Мышление – одна из наименее изученных областей в педагогической психологии, в теории и методике профессионального образования [1, 2, 3]. При этом давно известно, что его развитие влияет на речь и коммуникативное поведение личности, на качество инженерного образования и результативность профессиональной деятельности будущего специалиста [4].
Качество инженерного образования, результативность профессиональной деятельности выпускника вуза рассматриваются в настоящее время с разных точек зрения: с точки зрения принципов, методов, концептуальных основ его развития [5], механизмов управления его конкурентоспособностью [6], долгосрочных перспектив развития [7, 8], социально-экономической результативности [9, 10, 11] и т.д.
Развитие профессионального (логического, доказательного) мышления студентов в основном рассматривается в контексте технологизации дисциплин профессионального блока за счет использования ресурсов цифрового образования [12]. Развитие же мышления при освоении дисциплин общекультурного блока часто оказывается вне поля зрения исследователей [2].
Как правило, инженерное образование привлекает выпускников школ, обладающих математическим, логическим, конструктивным мышлением. Психологи считают, что мышление – это «внутренняя речь», и выделяют такие его разновидности, как гуманитарное, инженерное, математическое и др. [1, 2, 3]. Во всех разновидностях преподаватели вузов ценят способность студентов рассуждать и доказывать. Такое мышление можно назвать доказательным.
Абитуриенты и первокурсники демонстрируют способность к доказательности – выдвижению идей (тезисов), гипотез, нахождению аргументов, к построению доказательств. Однако при изучении дисциплин общекультурного блока (философии, культурологии, экономики, эстетики и др.) многие из них теряются – не могут построить элементарные рассуждения и доказать очевидные вещи. Доказательное мышление, сформированное при изучении общекультурного и профессионального блоков, может стать хорошей базой для развития инженерного мышления как мышления с широким общекультурным и профессионально-техническим кругозором.
Большинство исследователей считают, что логическое (или математическое) мышление, которое проявляется в способности студента ставить проблемы, разрешать их, выдвигать гипотезы и доказывать их, является универсальным для профессиональной (естественно-научной) и гуманитарной (общекультурной) сферы деятельности [1, 2].
Проведенные в вузах (Казанский федеральный университет, Казанский государственный архитектурно-строительный университет) опросы преподавателей общекультурного блока (74 респондента) показывают, что студенты инженерных профилей подготовки демонстрируют на занятиях не очень высокий уровень доказательного мышления: они затрудняются формулировать тезисы, строить аргументацию, делать обоснованные выводы. Сами студенты (743 респондента) признаются, что им легче рассуждать о конкретных областях профессиональной деятельности, намного труднее говорить на темы гуманитарной («абстрактной – общественно-политической, экономической или художественно-образной») сферы деятельности.
При этом действующие в настоящее время учебные материалы и цифровые ресурсы по общекультурному блоку не всегда отличаются точной формулировкой тезисов, соответствующих им аргументов и выводов. Для того чтобы использовать эти материалы в качестве образца, их надо серьезно структурировать, редактировать или подвергать специальной интерпретации. Неправильно оформленные рассуждения в текстах современных дидактических материалов затрудняют их понимание. Многие рассуждения страдают отсутствием прямой связи между тезисом и выводом, хотя все понимают, что вывод – это доказанный тезис. На практике часто оказывается, что вывод другой, лишь косвенно связанный с тезисом. Кроме того, студенты, читая текст или конструируя свое высказывание, не могут отличить полное рассуждение (тезис, доказательство, вывод) от сокращенного (тезис и доказательство, или доказательство и вывод).
Налицо проблема: почему студенты инженерных вузов, демонстрируя достаточный уровень доказательного мышления при изучении дисциплин профессионального блока, не могут показать этот уровень при изучении дисциплин общекультурного блока? Как мотивировать студентов на творческую работу с текстом при изучении дисциплин общекультурного блока?
Цель исследования – разработать методические приемы формирования у студентов доказательного мышления в процессе освоения дисциплин общекультурного блока и обеспечить тем самым междисциплинарное развитие инженерного мышления.
Материалы и методы исследования
Исследование строилось на использовании методов структурно-смыслового анализа текста – методов анализа рассуждений и его структурных компонентов. Такой анализ проводился на материале текстов профессионально направленного характера, которые включались в содержание лекционных и практических занятий. При этом использовались процедуры, описанные в методологии советских ученых [13, 14].
В условиях педагогического эксперимента, проведенного на базе Казанского федерального университета и Казанского государственного архитектурно-строительного университета, процедуры анализа текста использовались в дидактических целях, то есть студенты овладевали приемами смыслового анализа, затем использовали их для построения своих монологических высказываний. Ответы студентов до и после эксперимента сравнивались по критериям правильной структуры рассуждения: 1) правильно сформулированный тезис; 2) правильно построенная схема аргументации (доказательства); 3) правильно сформулированный вывод; 4) правильно построенное сокращенное рассуждение; 5) правильное использование языковых средств связи компонентов рассуждения (слов типа: докажем это, следовательно, таким образом и др.).
Уровень сформированности доказательного мышления определялся у студентов при изучении дисциплин общекультурного и профессионального блоков. При этом приемы работы с текстом использовались только на занятиях по изучению дисциплин общекультурного блока (философии, культурологии, физической культуры и спорта).
Педагогический эксперимент на базе двух университетов проводился в течение 3 лет – 2020–2022 гг.: диагностический – в 2020 г., формирующий – в 2021–2022 гг., контрольный – в 2022 г. Основной контингент обучающихся – студенты дневных отделений бакалавриата первых курсов инженерных профилей подготовки.
Для проведения диагностического эксперимента студентам предлагалось построить устное рассуждение на одну из проблемных тем («Какую роль играет инженерная деятельность в экономике нашей страны?», «Почему экономика определяет уровень развития культуры?», «Почему математика лежит в основе инженерной деятельности?» и др.).
Для характеристики доказательного мышления при изучении дисциплин профессионального блока использовались данные, полученные в ходе решения конкретных естественно-научных, математических задач, где без точного доказательства невозможно получить правильный ответ.
Результаты исследования и их обсуждение
По результатам диагностического эксперимента были получены следующие данные (табл. 1). Как видим, по всем показателям доказательного мышления студенты демонстрируют разные данные: уровень доказательного мышления при изучении дисциплин общекультурного блока почти в 2 раза ниже, чем при изучении дисциплин профессионального блока.
Таблица 1
Количество студентов, правильно построивших рассуждение (до формирующего эксперимента) (в %)
|
Критерии |
Общекультурный блок |
Профессиональный блок |
|
Правильный тезис |
32 |
63 |
|
Адекватная схема аргументации |
34 |
68 |
|
Соответствующий вывод |
27 |
71 |
|
Уместное сокращение рассуждения |
28 |
62 |
|
Необходимые языковые средства связи |
34 |
64 |
Формирующий эксперимент был связан с подбором и использованием текстов профессионально направленного типа, с организацией работы над ними на занятиях по дисциплинам общекультурного блока. Задания требовали найти тезис, обосновать последовательность аргументации, доказать адекватность вывода и средств связи.
Проиллюстрируем некоторые приемы.
1. Прием последовательной связи аргументов
Для анализа предлагается рисунок 1, на котором Т – тезис, А – аргументы, В – вывод. Стрелками показано, что вывод – это доказанный тезис. Текст иллюстрирует эту схему. Предлагается пересказать текст по схеме, найти другой текст или построить свое высказывание. Аналогичные задания распространялись и на другие приемы.
|
|
Сегодня ИНЖЕНЕРЫ действуют практически во всех областях экономики, и их всех объединяет «ИНЖЕНЕРНАЯ НАУКА». На предприятиях ИНЖЕНЕРЫ занимаются разработкой, планированием, изготовлением, измерениями (химическими и физическими исследованиями), технической оценкой, программированием, логистикой, исследованием рынков сбыта. Они занимаются также управлением процессами производства продукции, конструированием, подготовкой технической документации, контролем качества. Кроме того, ИНЖЕНЕРЫ работают как независимые предприниматели, как служащие в ИНЖЕНЕРНЫХ бюро или в органах власти. Однако всех их объединяет «ИНЖЕНЕРНАЯ НАУКА», направленная на использование природных материалов и сил в определенных производственных целях [15]. |
Рис. 1. Цепная связь аргументов
2. Прием параллельной связи аргументов
При параллельной связи (рис. 2) аргументы располагаются по горизонтали. Это связано с тем, что они обладают относительной автономностью, их можно переставить местами, и смысл от этого не изменится. Студенты должны были проиллюстрировать эту схему своими примерами.
|
|
Основной задачей ИНЖЕНЕРА является разработка «систем». Здесь играют большую роль аналитические способности – способности анализировать. Инженер также должен проявлять гибкость мышления. Работа инженера должна иметь творческий характер. Все это позволяет придать разрабатываемому продукту определенную системность [15]. |
Рис. 2. Параллельная связь аргументов
3. Прием смешанной связи аргументов
При смешанной связи (рис. 3) аргументы располагаются и последовательно (А1, А2, А3) и параллельно (А1 – А̛1, А2 – А̛2, А3 – А̛3). Такая схема бывает характерна для текстов, в которых сравниваются два (иногда три) субъекта, объекта, явления по одинаковым признакам. В данном случае идет сравнение двух специальностей: инженера-электрика и инженера-строителя.
|
|
ИНЖЕНЕР-ЭЛЕКТРИК и ИНЖЕНЕР-СТРОИТЕЛЬ – это разные специальности инженерной деятельности. ИНЖЕНЕР-ЭЛЕКТРИК больше опирается на знания в области физики. ИНЖЕНЕР-СТРОИТЕЛЬ чаще использует знания в области математики, геометрии. ИНЖЕНЕР-ЭЛЕКТРИК занимается проектированием энергетических, электрических систем. ИНЖЕНЕР-СТРОИТЕЛЬ занимается проектированием градостроительства, архитектуры зданий. Универсальным языком общения у ИНЖЕНЕРОВ-ЭЛЕКТРИКОВ является электросхема. У ИНЖЕНЕРОВ-СТРОИТЕЛЕЙ таким языком общения является чертеж. Таким образом, ИНЖЕНЕР-ЭЛЕКТРИК и ИНЖЕНЕР-СТРОИТЕЛЬ – это разные специальности инженерной деятельности [15].
|
Рис. 3. Смешанная связь аргументов
4. Прием сокращения рассуждения (с тезисом)
На рисунке 4 представлено сокращенное рассуждение: в нем нет вывода. На самом деле сокращенных рассуждений в литературе и в профессиональном общении намного больше, чем полных. По сути, сокращенное рассуждение – это нормативное явление доказательной речи. Нет вывода, потому что он звучит как излишний повтор (тавтология). Студенты должны научиться чувствовать уместность сокращения.
|
|
ИНЖЕНЕРЫ выделяются аналитическим мышлением, хорошими теоретическими и специальными прикладными знаниями, ориентированными на скорейшее практическое применение. Для обучения по инженерным специальностям необходимы математические способности, интерес к инженерной деятельности. Основой для успешной работы является хорошее общее техническое образование широкого профиля [15]. |
Рис. 4. Сокращенное рассуждение (с тезисом)
5. Прием сокращения рассуждения (с выводом)
На рисунке 5 показано другое сокращение – здесь нет тезиса. Это тоже нормативное явление доказательной речи. Нельзя квалифицировать сокращенное рассуждение как неправильное. И это тоже студенты должны научиться видеть и использовать в своей коммуникативной практике.
|
|
Инженер, работающий в области естественных наук, обычно изучает прикладные возможности естественно-научных открытий для внедрения их в производственную практику посредством изобретений, проектирования, конструирования. Говоря иначе, инженер как изобретатель, проектировщик, конструктор выступает в роли своеобразного проектировщика научных открытий [15]. |
Рис. 5. Сокращенное рассуждение (с выводом)
Систематическая работа по использованию таких приемов в течение одного семестра на занятиях по дисциплинам общекультурного блока позволила подойти к контрольному диагностическому эксперименту.
По результатам этого эксперимента были получены следующие данные (табл. 2).
Таблица 2
Количество студентов, правильно построивших рассуждение (после педагогического эксперимента) (в %)
|
Критерии |
Общекультурный блок |
Профессиональный блок |
|
Правильный тезис |
65 |
62 |
|
Адекватная схема аргументации |
71 |
67 |
|
Соответствующий вывод |
68 |
73 |
|
Уместное сокращение рассуждения |
59 |
64 |
|
Необходимые языковые средства связи |
70 |
65 |
Как видим (табл. 1 и 2), данные по профессиональному блоку почти не изменились, а по общекультурному блоку выросли почти в 2–3 раза, а в ряде случаев превысили показатели профессионального блока на 3–5%.
В целом можно заключить, что данные общекультурного и профессионального блоков практически сравнялись: разница составляет от 3% до 5%.
Надо признать, что показанные в статье приемы не универсальны, они могут успешно использоваться при освоении дисциплин философского, социально-экономического, культурологического характера [16]. В естественно-научном блоке приемы другие: там они в большей степени связаны с проектированием, решением задач, уравнений, выдвижением и доказательством гипотез [17]. Результаты исследования показывают, что уровень развития доказательного мышления в процессе освоения дисциплин общекультурного блока в инженерных вузах требует особого внимания.
Заключение
Результаты педагогических экспериментов убеждают, что для формирования доказательного мышления у будущих инженеров в процессе освоения дисциплин общекультурного блока полезно проводить работу над определением тезиса (основной мысли) текста; над построением аргументации (доказательства); над формулировкой вывода; над построением сокращенного рассуждения; над правильным использованием языковых средств связи компонентов рассуждения.
Доказательное мышление, развиваемое при освоении дисциплин общекультурного и профессионального блоков, становится основой для развития инженерного мышления как мышления с широким общекультурным (гуманитарным) и профессионально-техническим (естественно-научным) кругозором.
Работа выполнена за счет средств Программы стратегического академического лидерства Казанского (Приволжского) федерального университета.