Анализ состояния проблемы формирования обобщенных экспериментальных умений у студентов медицинского вуза

01 Февраля 2011

В статье раскрыты следующие понятия: обобщенные эксперимен­тальные умения, компетенции, компетентность. Показана роль обобщенных умений в формировании компетенций, представлены результаты исследований уровня сформированности экспериментальных умений, стадии естественно-научного мышления, мотивации к овладению экспериментальными умениями студентов 1-го курса Омской государственной медицинской академии, результаты анкетирования преподавателей Омской и Челябин­ской государственных медицинских академий, описана методика формирования обобщенных экспериментальных умений, приведены примеры.

Процесс обучения

Рис. 1. Процесс обучения. * ЗУН - знания, умения, навыки.

Система образования России никогда не находилась в стационарном состоянии: цели и задачи определялись потребностями общества. Согласно этим целям появлялись новые концепции образования, в рамках которых разрабатывались методы, способы, формы, методики и технологии обучения. Однако новые разработки всегда носили рекомендательный характер. Любой учитель или преподаватель мог выбрать, что именно использовать в своей работе. Любое образовательное учреждение само определяло, какой концепции придерживаться. В 2004 г. Россия присоединилась к Болонскому процессу, что обусловило изменение целей и задач образования. На смену знаниевому подходу пришел новый, компетентностный, подход. Его основная особенность заключается в том, что он продиктован государством. На данный момент уже разработаны и утверждены новые образовательные стандарты, в которых указывается, что целями образования являются компетенции и компетентности.

А.В. Хуторской дает следующее определение:

"компетенция - это совокупность взаимосвязанных качеств личности (знаний, умений, навыков, способов деятельности), задаваемых по отношению к определенному кругу предметов и процессов, необходимых, чтобы качественно и продуктивно действовать по от ношению к ним. Компетентность - владение, обладание человеком соответствующей компетенцией, включающее его личностное отношение к ней и предмету деятельности" (Хуторской А.В., 2003).

В связи с этим для рядовых преподавателей возникает проблема: что конкретно необходимо делать на занятиях, чтобы формировать компетенции? В какую деятельность необходимо включать студентов? Какие именно методы использовать? Как от знаний, умений, навыков перейти к компетенциям и компетентностям?

Рассматривая этот вопрос, А.Т. Тхакушинова указывает: "В нашем исследовании мы рассматриваем формирование обобщенных экспериментально-аналитических умений как обязательное связующее звено между знаниями, умениями, навыками, полученными студентами в процессе обучения и компетенциями, которыми они должны обладать “на выходе” из университета, чтобы быть профессионально компетентными" (рис. 1) (Тхакушинова А.Т., 2009).

Умения - это освоенные человеком способы выполнения действия, обеспеченные совокупностью приобретенных знаний и навыков. В литературе выделяют частные умения, т.е. умения, формируемые и используемые в рамках одной дисциплины, или раздела, и общие, т.е. умения, которые являются общими для цикла дисциплин или для всех дисциплин (Усова А.В., 1987).
Отметим, что по виду деятельности на занятиях по физике в медицинском вузе можно выделить 3 основные группы познавательных умений: умение работать с учебной литературой, умение проводить наблюдение, умение ставить эксперимент. Умение работать с учебной литературой необходимо студентам при изучении любой дисциплины, ведь большая часть самостоятельной работы студентов сводится к работе с учебником. Это значит, что возможностей совершенствовать это умение у студентов достаточно. Умение проводить наблюдение, по сути, является составляющей умения проводить эксперимент. Эксперимент - наблюдение исследуемого явления в учитываемых условиях, позволяющих следить за его ходом и воссоздавать его каждый раз при повторении условий (Усова А.В., 1988). Таким об разом, если обучающийся умеет самостоятельно ставить эксперимент, наблюдение он сможет провести без труда. Поэтому наибольший интерес вызывают экспериментальные умения.

Экспериментальными умениями называют действия и операции, необходимые для проведения эксперимента. А.В. Усова отмечает: "обучение методике эксперимента должно включать формирование следующих умений:

  • самостоятельное формулирование цели опыта;
  • формулировка и обоснование гипотезы, закладываемой в основу эксперимента;
  • выявление условий, необходимых для постановки опыта;
  • планирование эксперимента (определение наблюдений, которые надо провести; определение величин, которые надо измерить; определение приборов и материалов, необходимых для проведения опытов; разработка хода опытов; составление отчетной таблицы);
  • отбор необходимых приборов и материалов;
  • сборка экспериментальной установки и создание необходимых условий для выполнения опыта;
  • выполнение измерений;
  • выполнение наблюдений;
  • фиксирование (кодирование) результатов измерений и наблюдений;
  • математическая обработка результатов измерений;
  • анализ результатов и формулировка выводов (Усова А.В., 1987; 1988).

А.В. Усова и А.А. Бобров выделяют 4 уровня сформированности экспериментальных умений (Усова А.В., 1988).

Если сущность операций хорошо осмыслена, то учащиеся свободно переносят данное умение на выполнение других заданий. Умения, обладающие свойством переноса, называют обобщенными умениями. А.В. Усова дает следующее определение: "обобщенные умения - умения, которые, будучи сформированы в изучении каких-либо учебных дисциплин, затем применялись бы при изучении других дисциплин, в самообразовании и в практической деятельности" (Усова А.В., 1988). Таким образом, умения, сформированные до высшего уровня, можно назвать обобщенными.

В октябре 2010 г. мы провели анкетирование студентов 3-го курса лечебного факультета ОмГМА. В анкетировании приняли участие 98 студентов. Цель анкетирования - выяснить отношение студентов к эксперименту как методу научного познания, их опыт постановки эксперимента в процессе обучения в вузе.

Уровни сформированности экспериментальных умений

Таблица 1. Уровни сформированности экспериментальных умений

Результаты анкетирования студентов 3-го курса ОмГМА

Таблица 2. Результаты анкетирования студентов 3-го курса ОмГМА

Результаты тестирования студентов 1-го курса лечебного, педиатрического, медико-профилакти ческого и стоматологического факультетов ОмГМА

Таблица 3. Результаты тестирования студентов 1-го курса лечебного, педиатрического, медико-профилактического и стоматологического факультетов ОмГМА

Как видно из табл. 2, практически половина студентов считают, что не смогли бы самостоятельно спланировать эксперимент. Большинство студентов никогда не пробовали формулировать гипотезу, не определяли условия для проведения эксперимента, а самостоятельно его планировали лишь 20% опрошенных (в рамках научно-исследовательской работы). Более того, 72 опрошенных студента указали, что сталкивались с ситуацией, когда содержание темы им было вполне понятно, а вот ход эксперимента был все равно не ясен. Иными словами, при пользовании инструкцией к выполнению эксперимента было непонятно, что и для чего студент делает.

Данное исследование еще раз подтвердило необходимость формирования обобщенных экспериментальных умений у студентов медицинского вуза.

В сентябре 2010 г. мы провели исследование сформированности уровня экспериментальных умений студентов-первокурсников лечебного, педиатрического, медико-профилактического и стоматологического факультета Омской государственной медицинской академии. В исследовании приняли участие 87 человек. Методы исследования - пооперационный анализ, разработанный А.В. Усовой, и тестирование.

Метод пооперационного анализа заключается в том, что нужное умение разбивается на действия и операции (т.е. те действия и операции, которые необходимы для постановки эксперимента), составляется карта наблюдений. Затем в процессе выполнения студентами лабораторной работы исследователь отмечает, насколько успешно обучаемый выполняет то или иное действие: самостоятельно, с помощью (полусамостоятельно), не выполняет. Так как на этапе планирования эксперимента (умения 1-4) сложно отследить успешность выполнения действий, мы разработали тест открытого типа, содержащий экспериментальную проблему и задание спланировать эксперимент, решающий эту проблему.

Сформированность остальных действий мы смогли отследить, наблюдая за деятельностью студентов во время лабораторных работ.

По результатам исследования выяснилось, что большинство студентов обладают низшим уровнем сформированности экспериментальных умений, и лишь единицы - средним и до статочным уровнем. Практически все студен ты успешно выполняют только наблюдения, измерения, фиксирование результатов и их математическую обработку. Отметим, что у студентов вызывают трудности такие этапы, как формулировка цели опыта, гипотезы, выявление условий проведения эксперимента, планирование эксперимента и анализ выполненной деятельности. Это свидетельствует о том, что сущность выполняемых действий и операций остается неосознанной.

Количество студентов, находящихся на различных стадиях ЕНМ

Таблица 4. Количество студентов, находящихся на различных стадиях ЕНМ

Согласно теории деятельностного развития естественно-научного мышления (ЕНМ), разработанной С.А. Суровикиной, сформированные до обобщенного уровня экспериментальные умения являются одним из условий развития теоретического ЕНМ (Суровикина С.А., 2006).

Мышление - высший познавательный процесс, представляющий собой порождение нового знания, активную форму творческого отражения и преобразования человеком действительности, творческое преобразование имеющихся представлений. По типу обобщения В.В. Давыдов выделяет теоретическое и эмпирическое мышление (Давыдов В.В., 1972). По предмету деятельности Г.А. Берулава выделяет гуманитарное, естественно-научное, математическое и техническое виды мышления. Предметом ее исследования является ЕНМ. В нем на основании классификации В.В. Давыдова она выделяет 4 стадии сформированности: в рамках эмпирического типа - эмпирически бытовую и эмпирически-научную стадии, в рамках теоретического типа - дифференциально-синтетическую и синтетическую стадии (Берулава Г.А., 1991).

Учащиеся, для которых характерна апелляция к своим донаучным представлениям, решение задач на бытовом уровне без по пытки научного анализа условий задачи, находятся на эмпирически-бытовой стадии развития ЕНМ.

Учащиеся, делающие попытку научного анализа решения задачи, но ориентирующиеся лишь на конкретные условия взаимодействия материальных объектов, находятся на эмпирически-научной стадии ЕНМ. Учащиеся, находящиеся на дифференциально синтетической стадии развития ЕНМ, хорошо умеют систематизировать свои знания, у них быстро формируются обобщенные умения решать физические задачи, самостоятельно про водить эксперимент. Поэтому обобщенные умения, которыми обладают учащиеся на уровне ближнего переноса (внутри одной учебной дисциплины), достаточно быстро переходят на уровень дальнего переноса. Таким образом, у учащихся с дифференциально-синтетическим мышлением достаточно быстро формируется синтетическое мышление.

У учащихся, находящихся на синтетической стадии ЕНМ, уже сформированы обобщенные знания и умения. На этой стадии у студента сформирована система метафизических знаний (Суровикина С.А., 2006). То есть таким студен там будет легче освоить специальные дисциплины, а значит, у них больше возможностей стать компетентными специалистами.

В октябре 2009 - ноябре 2010 г. нами было проведено исследование стадии развития естественно-научного мышления у студентов 1-го кур са ОмГМА. В исследовании приняли участие 184 студента. Стадия развития ЕНМ была определена критериально-оценочным тестом развития ЕНМ (Суровикина С.А., 2006).

Следует отметить, что большинство студентов обладает эмпирическим типом ЕНМ. Этот факт соотносится с основными положениями теории деятельностного развития ЕНМ, разработанной С.А. Суровикиной, ведь большинство студентов обладает низшим уровнем сформированности экспериментальных умений.

Данное исследование опять подчеркивает необходимость развития экспериментальных умений студентов до уровня обобщенных.

В своих работах А.В. Усова, А.А. Бобров показывают, что обобщенные знания и умения можно сформировать, используя ориентировочную основу деятельности 3-го типа.

Ориентировочная основа деятельности (ООД) - это система условий, на которую опирается обучающийся при выполнении данного действия. Рассмотрим существующие типы ООД.

ООД первого типа составляют образцы действия и продукт. Никаких указаний на то, как надо выполнять действие, не дается. Учащиеся ищут пути выполнения задания "вслепую", методом проб и ошибок. В результате таких поисков задание может быть выполнено, но действие, с помощью которого оно выполнено, остается неустойчивым, не воспроизводится при изменении условий, при переносе на новые задания.

ООД второго типа содержит не только образцы действия, но и все указания на то, как правильно выполнять действия с новым мате риалом. В этом случае обучение идет быстро и без ошибок. Ученик приобретает определенное умение анализировать материал с точки зрения предстоящего действия; последнее обнаруживает устойчивость при изменении условий и переносится на новые задания. Однако этот перенос ограничен: он происходит при наличии в составе новых заданий элементов, идентичных элементам уже освоенных заданий.

ООД третьего типа не дается учащемуся в готовом виде. Он должен составить ее сам. При обучении этому типу ориентировки учитель должен создать такие условия, которые побуждают ученика самостоятельно составлять ООД и затем действовать по ней. Нужно научить учеников выделять в предложенном материале такие существенные свойства и отношения, которые могли бы служить ориентирами, опорными точками для выполнения любого частного задания данной области. Для этого надо вооружить обучаемого пониманием общего принципа построения изучаемого материала (или структуры осваиваемого действия) и таки ми приемами анализа, которые позволили бы обнаружить этот принцип.

Обучение по третьему типу несколько сложнее и на первых порах требует столько же или даже несколько больше времени, чем при обучении по второму типу. Зато последующие задания выполняются сразу правильно и вполне самостоятельно. При достаточно большом ряде заданий темп обучения резко возрастает, и обучение в целом занимает значительно меньше времени. При этом учащиеся допускают значительно меньше ошибок. Сформированное таким образом действие обнаруживает свойство переноса на широкий класс задач (Усова А.В., 1987).

В ноябре 2009 - октябре 2010 г. нами было проведено анкетирование преподавателей дисциплин естественно-научного цикла Омской государственной медицинской академии и Челябинской государственной медицинской академии с целью выявления методов их работы. Всего в анкетировании принял участие 31 преподаватель.

По предварительным результатам анкетирования преподавателей можно сделать следующие выводы: большинство преподавателей старается развивать различные практические умения студентов в процессе выполнения лабораторных работ, однако в своей работе часто используют готовую пошаговую инструкцию к выполнению работы (2-й тип ООД), что практически исключает возможность дальнейшего переноса этих умений на другие дисциплины и самостоятельную деятельность, т.е. развитие умений до уровня обобщенных.

В 1980-е гг. А.В. Усовой и А.А. Бобровым была разработана методика развития экспериментальных умений. Данная методика предполагает использование учителем (преподавателем) основы ориентировочной деятельности 3-го типа (Усова А.В., 1987; 1988). В начале XXI в. на основе методики формирования экспериментальных умений С.А. Суровикиной была разработана технология формирования обобщенных экспериментальных умений.

И методику, и технологию применять "в чистом виде" в медицинском вузе невозможно по ряду причин (Пестрожукова Н.Г., 2010), однако структура методики является универсальной и включает мотивационный, ориентировочный, исполнительский и контрольно-оценочный этапы.

Одним из важных этапов является мотивационный, так как он обеспечивает включенность студента в деятельность на лабораторной работе.

В сентябре 2010 г. мы провели исследование мотивации студентов к овладению экспериментальными умениями (Пестрожукова Н.Г., 2010). В исследовании приняли участие 176 студентов 1-го курса лечебного, педиатрического, медико профилактического и стоматологического факультетов Омской государственной медицинской академии. При этом для части студентов мы провели вводное занятие, в рамках которого раскрывались специфика и структура эксперимента как метода научного познания.

По результатам исследования были сделаны выводы: мотивация овладеть экспериментом как методом научного познания у студен тов имеется, но при этом, во-первых, большая часть студентов принимает за эксперимент лишь некоторые его этапы, во-вторых, большинство студентов не видят возможностей эксперимента в различных сферах. А значит, есть необходимость формировать у них понятие "эксперимент", что стало одной из задач методики формирования обобщенных экспериментальных умений студентов медицинского вуза.

Таким образом, можно прийти к следующим выводам:

  1. Обобщенные умения являются одним из этапов формирования компетенции и профессиональной компетентности студента медицинского вуза.

  2. Один из способов включения студента в учебный процесс в качестве его активного участника - использование ориентировочной основы деятельности 3-го типа (т.е. предстоящая деятельность планируется самостоятельно, но под руководством преподавателя, без использования методичек или инструкций к выполнению).

  3. Формировать обобщенные экспериментальные умения у студентов медицинского вуза необходимо, так как такие методы научного познания, как наблюдение и эксперимент, используются студентами на протяжении всей учебы и даже в профессиональной деятельности, а во-вторых, сформированные обобщенные умения являются одним из условий развития ЕНМ.

  4. Современные студенты-первокурсники обладают низшим уровнем сформированности экспериментальных умений, а студенты-третьекурсники имеют недостаточный опыт самостоятельной постановки эксперимента.

  5. Преподаватели медицинских вузов хотят развивать различные умения у студентов, одна ко используют на занятиях инструкции, руководства к выполнению работы, что исключает развитие умений до уровня обобщенных.

  6. У студентов есть потребность в овладении экспериментальными умениями, но она не имеет ярко выраженного характера.

  7. Существуют методики и технологии развития экспериментальных умений, но в медицинском вузе их нельзя применить "в чистом виде".