L = 0. 1 мкГн, подключенной к сети переменного напряжения и = iOOcos 50Jtt.
1) Кайти амплитуду .тока в цепи и построить график I(t) в пределах двух периодов.
2) Найти разность фаз между током и внешним напряжением.
3) Найти амплитуды напряжения Ьтс и UL и построить графики Uc(t) и UL(t) в пределах двух периодов.
4) ПОСТРОИТЬ векторную диаграмму колебаний з контуре.
5) Проанализировать полученные результаты, записать выводы.
Завершая изучение раздела "Колебания" выполнением КРГР, курсанты показывают свои знания и умения решать дифференциальные уравнения для гармонических, затухающих и вынужденных колебаний. Закрепляют навыки построения векторных диаграмм сложения колебаний. Проявляют умения анализировать полученные математические выражения и графики и делать соответствующие выводы о результатах сложения колебаний.

В ходе формирующего эксперимента нами проведены контрольные срезы, показывающие как усвоились естественнонаучные понятия по завершению изучения естественнонаучных дисциплин у курсантов контрольных групп (138 человек) и у курсантов экспериментальных групп (140 человек), поступивших в НВЗРКУ ПВО в 1996 году, а так же у курсантов, поступивших в НВЗРКУ ПВО в 1997 году соответственно - контрольные группы (69 человек) и экспериментальные группы (71 человек). Результаты срезов показаны в таблице 3.2.
Из таблицы 3.2 видно, что динамика роста коэффициента усвоения основных естественнонаучных понятий в экспериментальных группах значительно выше, чем в контрольных группах, что позволяет

Таблица 3.2
Формирование основных естественнонаучных понятий курсантами экспериментальных и контрольных групп

1 ОСНОВНЫЕ -
N j ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ Iп/п1 ПОНЯТИЯ

Относит.
коэфф.
уев.
после
школы

Относительный коэфф. усвоения после изучения курса в училище

i.контр, гр. j экспер. гр.

\ 1996\1997119961

997 ¦1996 1997

7

8





Окончание таблицы 3.2

3

/ i




i i


13
'! -I /1 U X -





15

16
if • 117
м
i!
i

18
19
20






121

Умение интегрировать по поверхности
УмехНЙе обобщить полученные аналитические, графические результаты
Понятие колебательного процесса
Знание дифференциальных уравнений для
а) гармонических колебаний
б) затухающих колебаний
в) вынужденных колебаний
и методов их решения
Умение построить векторную
диаграмму сложения колеба-
ний
Умение сложить одинаково направленные колебания
а) аналитически
б) графически
Умение сложить синхронные взаимно-перпендикулярные колебания
а) аналитически
б) графически
Понятие идеального коле-
бательного контура
Понятие реального коле-
бательного контура

Их характеристики
а) добротность
б) селективность
в) коэффициент затухания
г) время релаксации
д) логарифмический дек-
ремент затухания
Умение составить програм мы для расчетов и построения гоабиков
О, 91\О,39 |
So,
О, 11
I
О, 85
О, 84io, 84
0,85 0,84 0,79
[О, 85 |0, 83 [О, 77

|10, 1210, Ul0,64|0,62 |0,87
0,45 0,37


0,56 0,56
0,35 ! О, 97 i 0, 95 '
0,47 0,39
0,9710,97 О, 8910, 90
0,37
0,97 !0,89 10,98
0,97 0,90 О, 97




0,6410,63 0,52i О, 51
- 0,55 0,55
- 10.36 0,35 14? О, 12f0,72I0,70
л и,
10.91
10, 92 !0,89 10, 97 10,89
i0,89 10, 89 10,86 j 0, 96 10. 87
10,1210.12i0.7ij0.70 S0.98i0.97

"О,45!О,43 • 0. 18:0,17 •io, 36 0, 36
п0,39;0,33
jlO.51IO.51
[0,59|0,67|0. 7610,87 j 0, 91 j 0, 93

нам сделать ВЫЕСД об эффективности введения К?Г? в процесс обучения естественнонаучным дисциплинам. Пси выполнении к?Г?, у нуо-сантов формируется и растет достаточно прочная естественнонаучная понятийная база, на ее основе Формируются и развиваются умения свободно пользоваться усвоенными понятиями, видеть их взаимосвязь, применять их при решении естественнонаучных задач.
Поскольку, развитие понятийного аппарата определяет развитие всей научной теории, следует отметить большое значение естественнонаучного, в частности, физического понятия. Это объясняется тем, что научная теория строится главным образом на понятиях. Кроме того, например, понятия в физической теории выступают связующим звеном между изучаемым явлением и теоретической конструкцией, которая анализирует и интерпретирует данное явление.
'. Как отмечалось ранее, наличие достаточно прочной понятийной базы и соответствующих учебно-познавательных умений являются необходимым, изначальным условием для формирования творческого уроВхНЯ мышления. Таким образом, высокий уровень усвоения естественнонаучных понятий не приравнивается к высокому уровню развития мышления, а лишь предопределяет его. Следовательно, для того, чтобы развить продуктивное и творческое мышление обучаемого недостаточно сформированной понятийной базы, необходимо в процесс обучения ввести такой компонент, который позволит не только активизировать мыслительную деятельность, но и позволит развить индивидуальные способности обучаемых организовывать свою мыслительную деятельность на продуктивном и творческом уровне.

Проведенный на первом этапе формирующий эксперимент показал,


рывает всех умственных способностей курсантов. Данный подход к проведению КРГР позволит лишь подтянуться слабоуспевающим курсан

там, обладающим слабо сформированным репродуктивным мышлением, к среднеуспевающпм курсантам, с сформированным репродуктивным и слабо сформированным продуктивным уровнем мышления. 3 то время как курсанты с уже сформированным продуктивным уровнем мышления теряют интерес к работе, воспринимая ее как обычное упражнение. Следовательно, мы не достигли желаемого результата - способствовать развитию мышления каждого обучаемого. Учесть индивидуальные особенности курсантов, отразить их в содержании каждой индивидуальной КРГР, тем самым активизировать индивидуальные творческие способности обучаемых, развить их мышление - такую задачу мы поставили перед собой на втором этапе педагогического эксперимента, основанного на личностно-ориентированный подход.


§3.2 Личностно-ориентированный подход как средство активизации самостоятельной учебно-познавательной деятельности курсантов и развития их творческого мышления


Эффективность выполнения КРГР, по нашему мнению, может быть достигнута, если, основываясь на личностно-ориентированный подход, мы выявим уровни организации мыслительной деятельности курсантов.
Индивидуализация и дифференциация заданий заключается не только в разноуровневом подходе к заданиям КРГР, при выдаче индивидуальных заданий преподаватель учитывает индивидуальные психические и интеллектуальные особенности обучаемого. Это проявляется по-разному, в зависимости от личности курсанта. Преподаватель мо-


седу, направляя в нужное направление поиск проблемы. Задание КРГР можно расширить графическим напрвлением, если курсанту интереснее


представить проблему невербально; можно расширить аналитическое направление, предложить широкое программное обеспечение решения выявленной проблемы на ПЭВМ и т.п.
Как результат, наблюдается повышение интереса курсантов к данному виду деятельности от семестра к семестру. Заметно снизилось число курсантов, испытывающих страх от неуверенности в возможность успешно выполнить свою КРГР. Перед первой КРГР неуверенность в свои силы показало 83% курсантов набора 1996 года и 89% курсантов набора 1997 года. Это проявлялось в желании обучаемых выполнять задания третьего уровня сложности, в боязни подойти к преподавателю за помощью, нежелании работать с дополнительной литературой. Однако, индивидуальный подход преподавателя к личности курсанта, учет его особенностей и наклонностей - создают условия, благоприятные для творческой учебно-познавательной деятельности. Как результат: перед второй КРГР неуверенность в свои силы испытывало 31% курсантов набора 1996 года и 40% курсантов набора 1997 года; перед третьей КРГР неуверенность и страх испытывало 10% курсантов набора 1996 года и 15 % курсантов набора 1997 года. Качество выполнения КРГР также растет в ходе учебного процесса: аккуратное выполнение задания, детализация пояснений и построений, логическая цепочка рассуждений и выводов, их лаконичность - характеризуют подавляющее большинство выполненных КРГР в конце изучения курса естественнонаучных дисциплин.
Как отмечалось ранее, мы разделили обучаемых на три типологические группы: I группа объединяет курсантов со способностями к репродуктивному уровню мышления, такие курсанты отвечают по биле-^ам-тес"ам только на вотоосы т-о^о уоовия; II ^оупга - со способностями к продуктивному уровню мышления, такие курсанты отвечают по билетам-тестам на вопросы 1-ого и I1-ого уровней; III группа


- 122 -
со способностями к творческому уровню мышления такие курсанты отвечают по билетам-тестам на вопросы 1-ого, 11-ого уровней и тя-бы на один вопрос III-его уровня.
Существенную роль в оценке индивидуальных способностей кур-
сантов играет проверка усвоенности учебного материала, но такая
проверка не является единственным показателем. Принимая это во
внимание, мы ввели в содержание КРГР, кроме заданий репродуктив-
ного уровня, задания продуктивного и творческого уровней. Цель
этих заданий - проверить и оценить не столько степень усвоения
программного материала, сколько уровень развития Отдельных сторон
учебной деятельности: способность курсанта к самостоятельным
обобщениям, поискам и нахождению закономерностей, содержащихся в
материале в скрытом виде, умение решать учебные задачи в нестан-
дартных условиях и т.д. ' .
Задания, включенные в КРГР, имеют различную целевую направленность. Первые имеют цель проверить, как усвоили курсанты систему знаний и навыков, как они их применяют к решению учебных проблем. Вторые выявляют и развивают их творческие возможности.
Использование учебных заданий дух типов - проверочных и творческих - позволяет полно выявлять позназательные возможности обучаемых как бы в двух различных направлениях: горизонтальном, фиксирующем динамику усвоения программного материала, и вертикальном, дающем картину развития мышления курсанта, ее динамику под влиянием обучения.
Индивидуальные задания выдаются каждому курсанту и учитывают его способности к мыслительной деятельности определенного уровня на данном этапе учебы. 3 течение учебного года сложность и объем задания нарастают, учитывая развитие мышления курсанта.
Все КРГР делятся на три уровня сложности: