Трансдисциплинарный подход как ресурс развития у студентов метакогнитивных навыков при изучении физико-технических дисциплин

Введение. В статье представлены результаты исследования актуальной проблемы применения трансдисциплинарного подхода, как современного образовательного ресурса, способствующего повышению эффективности и продуктивности результатов обучения студентов на основе повышения их когнитивной активности, обусловленных целью формирования в учебном процессе метакогнитивных навыков.

Цель исследования заключается в оценке эффективности применения трансдисциплинарного подхода к созданию интегрированного дидактического контента физико-технических дисциплин, как дидактического ресурса для развития у студентов инженерно-технического мышления через формирование метакогнитивных навыков.

Методология, методы и методика. Авторская концепция исследования заключается в акту­ализации трансдисциплинарного принципа для мобилизации и раскрытия возможностей содержания и технологий интегрированного изучения физико-математических и общетехнических дисциплин для формирования у студентов метанавыков. При этом мы предполагали, что инженерно-технические метанавыки – это особый тип интегрированных навыков и неотъемлемая личностная характеристика инженера, позволяющая ему более эффективно осуществлять профессиональную деятельность в условиях стремительного развития новых технологий, когда актуализируется не наращивание и обновление объема знаний, а стремление к управлению, осмыслению когнитивного потенциала на основе мобильных трансдисциплинарных знаний и системы специ­альных «мета», «hard» и «soft» навыков. Были проведены констатирующий и формирующий эта­пы педагогического эксперимента. На констатирующем этапе эксперимента для оценки уровня сформированности инженерно-технического мышления у студентов, был разработан, в качестве критериально-диагностического аппарата, оптимальный перечень базовых критериев, в котором измеряемой переменной служит полнота и уровень оценки учебных достижений, полученных студентами при выполнении системы трансдисциплинарных конструктивистских кейс-заданий. На формирующем этапе эксперимента с участием 316 студентов разных лет обучения «Toraighyrov University» в два этапа выполнена оценка эффективности применения трансдисциплинарного контента общетехнических дисциплин.

Результаты. Результаты педагогического эксперимента подтвердили эффективность применения трансдисциплинарного подхода к разработке интегрированного дидактического контента общетехнических и физико-математических дисциплин. В экспериментальной группе в уровне сформированности инженерно-технических метанавыков у студентов, наибольшая разница наблюдалась между показателями сформированности компонентов мышления, касающихся инженерно-конструкторского (18 %) и когнитивного (64 %) аспектов. Меньшее влияние трансдисциплинарный подход оказывает на инструментальный аспект решения технических задач, это доказывает, что, и традиционное, и трансдисциплинарное обучение, прежде всего, нацелены на формирование инструментальных навыков. В результате экспериментального преподавания у будущих инженеров повысилась когнитивная мотивационная осмысленность в процессе решения технических задач.

Научная новизна. Разработан на основе трансдисплинарного принципа интегрированный дидактический контент общетехнических дисциплин, внесены дополнения, в виде конструктивистских кейс-заданий, способствующих развитию метакогнитивных навыков студентов, применяемых, вместе с другими навыками, при решении технических задач, конкретизированы когнитив­ная структура и содержание понятия «инженерно-техническое мышление».

Практическая значимость. Созданный для применения в экспериментальном обучении кейс-практикум заданий достаточно вариативен и может применяться в практической линии любой интегрированной физико-технической дисциплины.

1. Зеер Э. Ф., Сыманюк Э. Э. Методологические ориентиры развития транспрофессионализма педагогов профессионального образования // Образование и наука. 2017. Т. 19, № 8. С. 9–28. DOI: 10.17853/1994-5639-2017-8-9-28

2. Мокий М. С., Мокий В. С., Лукьянова Т. А. Классификация системных подходов – основа решения сложных многофакторных проблем общества, науки и техники [Электрон. ресурс] // Uni­versum: Общественные науки: электрон. научн. журн. 2016. Т. 30, № 12. С. 1–7. Режим доступа: http://7universum.com/ru/social/archive/item/4090 (дата обращения: 10.07.2023).

3. Захарова О. А., Черкесова Л. В., Акишин Б. А., Богданова Н. Ю., Манаенкова О. Н. Феномен инженерного мышления и роль современного технического образования в подготовке инженера мирового уровня [Электрон. ресурс] // Мир образования – образование в мире. 2016. T. 62, № 3. С. 77–81. Режим доступа: https://rucont.ru/efd/627443 (дата обращения: 10.07.2023)

4. Войтов А. Г. Инженерное мышление? [Электрон. ресурс] // Материалы научно-практической конференции «Инженерное мышление: особенности и технологии воспроизводства», 27 ноября 2018 г. Екатеринбург: Деловая книга, 2018. С. 55–59. Режим доступа: https://philos-urgi.urfu.ru/fileadmin/user_upload/site_15519/Inzhenernoe_myshlenie._Osobennosti_i_tekhnologii_vosproizvodstva.pdf (дата обращения: 10.07.2023).

5. Waks Sh., Trotskovsky E., Sabag N., Hazzan O. Engineering thinking: The experts’ perspective // International Journal of Engineering Education. 2011. Vol. 27, № 4. P. 838–851. Available from: https://www.researchgate.net/publication/260980041_Engineering_Thinking_The_Expert%27s_Perspective (date of access: 10.07.2023).

6. Gaete-Peralta C., Huincahue J. Thinking styles and engineering: proposals for strengthening the professional training of engineers through physics courses // Journal of Physics: Conference Series. VII International Conference Days of Applied Mathematics 4-6 November 2020. San Jose de Cucuta, Colom­bia: IOP Publishing, 2020. p. 1-6. DOI: 10.1088/1742-6596/1702/1/012020

7. Ивашкин Е. Г., Бушуева М. Е., Лухманова Т. В. Предпрофессиональная подготовка будущих инженеров [Электрон. ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2015. Т. 1. № 1. С. 1–8. Режим доступа: https://science-education.ru/ru/article/view?id=19011 (дата обращения: 10.07.2023).

8. Flavell J. H. Metacognition and cognitive monitoring: A new area of cognitive-developmental inquiry // American Psychologist. 1979. Vol. 34, № 10. P. 906–911. DOI: 10.1037/0003-066X.34.10.906

9. Давыдов В. В. Теория развивающего обучения. Москва: ИНТОР, 1996. 544 с. Режим доступа: https://psychlib.ru/inc/absid.php?absid=9298 (дата обращения: 10.07.2023).

10. Искакова А. Б., Ахметова Г. К., Каирбаева А. К., Досанов Т. С., Зейтова Ш. С., Нурумжанова К. А. Оценка эффективности развития когнитивно-экономической субъектности личности при формировании положительной мотивации к предпринимательскому делу // Science for Education Today. 2022. Т. 12, № 5. С. 162–184. DOI: 10.15293/2658-6762.2205.09

11. Шайхутдинова Х. А. Формирование soft skills в процессе подготовки студентов к успешной профессиональной деятельности [Электрон. ресурс] // Поволжский педагогический вестник. 2020. Т. 8, № 2 (27). С. 99–106. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44141331 (дата обращения: 10.07.2023).

12. Богдан Е. С. Развитие soft skills как важный компонент формирования компетенций конкурентоспособных выпускников инженерных направлений [Электрон. ресурс] // Вестник Евразийской науки. 2019. T. 11, № 3. Режим доступа: https://esj.today/PDF/24ECVN319.pdf (дата обращения: 10.07.2023).

13. Firmino Torres M., Flores N., Torres R. Fostering soft and hard skills for innovation among in­formatics engineering students // Journal of Innovation Management. 2020. Vol. 8, № 1. P. 20–29. DOI: 10.24840/2183-0606_008.001_0004

14. Кудрявцев Т. В. Психология технического мышления. Москва: Педагогика, 1975. 304 с. Режим доступа: https://www.klex.ru/1sjy (дата обращения: 10.07.2023).

15. Янтранова С. С. Формирование интеллектуальных умений студентов естественнонаучного направления в процессе обучения математике [Электрон. ресурс] // Вестник БГУ. 2010. № 15. С. 132–135. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/formirovanie-intellektualnyh-umeniy-studentov-estestvennonauchnogo-napravleniya-v-protsesse-obucheniya-matematike (дата обращения: 10.07.2023).

16. Кобякова М. В. Определение уровня развития технологического мышления студентов технического учебного заведения [Электрон. ресурс] // Вестник ТГПУ. 2012. Т. 126, № 11. C. 103– 107. Режим доступа: https://vestnik.tspu.edu.ru/archive?year=2012&issue=11&format=html (дата обращения: 10.07.2023).

17. Крисковец Т. Н. Развитие инженерного мышления студента в процессе обучения иностранным языкам в вузе // Педагогика. Вопросы теории и практики. 2020. Т. 5, № 3. С. 375–381. DOI: 10.30853/pedagogy.2020.3.18

18. Ковальчук М. В. Некоторые аспекты формирования инженерного мышления [Электрон. ресурс] // Веснiк ВДУ. 2018. Т. 100, № 3. С. 94–98. Режим доступа: https://journals.vsu.by/index.php/vestnikvgu/issue/view/18 (дата обращения: 10.07.2023).

19. Isaev A. P., Plotnikov L. V. Technology for training creative graduates in engineering bachelor’s programs // Higher Education in Russia. 2019. Vol. 28, № 7. P. 85–93. DOI: 10.31992/0869-3617-2019-28-7-85-93

20. Румянцева О. В. Исследования soft skills в высшем образовании: топ-100 в международной базе Scopus // Интеграция образования. 2021. Т. 25, № 4. С. 593–607. DOI: 10.15507/1991-9468.105.025.202104.593-607

21. Мокий В. С., Лукьянова Т. А. Трансдисциплинарность: стереотипы, подходы и направления [Электрон. ресурс] // Universum: общественные науки: электрон. научн. журн. 2021. Т. 72, № 3. C. 1–13. Режим доступа: https://7universum.com/ru/social/archive/item/11358 (дата обращения: 10.07.2023).

22. Гузанов Б. Н., Баранова А. А., Звонарева И. А. Трансдисциплинарный подход при формировании навыков самореализации в процессе подготовки магистров [Электрон. ресурс] // Мир науки, культуры, образования. 2020. Т. 82, № 5. С. 188–190. Режим доступа: http://amnko.ru/index.php/russian/journals/ (дата обращения: 10.07.2023).

23. Тестов В. А., Перминов Е. А. Роль математики в трансдисциплинарности содержания современного образования // Образование и наука. 2021. Т. 23, № 3. С. 11–34. DOI: 10.17853/1994-5639-2021-3-11-34

24. Гарднер Г. Структура разума: теория множественного интеллекта: пер. с англ. Москва: ООО «И.Д. Вильяме», 2007. 512 с. Режим доступа: https://www.klex.ru/dri (дата обращения: 10.07.2023).

25. Вербицкий А. А. Контекстное обучение в компетентностном подходе [Электрон. ресурс] // Высшее образование в России. 2006. № 11. С. 39–46. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/kontekstnoe-obuchenie-v-kompetentnostnom-podhode-1 (дата обращения: 10.07.2023).

26. Чекулаева М. Е., Сидорова Н. В. Развитие инженерного мышления учащихся путем привлечения их к составлению прикладных задач [Электрон. ресурс] // Вестник науки и образования. 2020. Т. 90, № 12. С. 61–65. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=43083972 (дата обращения: 10.07.2023).

27. Ельцов В. В., Почекуев Е. Н., Скрипачев А. В. Опыт формирования инженерного мышления выпускников института машиностроения в ТГУ [Электрон. ресурс] // Инженерное образование. 2014. № 15. С. 239–245. Режим доступа: https://aeer.ru/ru/magazine15.htm (дата обращения: 10.07.2023).

28. Нурумжанова К. А., Искакова А. Б., Каирбаева А. К. Развитие предпринимательского мышления студентов технических специальностей на основе применения трансдисциплинарного дидактического контента спецкурса по физике // Перспективы науки и образования. 2022. T. 58, № 4. С. 225–242. DOI: 10.32744/pse.2022.4.14

29. Альтшуллер Г. Найти идею: Введение в ТРИЗ – теорию решения изобретательских задач. Москва: Альпина Паблишерз, 2011. 400 с.

30. Искакова А. Б., Нурумжанова К. А., Джарасова Г. С. Формирование у студентов технических специальностей вуза предпринимательского мышления в процессе обучения физике [Электрон. ресурс] // Вестник казахского национального женского педагогического университета. 2020. T. 84, № 4. С. 8–15. Режим доступа: https://vestnik.kazmkpu.kz/jour/article/view/282 (дата обращения: 10.07.2023).

31. Черникова И. В. Мышление в аспекте трансдисциплинарных исследований // Бюллетень сибирской медицины. 2014. Т. 13, № 4. С. 149–155. DOI: 10.20538/1682-0363-2014-4-149-155

32. Солодова Е. А. Методология формирования современного синергетического мировоззрения студентов на основе трансдисциплинарного подхода // Образование и наука. 2014. № 2. С. 3–17. DOI: 10.17853/1994-5639-2014-2-3-17