Formation of professional competence of natural science teachers: essence, structure and functions

Введение / Introduction

Современные процессы модернизации системы образования, внедрение обновленных федеральных государственных образовательных стандартов характеризуются интенсификацией требований к уровню профессиональной компетентности учителей. Вместе с тем в условиях глобальной научно-технической революции и цифровизации общества возрастает потребность в высококвалифицированных специалистах в области естественных наук, способных решать сложные и нестандартные задачи, возникающие в стремительно меняющемся мире, и находить эффективные и актуальные решения для поставленных целей.

В настоящее время существует острая необходимость совершенствования методологии преподавания естественно-научных дисциплин в средних общеобразовательных учреждениях. Ряд исследований выявил негативную тенденцию снижения интереса к изучению естественно-научных предметов; так, согласно аналитическим данным федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный институт педагогических измерений» наблюдается снижение количества участников единого государственного экзамена (ЕГЭ) в 2023 году по сравнению с 2022 годом: по физике (на 12%), химии (на 4,2%), биологии (на 3,4%) [1].

Уменьшение заинтересованности в изучении естественно-научных предметов может быть обусловлено рядом факторов, среди которых следует выделить недостаточный уровень профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла. Соответствие уровня профессиональной подготовки и квалификации учителя современным требованиям является ключевым элементом эффективности образовательного процесса. В условиях непрерывного научно-технического прогресса, совершенствования педагогической теории и практики учителям естественно-научных предметов необходимо постоянно повышать свои навыки владения современными методами и технологиями обучения, обладать умением создания проблемных ситуаций во время урока и поддерживать интерес обучающихся к предмету. Данный аспект был зафиксирован в законодательной базе, в частности в законе «Об образовании в Российской Федерации», в соответствии с которым учителям необходимо не менее одного раза в три года проходить курсы повышения квалификации [2].

Следует отметить, что в связи с необходимостью совершенствования качества образования по естественно-научным предметам в научных исследованиях остаются недостаточно разработанными вопросы анализа феномена формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла. Изучение сущности, структуры и функций по данной проблеме позволит разработать модель формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла, отвечающую потребностям государства и общества.

Обзор литературы / Literature review

Понятие «компетентность» получило широкое распространение в научной литературе и практической деятельности с 60-х годов XX века. Так, в 1965 году американский лингвист Н. Хомский ввел категорию «языковая компетенция» как совокупность грамматических знаний о родном языке, необходимых для осуществления коммуникации между людьми [3].

Развивая идеи Н. Хомского, американский лингвист Д. Хаймс сформулировал категорию «коммуникативная компетентность» в контексте способностей носителя языка осуществлять автоматический подбор языковых средств, соответствующих конкретной ситуации [4]. В 1984 году Дж. Равен предложил концепцию компетентности как сложного явления, включающего множество компонентов [5].

С 1990-х годов отмечается изменение в парадигме изучения понятия «компетентность» с акцента на процессах ее формирования к анализу имеющихся возможностей и особенностей личностной деятельности. В докладе, представленном Ж. Делором на конференции «Образование: скрытое сокровище» в 1996 году, была определена ключевая цель обучения – формирование умений – и сформулированы четыре основополагающих принципа образования: научиться познавать, научиться жить вместе, научиться делать, научиться жить [6].

В период с 2000 года происходит трансформация категории «профессиональная компетентность», обусловленная переходом к компетентностной модели в образовании. Наблюдается изменение образовательной парадигмы, выражающееся в смещении акцента с усвоения теоретических знаний на формирование и развитие практических умений и навыков, необходимых для успешной профессиональной деятельности. На государственном уровне закреплен ряд нормативно-правовых актов, регламентирующих внедрение компетентностного подхода в систему образования: федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации», федеральные государственные образовательные стандарты, национальная доктрина образования в Российской Федерации, профессиональные стандарты.

В зарубежной литературе, посвященной изучению вопроса профессиональной компетентности учителей, исследователи преимущественно рассматривают компетенции, необходимые для эффективного осуществления педагогической деятельности. При этом недостаточно внимания уделяется раскрытию сущностных аспектов феномена вышеуказанной компетентности (П. Андерссон, М. Хеллгрен и С. Кепсен) [7]. 

В условиях непрерывного развития научно-педагогического знания актуализируется проблема внедрения результатов научных исследований в практику профессиональной деятельности педагогов. Так, М. Малдер отмечает положительную взаимосвязь между влиянием научных исследований в области профессиональной компетентности на практическую составляющую преподавательской деятельности [8].

Эффективная педагогическая деятельность в условиях современного образования не может быть реализована без опоры на нормативную документацию, регламентирующую осуществление учебного процесса.  М. Малик, С. Соэнарто и Ф. Сударсоно констатируют, что профессиональная компетентность находится в непосредственной зависимости от системного процесса повышения квалификации, повысить эффективность которого можно при помощи акцентирования внимания на грамотном сочетании теоретической и практической составляющей курсовой подготовки педагогического состава[9]. Анализируя различные факторы, влияющие на профессиональную компетентность учителя, Б. М. Рошида и Р. Саллех отмечают наличие прямой зависимости между профессионализмом, личностными характеристиками и практической деятельностью педагога. Исследователи подчеркивают необходимость проведения регулярных тренингов по профилю педагогической деятельности [10]. О. Жизель и Дж. Лоуэлл на основе эмпирического анализа и наблюдения за молодыми специалистами естественно-научного профиля констатируют успешное формирование педагогических навыков в процессе профессиональной деятельности и приходят к выводу о наличии прямой взаимосвязи между профессиональными умениями в области организации учебного процесса с помощью современных цифровых технологий и уровнем педагогической деятельности [11].

В процессе изучения аспектов профессиональной компетентности для организации инновационного обучения было установлено, что, по мнению педагогов, в структуре профессиональной педагогической компетентности должны присутствовать педагогико-психологические, предметно-профессиональные, коммуникативные, организационные, исследовательские и цифровые компетенции (Н. Симонович) [12].

В ряде работ отечественных исследователей проведено уточнение процесса формирования методической компетентности учителей естественно-научного цикла. Так, Н. В. Моргачева решает вышеуказанную проблему при помощи средств проектного управления и интерактивных технологий. Однако данная технология была апробирована на студентах – будущих учителях естествознания, и ее реализация предусматривает только очный формат обучения [13].

Вместе с тем в научной литературе по проблеме исследования подчеркивается необходимость развития и совершенствования подготовки учителей физики, химии, биологии, требуемой для формирования у обучающихся целостной естественно-научной картины мира. Т. А. Петрушкина разделяет данную точку зрения, указывая на целесообразность повышения уровня подготовки будущих учителей физики благодаря использованию системного и проектно-деятельностного подходов [14].

Эффективность обучения естественно-научным предметам во многом зависит от методологических позиций учителя, которые проявляются не только в процессе передачи знаний, но и в способности вовлечения обучающихся в познавательную деятельность, стимулирования их интереса к изучаемому предмету. Данную позицию отстаивает П. А. Оржековский, приходя к выводу о возможности реализации метапредметных требований Федерального государственного образовательного стандарта при условии организации познавательной деятельности обучающихся, направленной на непосредственное изучение ими реальности [15].

Таким образом, можно сделать вывод, что вопрос определения сущности, структуры и функций процесса формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла является актуальным как в отечественной, так и в иностранной научной литературе. Данный феномен является многогранным, находится в фокусе различных областей науки и требует дальнейшего изучения.

Методологическая база исследования / Methodological base of the research

Настоящее исследование посвящено изучению процесса формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла, включающего анализ сущности, структуры и функциональных особенностей данного явления.

Реализации поставленной цели будет способствовать решение следующих задач:

1) провести теоретический анализ проблемы формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла;

2) рассмотреть пути формирования и развития профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла в средних общеобразовательных организациях;

3) разработать модель формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла, отражающую сущность, структуру и функции данного феномена.

При проведении исследования применялись:

1) теоретические методы, направленные на анализ и систематизацию научно-педагогической литературы и нормативно-правовой документации по данному вопросу;

2) комплекс эмпирических методов, направленных на сбор и анализ информации о педагогическом опыте преподавания естественно-научных дисциплин (анкетирование и статистические методы).

В качестве базы эксперимента выступили Лицей СевГУ и средние общеобразовательные школы № 4, 19, 32, 35, 37, 45, 57 на территории города Севастополя, где проводилась экспериментальная работа с учителями естественно-научных дисциплин. В результате обобщения и систематизации полученных данных было сформулировано авторское определение, в котором конкретизированы сущность, структурные компоненты и функциональные особенности процесса формирования профессиональной компетентности учителей, реализующих образовательные программы по естественно-научным предметам.

Результаты исследования / Research results

Эффективность достижения образовательных целей в области естественно-научных дисциплин напрямую зависит от компетенции педагогических работников, осуществляющих данные функции. Процесс формирования профессиональной компетентности учителей естественных дисциплин определяется особенностями педагогической деятельности, анализ которых позволит определить сущность, структуру и функции данного феномена. Рассмотрим нормативно-правовую документацию по этому вопросу.

Закон «Об образовании» определяет систему требований, предъявляемых к качеству образования, уровню подготовки обучающихся и профессиональной компетентности педагогов, включая учителей естественно-научного цикла.Профессиональная компетентность учителя, согласно данному закону, представляет собойинтеграцию предметных знаний и педагогических умений, обеспечивающую успешное обучение и воспитание обучающихся.

В соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом учитель естественно-научного цикла дисциплин должен обладать комплексом компетенций, обеспечивающих реализацию целей и задач обучения, организацию и проведение учебных занятий; развитие учебно-познавательных способностей и мотивации учеников; применение инновационных методов обучения и диагностики образовательных результатов; эффективное использование информационно-коммуникационных технологий в учебном процессе; поддержку учебно-исследовательской и проектной деятельности обучающихся [16].

В рамках профессионального стандарта «Педагог» подчеркивается, что учитель в процессе трудовой деятельности реализует комплекс общепедагогических функций, направленных на обучение, развитие и воспитание учащихся. При этом учитель должен взаимодействовать с другими педагогическими работниками, родителями (законными представителями) обучающихся и учитывать специфику учебно-методического комплекса в зависимости от класса обучения и профилизации (базового или углубленного уровня изучения предмета) [17].

Таким образом, можно констатировать, что профессиональная компетентность педагогических работников, в том числе учителей естественно-научного цикла, базируясь на универсальных и предметных знаниях, формируется непосредственно после окончания высшего или среднего профессионального учебного заведения, в процессе трудовой деятельности. При этом, в условиях непрерывного развития науки и техники, а также цифровизации образования, современный учитель естественно-научного цикла должен постоянно совершенствовать свои профессиональные навыки как в области преподаваемого предмета, так и в смежных областях знаний.

Отметим, что в качестве индикатора роста профессиональной компетентности учителей естественно-научных предметов выступают результаты внешних (ЕГЭ, ОГЭ, ВПР, РИКО, ВСОШ) и внутренних (проверочные работы по тексту администрации, успеваемость обучающихся) мониторингов, а также периодическая аттестация педагогического состава для установления более высокой квалификационной категории по профилю преподаваемого предмета. 

В педагогических исследованиях, связанных с процессом формирования комплекса знаний, умений и навыков, необходимых учителю для организации учебного процесса на высоком уровне, учеными используются понятия «формирование» и «развитие», которые в ряде случаев не разграничиваются. Выявим специфику и особенности данных категорий в рамках философского и педагогического подходов.

В рамках философии формирование представляет собой процесс становления личности человека. Согласно А. М. Новикову, категория «развитие» интерпретируется как совокупность качественных и количественных преобразований, происходящих в психических процессах индивида [18].

В области педагогики формирование рассматривается как управляемый процесс, направленный на достижение целей воспитания и обучения.  А. С. Макаренко для описания процесса формирования личности использовал метафоры «лепка», «конструирование» и «проектирование личности» [19].

Э. Г. Скибицкий, И. Э. Толстова и В. Г. Шефель придерживаются комплексного взгляда на процесс развития, утверждая, что оно обусловливается совокупным влиянием многочисленных факторов как внешней (социальные, природные), так и внутренней среды [20].

В ряде научных работ проводится дифференциация понятий «формирование» и «развитие». Авторы этих работ указывают на доминирующую роль внешних факторов в процессе формирования, в то время как в процессе развития акцент делается на внутренних факторах, ведущих к реализации конкретной цели, направленной на обеспечение прогрессивных изменений в жизни и деятельности развивающегося субъекта [21].

Анализ философских и педагогических категорий позволяет сделать вывод, что сущность развития личности педагога заключается в совершенствовании имеющихся знаний, способностей и навыков до уровня, обеспечивающего конкурентоспособность и успешную адаптацию в динамично меняющемся мире. В свою очередь, формирование личности представляет собой процесс перехода субъекта в новое, качественно отличное от предыдущего состояние, обусловленное комплексной взаимосвязью внешних (влияние среды, общества, воспитания) и внутренних (мотивация, принципы) факторов.

Несомненно, только педагог, обладающий высоким уровнем профессиональной компетентности, способен не только успешно решать задачи профессиональной деятельности, но и реализовывать свои профессиональные функции, что выражается в эффективной передаче предметных знаний обучающимся.

В настоящее время в нормативно-правовых актах и научной литературе в качестве характеристики процесса формирования готовности учителей естественно-научного цикла к эффективному выполнению преподавательских функций используются взаимосвязанные группы понятий: «компетенция», «компетентность», и «профессиональная компетентность», употребляемые в одинаковом контексте. Данные понятия являются междисциплинарными, и их содержание определяется различными подходами к их изучению: философским, психологическим и педагогическим.

В философии процесс формирования профессиональной компетентности педагога рассматривается с позиции адаптации к изменяющейся окружающей среде через самообразование, активизацию творческой активности учителя и развитие когнитивных процессов. Так, по мнению Б. С. Гершунского, профессиональная компетентность представляет собой сложное интегративное качество личности, которое определяется уровнем собственно профессионального образования, опытом, индивидуальными способностями, мотивированным стремлением к непрерывному самообразованию и самосовершенствованию, творческим и ответственным отношением к делу [22]. В. Г. Кинелев приходит к выводу о необходимости «фундаментализации» образования, отмечая, что научные знания должны формироваться самой личностью как результат творческой активности, как продукт самоорганизации и эволюции мышления [23].

В контексте психологических исследований формирование компетентности рассматривается исследователями с позиции развития у педагогических работников системы действий и алгоритмов для решения проблем, возникающих в условиях трудовой деятельности.Ученые рассматривают компетентность как совокупность навыков и личностных характеристик, обеспечивающих успешное достижение профессиональных целей в различных условиях трудовой деятельности.Так,Э. Ф. Зеер приходит к выводу, что компетенции являются обобщенными способами действий, которые обеспечивают эффективное решение профессиональных задач. По мнению исследователя, компетентность представляет собой совокупность содержательных обобщений, включающих теоретические и эмпирические знания, выраженные в виде понятий, принципов и смыслообразующих положений [24].

В педагогике понятия «компетенция» и «компетентность» часто используются как синонимы, что приводит к неоднозначности их толкования.Возможными причинами неоднозначности интерпретации вышеуказанных категорий являются неправильный перевод информации из иностранных источников и субъективное трактование этих терминов отдельными исследователями. Г. К. Селевко справедливо отмечает, что понятия «компетенция» и «компетентность» не являются синонимами. Компетенция представляет собой некий образовательный потенциал, который отражает готовность выпускника к деятельности, а компетентность – это способность выпускника реализовать этот потенциал в конкретных условиях [25].

Процесс формирования профессиональной компетентности учителей физики, химии и биологии предполагает не только развитие надпредметных компетенций и личностных качеств, но и непрерывное обновление и углубление общепрофессиональных фундаментальных знаний и умений, в том числе законов, лежащих в основе данных дисциплин. Так, Н. Н. Двуличанская в процессе анализа феномена профессиональной компетентности отмечает структурные компоненты, которые должны быть сформированы у учителей естественно-научных предметов для обеспечения высокого качества преподавания и повышения мотивации учащихся к изучению наук о живой и неживой природе: общие и общепрофессиональные (практическое применение естественно-научных и математических знаний, навыки работы с технической документацией, владение методологией проведения экспериментов) компетенции  [26].

В исследованиях, связанных с профессиональной педагогической компетентностью, ученые обращают внимание на взаимосвязь между методической и практической подготовкой педагога к реализации трудовой деятельности. Так, в рамках системного анализа вышеуказанных вопросов, проведенного такими учеными, как
А. А. Вербицкий, В. А. Адольф, Э. Ф. Зеер, Ю. Г. Татур, Н. Ф. Радионова, А. К. Маркова, А. А. Деркач, Б. С. Гершунский, В. А. Сластенин, Н. Н. Лобанова,было установлено, что качество педагогической деятельности определяется не только уровнем теоретических знаний и практических навыков педагога, но и его личностными характеристиками, обусловливающими готовность к выполнению преподавательской деятельности. Профессиональная компетентность, согласно А. А. Вербицкому, представляет собой комплексную систему, включающую общепрофессиональные знания, умения, навыки и способности, а также готовность к профессиональному педагогическому росту и повышению квалификации [27].

В исследовании Г. Турдубаевой и Д. А. Эмилбековой приводится определение профессиональной компетентности учителей естественно-научных предметов как совокупности последовательно реализуемых действий, обусловленных педагогическими умениями. Авторы подчеркивают, что реализация данных мер выступает фактором, обусловливающим формирование профессиональных навыков и способствующим гармоничному развитию личности педагога. Структура профессиональной компетентности учителей естественно-научных дисциплин, согласно их концепции, включает теоретико-методологическую и профессионально-методическую компетентность [28].

В концепции Е. А. Бабковой профессиональная компетентность учителей естественно-научного цикла трактуется как комплексная система, включающая когнитивный, социальный и социально-информационный компоненты [29].

В рамках исследования, реализованного на базе Лицея СевГУ и средних общеобразовательных школ № 4, 19, 32, 35, 37, 45, 57 города Севастополя, был применен метод анкетирования. Целью данной экспериментальной работы являлся анализ специфики профессиональной компетентности у учителей естественно-научного цикла и уточнение аспектов ее формирования. В исследовании приняли участие 32 учителя естественно-научных предметов. На основании анализа научной литературы и нормативно-правовой документации по теме исследования респондентам были предложены вопросы, связанные с сущностью, структурой, функциями процесса формирования вышеуказанной компетентности. Результаты анкетирования представлены в таблице ниже.

Анализ данных, представленных в таблице, позволяет сделать вывод о том, что все компоненты, включенные в структуру профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла, получили высокую оценку респондентов. При этом наибольшую значимость для профессиональной деятельности учителя, по мнению опрошенных, имеют предметно-методический и мотивационный компоненты (15,3%). Среди профессиональных функций наиболее важными являются организационно-деятельностная (23,1%), рефлексивная (23,1%) и диагностическая (21,2%).

Исследование факторов, влияющих на профессиональную компетентность учителей в сфере естественно-научного образования, показало, что ведущую роль играют обмен опытом с коллегами (30,8%), самостоятельное изучение методической литературы (25,5%) и курсы повышения квалификации (20,5%). В качестве ключевых факторов, оказывающих влияние на уровень профессиональной компетентности, выступают профессиональный опыт (24,4%), мотивация к саморазвитию (22,2%) и личностные качества (20%). Наиболее результативными формами совершенствования профессиональной квалификации, по мнению респондентов, оказались очная и смешанная формы обучения.

Результаты анкетирования

Таким образом, на основании анализа полученных теоретических и эмпирических данных можно констатировать, что феномен формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла представляет собой целенаправленную, системно организованную образовательную деятельность, ориентированную на овладение учителями комплексом интегративных знаний, навыков и методов организации педагогической деятельности, совершенствование личностных и психологических качеств, необходимых для решения профессиональных задач в процессе реализации учебных программ по естественно-научным предметам (физике, химии, биологии) в условиях средних общеобразовательных учреждений. Данный процесс включает в себя: формирование и развитие предметно-методического, мотивационного, регулятивного, информационно-коммуникационного, исследовательского, воспитательного, психолого-педагогического и рефлексивного компонентов, которые осуществляют организационно-деятельностную, рефлексивную, диагностическую, проектировочную и прогностическую функции.

Опираясь на вышеуказанное определение, можно разработать модель формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла, основу которой составляют нормативно-правовые акты: «Закон об образовании в Российской Федерации», федеральные государственные образовательные стандарты, профессиональный стандарт «Педагог».

Теоретическое обоснование концептуальной модели базируется на результатах исследования П. В. Станкевича, посвященного разработке моделей содержания естественно-научного образования[30].

Выделим ключевые аспекты модели, направленные на определение путей формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла:

– диагностика профессиональных потребностей учителей физики, химии, биологии;

– целеполагание: выявление потребностей и способов достижения поставленных целей (проведение курсов повышения квалификации, тренингов в очном или смешанном формате);

– установление начального уровня профессиональной компетентности учителей естественно-научных предметов: определение сильных и слабых сторон педагогических работников (мониторинги, педагогическое наблюдение);

– рефлексия, направленная на определение уровня достижений учителя за определенный период.

Модель формирования профессиональной компетентности учителей физики, химии и биологии должна быть направлена на раскрытие личностного потенциала во всех аспектах педагогической деятельности, обеспечивая условия для непрерывного самосовершенствования.

Концептуальная модель состоит из пяти взаимосвязанных блоков: мотивационно-целевого, организационно-методического, содержательно-организационного, процессуального и критериально-диагностического.

Мотивационно-целевой блок определяет цель реализации разработанной модели на основании социально-государственного заказа. В него интегрирован комплекс функций, являющихся системной характеристикой процесса формирования профессиональной компетентности учителей.

В основе организационно-методического блока лежит интеграция подходов (технологического, компетентностного, личностного, деятельностного, информационного), средств (информационные, графические, мультимедийные, регулятивные, дистанционные, фронтальные, индивидуальные), методов (учебной и научно-исследовательской деятельности, мотивационные, стимулирующие, ситуационные, интерактивные, контроля и самоконтроля) и форм (программы повышения квалификации и профессиональной переподготовки, конкурсы профессионального мастерства, научно-практические конференции, методические объединения учителей-предметников).

Содержательно-организационный блок включает комплекс педагогических условий, основанных на современных требованиях к процессу формирования профессиональной компетентности, специфике преподавания физики, химии, биологии в средней школе. В рамках данной модели реализация педагогических условий способствует модернизации содержания обучения на уровне среднего профессионального и высшего образования.

Модель формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла

Процессуальный блок отражает этапы формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла: информационно-мотивационный, операционно-деятельностный и рефлексивно-прогностический.

Критериально-диагностический блок определяет результативность проводимых мероприятий и характеризуется взаимосвязанным комплексом критериев и уровней формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научных предметов.

Заключение / Conclusion

В ходе данной работы было проведено разграничение категорий «формирование» и «развитие» с позиции философского и педагогического подходов. Выявлены основные этапы и закономерности формирования феномена «профессиональная компетентность». Проанализирована группа междисциплинарных понятий: «компетенция», «компетентность» и «профессиональная компетентность» – с позиции философии, психологии и педагогики.

На основе комплексного анализа отечественной и зарубежной научной литературы, нормативно-правовой документации и благодаря применению эмпирических методов исследования было разработано авторское понятие и концептуальная модель, раскрывающая сущность, структуру и функции изучаемого явления – формирования профессиональной компетентности учителей естественно-научного цикла.

Полученные результаты могут быть использованы: в работе естественно-научных методических объединений, при разработке новых образовательных программ и стандартов, а также в процессе уточнения теоретических аспектов процесса повышения квалификации учителей естественно-научных предметов.