Развитие аналитико-синтетической мета-компетентности студентовnполитехнических техникумов в процессе обучения математике

В настоящее время, как перед высшим, так и перед средним
профессиональным образованием ставятся новые цели: процессы, происходящие в
политической и экономической сфере, в науке и технике, бурный рост числа
новых информационных технологий, требуют от вузов и ссузов подготовки
выпускников нового уровня, способных ориентироваться в современной
обстановке. Широкое внедрение практикоориентированного обучения как в
высших, так и в средних профессиональных учебных учреждениях, требует
особого методического подхода как к организации учебного процесса в целом, так
и к организации обучения отдельным предметам профессиональной
направленности.
Кардинальные изменения политической и социально-экономической
ситуации в стране, произошедшие в последние годы, вызвали необходимость
изменить требования к рабочим кадрам. Эти требования предполагают наличие
специалистов не просто с высоким профессиональным образованием, а способных
нестандартно (творчески) мыслить, предвидеть примерный результат своей
деятельности. Умение формулировать цель своей деятельности и предпринимать
шаги для ее достижения является характерной особенностью компетентного,
конкурентоспособного специалиста.
Реализовать заказ государства лучше всего позволяет компетентностный
подход, который является методологической основой стандартов третьего
поколения, на которые произошел переход высшего и среднего
профессионального образования. Одна из основных идей компетентностного
подхода – личностная и практическая ориентация образования, то есть переход от
знаниевой парадигмы образования к практикориентированному обучению.
Согласно Федеральным государственным образовательным стандартам
среднего профессионального образования под качеством подготовки специалиста
понимается уровень его профессиональной компетентности, которая направлена
на решение характерных для данной области профессиональных задач. Поэтому
перед современным обществом назрела необходимость в специалистах нового
типа, способных к самореализации в современных социально-экономических
условиях, при этом сочетающих в себе высокий уровень культуры,
образованности, а также профессиональной компетентности, означающей
сущностную характеристику профессионализма, представляющую собой
интегративное личностное качество, основанное на совокупности
фундаментальных специальных научных знаний, практических умений и навыков,
свидетельствующих о готовности и способности специалиста успешно
осуществлять профессиональную деятельность.
Вопросам исследования сущности понятия «профессиональная
компетентность» посвящены работы Т.Г. Браже, Е.В. Бондаревской,
Д.Г. Бальчинова, Д.А. Власова, Б.С. Гершунского, А.Д. Гонеева, В.А. Далингера,
Г.М. Дьяченко, Е.И. Зариповой, Д.А. Иванова, А.К. Марковой, А.Г. Пашкова и др.
С психологической точки зрения профессиональную компетентность
рассматривают Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, Т.В. Кудрявцев и др.
Для того чтобы выпускник мог чувствовать себя компетентным в области
профессиональной деятельности, он должен обладать соответствующими
профессиональными компетенциями, которые входят в структуру
профессиональной компетентности. Профессиональные компетенции являются
предметно-специализированными компетенциями для студентов, так как они
способствуют самообразованию, стремлению к повышению квалификации,
обеспечивают их подготовку к профессиональной деятельности.
Согласно Федерального государственного стандарта среднего
профессионального образования выпускник политехнического техникума должен
обладать общими компетенциями и профессиональными компетенциями,
соответствующими основным видам профессиональной деятельности.
В основу всех компетентностей некоторые исследователи кладут мета-
компетентность, рассматривая ее как знаниево-деятельностную основу других
компетентностей.
Вопросам исследования понятия «мета-компетентность» повещены работы
Л.П. Еньковой, В.П. Пустовойтова, К. Keen, F.D. Le Deist, J. Winterton и др.
Немаловажное значение в подготовке будущего специалиста технического
профиля имеет овладение обучающимися следующими необходимыми для
профессиональной деятельности навыками: осуществление поиска;
самостоятельная работа с информационными ресурсами; обработка,
систематизация материала, выделение его смысловой структуры.
В структуру профессиональной компетентности входит большое количество
мыслительных операций, среди которых мы особо выделили анализ и синтез.
В случае, если обучаемые овладеют такими общими методами познания,
как анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение и т.д., то у них будут
выработаны умения свободно оперировать знаниями и превращать последние в
инструмент, средство познания. В нашем исследовании наряду со способностями
к анализу и синтезу, мы рассматриваем и способность к предвидению.
Анализ и синтез, как мыслительные операции, в методике преподавания
математики исследовали А.Д. Гетманова, И.Л. Гибш, В.А. Далингер, В.В. Дрозина,
В.А. Еровенко, И.Я. Лернер, М.В. Мартон, Д. Пойа, И.Н. Поспелов,
Н.Н. Поспелов, Ю.Ф. Розка, А.Д. Семушин, А.И. Фетисов, Б.П. Эрдниев,
П.М. Эрдниев, X. Эркинбаев и др.
В психологии анализу и синтезу посвящены работы А.В. Брушлинского,
Л.С. Выготского, А.3. Зака, И.Я. Лернера, В.Ф. Паламарчука, Н.А. Подгорецкой,
С.А. Рубинштейна и др.
Упомянутые выше исследователи рассматривают анализ и синтез как две
различные мыслительные операции, которые взаимодополняют друг друга.
Вопросам исследования предвидения посвящены работы В.В. Дрозиной,
Н.Д. Кондратьева, И.М. Фейгенберга и др., которые рассматривают предвидение
как качество, которое базируется на анализе и синтезе.
В исследованиях А.А. Чугуновой (2010г.) и Е.В. Эповой (2003г.)
рассматривается аналитико-синтетическая деятельность, которая представлена
как система действий по комплексному выполнению операций анализа и синтеза
(у А.А. Чугуновой), и как система действий по комплексному выполнению
операций анализа, синтеза, сравнения (у Е.В. Эповой). В исследовании
О.Н. Ярыгина (2013г.) рассматривается только аналитическая деятельность,
представленная как единство анализа и синтеза при рассмотрении сложных
систем (причем анализ и синтез происходят одновременно, т.е. анализ системы
как выделение составляющих элементов происходит одновременно с синтезом
системы из получаемых элементов).
Но вообще нет исследований, изучающих анализ, синтез и предвидение как
компонентов аналитико-синтетической мета-компетентности.
В рамках нашего исследования под аналитико-синтетической мета-
компетентностью мы будем понимать интегративное качество личности,
проявляющееся в способности применять совокупность действий, опыт по
комплексному выполнению операций анализа, синтеза и предвидения
(прогнозирования) при решении студентами различного рода задач, а также в
различных производственных ситуациях.
Развитие аналитико-синтетической мета-компетентности у студентов
политехнических техникумов как отдельная проблема не выделялась, а
соответственно, не стоял вопрос – какая учебная дисциплина может этому
способствовать в большей степени.
С точки зрения возможностей включения системы задач, направленной на
формирование действий по комплексному применению анализа, синтеза,
предвидения, в нашем исследовании нами были выделены дисциплины
математического характера, в частности «Теория вероятностей и математическая
статистика».
В настоящее время знание основ теории вероятностей и математической
статистики необходимо специалистам самых различных профессий. Только к сере-
дине XX в. вероятностные методы нашли реальное применение в экономике,
психологии, медицине, фармакологии, социологии, юриспруденции, в различных
прикладных науках, таких, как кибернетика, теория игр, системы массового
обслуживания и т.д. Планирование производства, контроль качества, принятие
решений в различных сферах, анализ экспериментальных данных не обходятся без
математической статистики, которая является методологией наук.
Среди требований к знаниям и умениям при освоении данной дисциплиной
следует выделить: способность применять стандартные методы и модели к
решению вероятностных и статистических задач; пользоваться расчетными
формулами, таблицами, графиками при решении статистических задач; применять
современные пакеты прикладных программ; знать: основные понятия
комбинаторики, основы теории вероятностей и математической статистики,
основные понятия теории графов.
Таким образом, использование курса «Теория вероятностей и
математическая статистика» для разрешения данной проблемы обусловлено тем,
что одним из важнейших моментов деятельности любого специалиста является
принятие решений в условиях вероятностной неопределенности, когда следует
провести анализ исходных данных, а затем, на основе анализа, провести синтез и
сделать соответствующий вывод о принятии или непринятии решения.
Все вышеизложенное обуславливает актуальность настоящего
исследования и определяет его проблему: как следует организовать обучение
теории вероятностей и математической статистике студентов политехнических
техникумов, чтобы целенаправленно обеспечить эффективное развитие у них
аналитико-синтетической мета-компетентности? Данная проблема является
частью проблемы формирования и развития мышления с одной стороны, а с
другой стороны – проблемы реализации компетентностного подхода в
образовании (в частности в профессиональном образовании).
Цель исследования состоит в том, чтобы разработать и теоретически
обосновать методику развития аналитико-синтетической мета-компетентности
студентов политехнических техникумов при обучении математике (в частности –
теории вероятностей и математической статистике).
Объект исследования – процесс обучения математике студентов
политехнического техникума.
Предмет исследования – методика развития аналитико-синтетической
мета-компетентности студентов политехнических техникумов.
Гипотеза исследования – развитие аналитико-синтетической мета-
компетентности студентов политехнических техникумов при обучении
математике будет обеспечено в том случае, если:
– выявлены сущность и содержание аналитико-синтетической мета-
компетентности, определена и покомпонентно описана ее структура, обоснована
ее системообразующая роль в профессиональной компетентности будущих
специалистов технического профиля;
– определены психолого-педагогические основы развития аналитико-
синтетической мета-компетентности студентов политехнических техникумов,
конкретизированы критерии и уровни ее сформированности;
– установлены возможности математики в развитии аналитико-
синтетической мета-компетентности студентов политехнических техникумов;
– содержательной основой развития аналитико-синтетической мета-
компетентности выступит разработанный в ходе исследования комплекс
практико-ориентированных задач;
– реализация методики развития аналитико-синтетической мета-
компетентности будут основываться на применении информационно-
коммуникационных технологий и использовании активных методов обучения,
обеспечивающих переход студента из объекта процесса обучения в субъект
этого процесса и актуализирующих их аналитико-синтетическую деятельность.
В соответствии с целью, объектом, предметом и гипотезой исследования
были поставлены следующие задачи:
1. Выявить сущность и содержание аналитико-синтетической мета-
компетентности и обосновать ее системообразующую роль в профессиональной
компетентности будущих специалистов технического профиля.
2. Разработать структурно-функциональную модель развития аналитико-
синтетической мета-компетентности студентов политехнического техникума
средствами математики (на примере дисциплины «Теория вероятностей и
математическая статистика»).
3. Определить психолого-педагогические основы развития аналитико-
синтетической мета-компетентности студентов политехнических техникумов,
конкретизировать критерии и уровни ее сформированности.
4. Выявить возможности и средства дисциплин математического характера
(на примере курса «Теория вероятностей и математическая статистика») в
развитии аналитико-синтетической мета-компетентности студентов
политехнических техникумов.
5. Разработать комплекс практико-ориентированных задач,
обеспечивающий развитие аналитико-синтетической мета-компетентности
студентов политехнических техникумов.
6. Разработать методику развития аналитико-синтетической мета-
компетентности студентов политехнических техникумов и экспериментально
определить её эффективность.
Теоретико-методологической основой исследования являются:
деятельностный подход (В.П. Беспалько, П.Я. Гальперин,
Б.С. Гершунский, В.А. Сластенин и др.), компетентностный подход
(В.И. Байденко, В.А. Болотов, В.А. Далингер, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя,
М.В. Носков, А.В. Хуторской, В.А. Шершнева и др.), личностно-
ориентированный подход (И.А. Зимняя, С.И. Осипова, В.А. Петровский,
С.Л. Рубинштейн, И.С. Якиманская и др.), контекстный подход (А.А. Вербицкий
и др.)
Теоретической базой исследования явились результаты анализа работ
ученых В.В. Давыдова, П.Я. Гальперина, А.К. Марковой, Н.Ф. Талызиной,
Д.Б. Эльконина и др. в области психологической теории учебной деятельности;
психологическая основа мышления (А.В. Брушлинский, С.Л. Рубинштейна и др.);
исследования по использованию ИКТ в обучении (В.А. Булычев, Я.С. Быховский,
К.Г. Кречетников, М.П. Лапчик, М.И. Рагулина, И.В. Роберт, Н.В. Софронова и
др.); Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской
Федерации на период до 2020 года; Федеральные государственные
образовательные стандарты среднего профессионального образования.
Для решения поставленных в исследовании задач были использованы
следующие методы:
 теоретические: изучение и сравнительный анализ психолого-
педагогической, математической, методической, философской литературы по
теме исследования; обобщение зарубежного и отечественного педагогического
опыта; изучение и анализ нормативной документации, раскрывающей аспекты
проблемы; анализ сущности компетентностного подхода к обучению в контексте
профессиональной подготовки будущих выпускников политехнического
техникума;
 эмпирические: наблюдение за учебной деятельностью студентов во время
учебного процесса; беседы с преподавателями и студентами; тестирование
студентов; самостоятельные и контрольные работы студентов и их анализ;
педагогический эксперимент;
 статистические: математическая обработка результатов педагогического
эксперимента при помощи критериев Макнамары и 2 (хи-квадрат).
Научная новизна исследования состоит в том, что:
– уточнена трактовка понятия «аналитико-синтетическая мета-
компетентность» будущих выпускников политехнического техникума как
интегративного качества личности, проявляющегося в способности применять
совокупность действий, опыт по комплексному выполнению операций анализа,
синтеза и предвидения (прогнозирования) при решении студентами различного
рода задач, а также в различных производственных ситуациях;
– разработаны теоретические основы методики развития аналитико-
синтетической мета-компетентности, содержательной основой которой
выступают практико-ориентированные задачи (в частности задачи
стратегического характера), что позволяет целенаправленно строить процесс
обучения математике (на примере «Теории вероятностей и математической
статистики»);
– доказана эффективность методики развития аналитико-синтетической
мета-компетентности, проектирование которой основывается на требованиях
соответствия ФГОС СПО, нормативных требованиях к профессиональной
деятельности выпускника политехнического техникума;
– разработан комплекс практико-ориентированных задач по курсу
«Теория вероятностей и математическая статистика», способствующий
формированию когнитивного, операционально-деятельностного и личностно-
мотивационного компонентов аналитико-синтетической компетентности
студентов политехнического техникума.
Теоретическая значимость исследования состоит в следующем:
 введенное понятие «аналитико-синтетическая мета-компетентность»
студента политехнического техникума применительно к профессиональной
подготовке выпускников технических специальностей позволяет расширить
применение компетентностного подхода в процессе обучения, что отвечает
новым тенденциям образования;
 разработана структурно-функциональная модель развития аналитико-
синтетической мета-компетентности студентов политехнического техникума
средствами дисциплины «Теория вероятностей и математическая статистика»,
которая может быть использована для подготовки будущих специалистов
технического профиля в условиях реализации компетентностного подхода.
Практическая значимость состоит в том, что:
– разработанные теоретические положения и методика, направленная на
развитие у студентов аналитико-синтетической мета-компетентности,
реализуются в процессе обучения студентов дисциплине «Теория вероятностей и
математическая статистика» в Ишимском политехническом техникуме;
– разработан и апробирован комплекс задач, обеспечивающий развитие
аналитико-синтетической мета-компетентности в процессе обучения математике
(на примере теории вероятностей и математической статистики);
– разработанный комплекс задач может быть использован в
образовательной практике политехнических техникумов. Разработанные
теоретические положения и методика развития аналитико-синтетической мета-
компетентности могут быть использованы в обучении курсу «Теория
вероятностей и математическая статистика» студентов политехнических
техникумов, обучающихся по широкому спектру профилей подготовки.
Обоснованность и достоверность полученных результатов и выводов
обеспечиваются:
– опорой на методологические основы теории и методики обучения
математическим дисциплинам, с учетом современных положений как в области
психологии, так и в области педагогики и методики преподавания в среднем
профессиональном образовании;
– теория, построенная опорой на положения деятельностного,
компетентностного, личностно-ориентированного и контекстного подходов,
согласуется с результатами опубликованных педагогических исследований в
данной области;
– идея развития аналитико-синтетической мета-компетентности будущих
выпускников политехнического техникума базируется на результатах анализа
государственных нормативных документов, определяющих модернизацию
образовательного процесса техникума с учетом компетентностного подхода;
анализе и обобщении психолого-педагогических исследований на предмет
выявления психолого-педагогических основ развития аналитико-синтетической
мета-компетентности;
– применительно к проблематике диссертационного исследования
использованы теоретические и эмпирические методы исследования развития
аналитико-синтетической мета-компетентности будущих специалистов
технического профиля и методы математической обработки результатов
педагогического эксперимента при помощи критериев Макнамары и 2 (хи-
квадрат) для подтверждения статистической значимости изменений в уровне
развития исследуемой мета-компетентности;
– результаты проведенного педагогического эксперимента, подтверждают
на количественном и качественном уровнях справедливость основных выводов
исследования.
Исследование проводилось в три этапа. На первом этапе (2008 – 2009гг.)
изучалась психолого-педагогическая, методическая литература по теме
исследования; проводилось наблюдение за деятельностью преподавателей и
студентов на практических и лекционных занятиях по математике (в частности по
курсу «Теория вероятностей и математическая статистика»); с целью определения
уровня сформированности аналитико-синтетической мета-компетентности,
сделан анализ письменных контрольных работ студентов; был проведен
констатирующий эксперимент. На данном этапе была определена проблема
исследования, сформулированы цели, задачи и рабочая гипотеза исследования.
На втором этапе исследования (2009 – 2011гг.) был проведен поисковый
эксперимент, выделены основные показатели, характеризующие уровень
развития у студентов аналитико-синтетической мета-компетентности, выделены
требования к комплексу задач, направленному на формирование данной
компетентности. Проводился поиск методов и средств, способствующих
развитию аналитико-синтетической мета-компетентности.
Третий этап эксперимента – формирующий эксперимент – проводился в
2011-2014гг. Его целью было обоснование эффективности использования
разработанного в диссертационном исследовании комплекса задач, направленного
на развитие аналитико-синтетической мета-компетентности у студентов
политехнических техникумов в процессе обучения математике (на примере
«Теории вероятностей и математической статистики»). Так же на этом этапе
проводился количественный и качественный анализ результатов педагогического
эксперимента, были обобщены, проверены и уточнены материалы научно-
педагогического исследования, разрабатывались рекомендации по материалам
проблемы исследования, сформулированы окончательные выводы, определены
дальнейшие направления по исследуемой проблеме. Осуществлялась работа по
оформлению диссертационного исследования и автореферата.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, двух глав,
заключения, списка использованной литературы, приложений (6 шт.). Текст
диссертации содержит рисунки (43 шт.), таблицы (27 шт.).
В первой главе «Теоретические основы развития аналитико-синтетической
мета-компетентности студентов политехнических техникумов в процессе
обучения математике» рассмотрены такие основополагающие для исследования
понятия, как «компетентность», «профессиональная компетентность». Были
выяснены основные подходы к определению понятия «аналитико-синтетическая
мета-компетентность», рассмотрена его структура. Разработана структурно-
функциональная модель развития аналитико-синтетической мета-компетентности
студентов. Изучены психолого-педагогические основы развития аналитико-
синтетической мета-компетентности. Определены роль и место дисциплин
математического характера на примере курса «Теория вероятностей и
математическая статистика» в развитии аналитико-синтетической мета-
компетентности политехнических техникумов.
Во второй главе «Содержание и методические особенности развития
аналитико-синтетической мета-компетентности студентов политехнических
техникумов при обучении математике» выявлены требования к комплексу задач,
направленному на развитие у студентов аналитико-синтетической мета-
компетентности; проанализированы задачи, предложенные в различных
учебниках, учебных пособиях и задачниках по теории вероятностей и
математической статистике на предмет возможности использования их для
развития аналитико-синтетической мета-компетентности у студентов
политехнических техникумов; охарактеризован разработанный нами комплекс
задач по дисциплине «Теория вероятностей и математическая статистика» с точки
зрения возможностей с его помощью развить у студентов технических
специальностей аналитико-синтетическую мета-компетентность. Разработана
методика развития у студентов аналитико-синтетической мета-компетентности
как системы действий по комплексному выполнению операций анализа, синтеза,
предвидения при изучении ими математики (на примере дисциплины «Теория
вероятностей и математическая статистика»).
Личный вклад соискателя состоит в проведении экспериментального
исследования, в ходе которого выявлены теоретические предпосылки решения
проблемы развития аналитико-синтетической мета-компетентности студентов
политехнических техникумов; в разработке структурно-функциональной модели
развития аналитико-синтетической мета-компетентности студентов; в разработке
и обосновании методики развития аналитико-синтетической мета-компетентности
студентов; в обработке и интерпретации экспериментальных данных; в
подготовке публикаций, представленных в научных журналах, сборниках,
материалах научно-практических конференций, в изданиях, рекомендованных
ВАК.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в
соответствии с основными этапами научно-педагогического исследования в ходе
теоретической, практической части работы. Педагогический эксперимент
проводился на базе ГАПОУ ТО «Ишимский политехнический техникум».
Материалы диссертационного исследования обсуждались на заседаниях кафедры
физико-математических дисциплин и профессионально-технологического
образования Ишимского педагогического института им. П.П. Ершова (филиал)
ФГБОУ ВО «ТГУ». Материалы научного исследования также обсуждались: на
XXVIII Всероссийском семинаре преподавателей математики университетов и
педагогических вузов «Проблемы преемственности в обучении математике на
уровне общего профессионального образования» (Екатеринбург, 2009г.); на
международной научно-практической конференции «Образование и культура как
фактор развития региона» (Ишим, 2009г.); на международной научно-
практической конференции «Образование и культура в развитии современного
общества» (Новосибирск, 2009г.); на XI Всероссийской научно-практической
конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным
участием «Молодежь и наука ХХI века» (Красноярск, 2010г.); на Всероссийской
научно-практической конференции «Актуальные проблемы модернизации
российского образования» (Тверь, 2010г.); на IV межрегиональной научно-
практической конференции «Актуальные проблемы математического образования
в школе и педагогическом вузе» (Шуя, 2011г.); на Х Международной научно-
практической конференции «Проблемы и перспективы развития образования в
России» (Новосибирск, 2011г.); на XXXI Всероссийском семинаре
преподавателей математики высших учебных заведений «Проблемы
преподавания математики в школе и вузе в условиях реализации новых
образовательных стандартов» (Тобольск, 2012г.); на XVII Международной
научно-практической конференции «Новые педагогические технологии» (Москва,
2014г.); на Московском международном салоне образования (Москва, октябрь
2014г.); на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и
перспективы физико-математического и технического образования» (Ишим,
2014г.); на Межвузовской научно-практической конференции студентов и
аспирантов «Молодежь, наука, творчество – 2015» (Омск, 2015г.).
По теме кандидаткой диссертации опубликовано 16 печатных работ, из
них: 4 в изданиях, рекомендованных ВАК при Министерстве образования и
науки РФ; 1учебное пособие.
Результаты работы внедрены в учебно-образовательный процесс
ГАПОУ ТО «Ишимский политехнический техникум».
Положения, выносимые на защиту:
1. Аналитико-синтетическая мета-компетентность представляет собой
интегративное качество личности, проявляющееся в способности применять
совокупность действий, опыт по комплексному выполнению операций анализа,
синтеза и предвидения (прогнозирования) при решении студентами различного
рода задач, а также в различных производственных ситуациях и структурно
включающая в себя операционально-деятельностный, когнитивный и личностно-
мотивационный компоненты.