Interdisciplinary integration as a means of university students’ financial literacy improvement

Full Text

Введение

В настоящее время вопросам формирования финансовой грамотности в Российской Федерации уделяется большое внимание, что подтверждается общегосударственным документом «Стратегия повышения финансовой грамотности в Российской Федерации на 2017–2023 годы». Согласно документу, уровень финансовой грамотности в Российской Федерации остается пока еще достаточно низким и требует долговременной систематической и скоординированной работы: необходимы серьезные преобразования в сфере повышения финансовой грамотности населения, разработка и внедрение образовательных программ повышения финансовой грамотности для всех уровней образования, включая высшее [1].

Финансовая грамотность человека включает следующие компоненты: осведомлённость, знание и понимание, навыки и поведение, уверенность, мотивацию и позицию. Оценка финансового поведения (одной из компонент финансовой грамотности) в Российской Федерации приведена в исследованиях фонда «Общественное мнение» (2020 г.) по заказу Банка России [2]. Преобладание негативных моделей поведения (56,2%), установленных данными исследованиями, составляет значимую проблему формирования финансовой грамотности в Российской Федерации. Следовательно, в составе учебных мероприятий образовательных организаций необходимо присутствие элементов, формирующих у обучающихся позитивное финансовое поведение. Для обучающихся высших учебных заведений актуальным является формирование навыков практического применения фундаментальных и специальных знаний при принятии экономических решений (в личной, семейной, профессиональной, научной и общественной деятельности).

В современных условиях финансовую грамотность можно формировать на основе идеи междисциплинарной интеграции. Междисциплинарную интеграцию можно определить как сторону учебной деятельности, связывающую общеобразовательные и профессиональные дисциплины в единый комплекс. Отличительной чертой этого комплекса является формирование у обучающегося качественно новой целостной системы знаний и умений, обладающей новыми интегративными свойствами, в отличие от составляющих, входящих в систему [3, с. 11; 4, с. 192; 5, с. 47].

Одной из содержательно-процессуальных характеристик образовательного потенциала междисциплинарной интеграции является повышение уровня практикоориентированности учебного процесса. В ряде исследований [6–10 и др.], посвящённых возможным подходам к организации учебного процесса с целью формирования финансовой грамотности, практико-ориентированные задачи могут применяться в самых разнообразных формах и технологиях обучения.

Особую практическую значимость при использовании междисциплинарной интеграции имеет такой образовательный предмет как «Физика», что нашло отражение в исследованиях, касающихся основного и среднего общего образования [11; 12]. Большие возможности для формирования финансовой грамотности предоставляют задачи, решение которых требуют интеграции на уровнях знаний, методов решения и языка дисциплин «Математика» и «Физика». В таких задачах содержательная часть связана с физикой, математика обеспечивает соответствующий аппарат решения, а финансовая грамотность естественным образом проявляется посредством умения производить расчёты и делать оценки, анализировать и делать обоснованные выводы, подтверждённые расчётным путем. К сожалению, до сих пор недостаточно изучены возможности формирования финансовой грамотности при решении практико-ориентированных задач, используемых в учебном процессе высшей школы и направленных на интеграцию математики и физики.

Цель данного исследования заключается в выявлении возможностей использования междисциплинарной интеграции для формирования финансовой грамотности студентов вузов посредством решения практико-ориентированных задач.

Результаты исследования

Основная роль образовательных организаций при повышении уровня финансовой грамотности заключается в формировании позитивного финансового поведения и передаче знаний, которые являются не только фундаментальной основой для обучающихся, но и факторами конкурентного преимущества на разных уровнях экономической деятельности (домашнее хозяйство, регион, межгосударственный уровень). Междисциплинарная интеграция в этом случае выступает как средство формирования финансовой грамотности и рассматривается как процесс взаимного согласования учебных дисциплин с точки зрения единого, непрерывного и целостного развития профессиональной деятельности. Междисциплинарные связи приводят к интегрированию предметных областей в системе обучения, которые основаны на усвоении разрозненных знаний студентами при изучении большого числа учебных дисциплин [5; 13–15].

Одним из средств формирования финансовой грамотности в учебном процессе высшей школы могут выступать практико-ориентированные задачи, основанные на междисциплинарной интеграции. Практико-ориентированные задачи – это задачи, возникающие в различных контекстах (общественная жизнь, личная жизнь, образование, профессиональная деятельность, научная деятельность), позволяющие проводить имитацию различных ситуаций принятия экономического решения и, следовательно, закладывающие основу для позитивного финансового поведения.

Для повышения результативности процесса обучения, реализуемого посредством междисциплинарной интеграции, целесообразно использовать следующую стратегию применения практико-ориентированных задач [16, с. 70]:

1. контекст задачи должен быть интересен для обучающегося, полностью или частично соответствовать практическим проблемам (например, управление личными финансами обучающегося);
2. предлагаемая задача должна соответствовать изучаемой предметной области и обнаруживать междисциплинарные связи с другими учебными дисциплинами;
3. задача должна быть в меру сложной либо раздробленной на более простые задачи;
4. до решения задачи обучающийся должен оценить её значимость: познавательную, профессиональную, общекультурную, социальную;
5. для задач, решаемых коллективно, нужно обеспечить персональную ответственность и учёт вклада в решение каждого обучающегося.

Формирование финансовой грамотности и правильной модели финансового поведения может быть основано на знаниях из курса физики. Так, при изучении физики обучающимся часто приходится применять идеи математического моделирования и математический аппарат для решения практико-ориентированных задач. От знаний понятий математики и основных методов решения задач зависит не только выбор способа решения физической задачи, но и возможность его осуществления. При этом могут возникнуть трудности трансляции математических знаний и умений в область физики [4, с. 192–193].

Ниже представлен пример разработанной практико-ориентированной задачи, реализующей принцип междисциплинарной интеграции. В предлагаемой задаче содержательная часть связана с курсом общей физики, математика обеспечивает процесс построения модели и решение задачи на языке модели. Оценка полученных результатов и выбор их них наиболее оптимального способствуют формированию финансовой грамотности (управление личными финансами) и позитивному финансовому поведению.

Задача. В однокомнатной квартире-студии Николая постоянно возникают проблемы с центральным отоплением, поэтому он планирует приобрести электронагреватель для помещений. Весной Николай планирует задействовать этот же нагреватель для обогрева теплицы на даче, площадь которой практически равна площади его квартиры. Николай учит детей физике, поэтому однажды возник спор между ним и талантливым учеником Александром по поводу КПД обогревателей. Александр утверждает, что тепловентиляторы расходуют энергию экономнее, поскольку быстрее обеспечивают равномерный прогрев помещения за счёт принудительного перемешивания воздуха. Николай считает, что затраты энергии на вращение вентилятора нивелируют данный эффект, поэтому нагреватель без принудительной конвекции ничем не хуже. В любом случае, равномерный прогрев помещения и поддержка постоянной температуры имеют значение, поскольку Николай выращивает растения не только в теплице, но и в квартире. Александр и Николай договорились поставить серию опытов, чтобы разрешить спор и выбрать наиболее экономный способ обогрева. Для проведения опытов у них имеется исправный электросчётчик, два обогревателя (с принудительной вентиляцией и без неё), розетка с термореле, уличный термометр, часы.

Задание 1. Первый опыт по измерению расхода электроэнергии планируется провести в теплице. Розетка с термореле будет расположена на максимальном удалении от обогревателя у поверхности почвы и обеспечивать поддержку постоянной температуры +18°C в зависимости от показаний встроенного датчика. Назовите условия проведения опытов, при которых можно сделать обоснованные выводы о более экономном расходе энергии одного из обогревателя (какая должна быть погода, время суток, когда начинать и заканчивать измерения в опытах).

Задание 2. В результате опытов в теплице сделаны выводы, что один из обогревателей совместно с термореле поддерживает постоянную температуру +18°C с меньшими затратами энергии. Нужно ли для определения эффективности обогревателей повторять опыты в квартире в связи с изменением характеристик обогреваемого помещения?

Задание 3. Как лучше расположить обогреватели первой и второй конструкции в комнате (в теплице)?

Задание 4. Средняя температура на улице при испытаниях в теплице каждую ночь изменялась (другие погодные условия совпадали), поэтому было проведено по два эксперимента длительностью по t часов для каждого обогревателя в последовательности: 1-я ночь – первый обогреватель, 2-я ночь – второй, 3-я ночь – первый, 4-я ночь – второй. Средняя температура атмосферного воздуха составила: T₁, T₂, T₃, T₄ соответственно. Расход энергии – E₁, E₂, E₃, E₄. До начала измерений температура в теплице была стабилизирована и составляла +18°C. Какие нужно внести поправки в вычисления, чтобы сравнить эффективность обогревателей? Как с помощью построения графика зависимости средней скорости расхода энергии (E/t) выбранного обогревателя от средней температуры атмосферного воздуха обосновать правильность выбора формулы для вычислений?

Решение задания 1. Погода должна быть одинаковой при испытаниях первого и второго обогревателя, поскольку теплопередача за пределы теплицы пропорциональна разнице температур (внутри и снаружи), а также зависит от ветра, дождя. Играют роль влажность и атмосферное давление, поскольку меняют теплоёмкость воздуха. Солнце тоже может вносить погрешности в вычисления эффективности (за счёт проникновения солнечной энергии внутрь теплицы). Значит, измерения следует проводить в ночное время в тихую погоду без осадков при одинаковой относительной влажности и атмосферном давлении. Начинать измерения расхода энергии следует после достижения и стабилизации целевого значения температуры в теплице. Завершать измерения необходимо в момент отключения реле. При одинаковых условиях более экономичным будет обогреватель, который за одинаковый интервал времени израсходует меньше энергии.

Решение задания 2. Перечислим возможные потери тепла, полученные от обогревателей: потери за счёт передачи тепла через стенки теплицы и почву. Потери тепла через стенки дополнительно зависят от их нагрева при поглощении инфракрасного излучения от обогревателя, поскольку дополнительно увеличивается разность температур между стенками и атмосферой. Таким образом, инфракрасное излучение от обогревателя может вносить вклад в потери тепла, и этот фактор зависит как от конструкции обогревателя, так и от характеристик помещения. Значит, опыты по измерению эффективности необходимо повторить для квартиры и тогда можно сделать обоснованные выводы по выбору обогревателя.

Решение задания 3. Тепловентилятор следует располагать так, чтобы поток нагретого воздуха не противодействовал установившейся конвекции и способствовал равномерному перемешиванию холодных и нагретых слоёв. Обогреватель без вентилятора нужно расположить так, чтобы инфракрасное излучение равномерно нагревало стенки теплицы, почву, квартиру.

Решение задания 4.

Передачу тепла через стенки теплицы можно выразить формулой:

Q = k·S·ΔT·t,

где k – коэффициент теплопередачи стенок теплицы; S – площадь поверхности; ΔT – средняя разница температуры в теплице и на улице; t – время.

Остальные потери энергии (например, теплообмен с почвой, температура которой практически не зависит от колебаний погодных условий) не зависят от ΔT и пропорциональны прошедшему времени. Таким образом общий расход энергии E составит:

E = A·t + B·ΔT·t,

где A и B – коэффициенты пропорциональности, которые можно вычислить экспериментально.

Подставим значения из условия задания для первого обогревателя:

$\left\{\begin{array}{l}{E}_1=A_1·t+B_1·(18-T_1)·t,\\ E_3=A_1·t+B_1·(18-T_3)·t\end{array}\right.$

Решая систему линейных уравнений, получим значения коэффициентов A₁ и B₁ для первого обогревателя:

B₁ = (E₁ − E₃)/(t·(T₃ − T₁)), A₁ = E₁/t − B₁(18 − T₁).

Значения коэффициентов A и B могут меняться при изменении типа, положения обогревателя, конструкции стен помещения. Для оценки эффективности обогревателя необходимо вычислить T_ср (среднее значение температур, полученное на сайтах дневников погоды). Затем для каждого обогревателя вычислить по формуле среднюю скорость расхода энергии:

E_i/t = A_i + B_i·(18 − T_ср).

Для эксплуатации необходимо выбрать обогреватель с наименьшим значением E_i.

Для экспериментального подтверждения верности формулы необходимо построить график зависимости средней скорости расхода энергии (E/t) от средней температуры атмосферного воздуха для нескольких значений T_ср по ряду экспериментов одного из обогревателей. Если график будет похож на наклонную прямую линию, то формула верна, в противном случае потребуется вычисление коэффициентов при степенях n = 2, 3, 4, … N разницы температур (18 − T_ср)ⁿ в скорректированной формуле:

E/t = A + Ʃ^Nₙ₌₁Bₙ·(18 − T_ср)ⁿ.

Рассмотрим пример, предварительно заметив, что с точки зрения физики, чем холоднее на улице, тем требуется более высокая температура поверхности нагревателя для поддержания заданного температурного режима. В свою очередь, интенсивность инфракрасного излучения пропорциональна 4-й степени температуры тела (закон Стефана-Больцмана). То есть, теоретически, зависимость средней скорости расходуемой энергии от разности температур (внутри и снаружи) нелинейная (скорее всего, совсем немного из-за слабой способности стекол пропускать инфракрасное излучение). Значит, мы можем эту зависимость рассматривать как почти линейную, но для максимально точного приближения проводить измерения с достаточным диапазоном колебаний температуры. В ниже рассмотренном примере – 10 градусов.

Для обучающихся можно предложить следующие данные для задачи – данные опыта (табл. 1).

 

Таблица 1 – Данные опыта

Данные для принятия решения по выбору типа обогревателя	Нагреватель с вентилятором	Нагреватель без принудительной вентиляции
Цена электроэнергии, руб. за кВт·ч	4,61
Продолжительность каждого испытания, часов	8
Средняя температура атмосферного воздуха при первом измерении для каждого нагревателя, °С	T₁ = 0	T₂ = 5
Средняя температура атмосферного воздуха при повторном измерении для каждого нагревателя, °С	T₃ = 10	T₄ = 15
Расход энергии при первом измерении для каждого нагревателя, кВт·ч	E₁ = 12	E₂ = 12,96
Расход энергии при повторном измерении для каждого нагревателя, кВт·ч	E₃ = 8	E₄ = 5,76
Среднее значение температуры атмосферного воздуха в течение сезона обогрева, °С	4
Продолжительность обогрева в течение сезона, часов	600

 

На основании представленных данных вычисляем соответствующие коэффициенты. Для нагревателя с вентилятором имеем A₁ = 0,60, B₁ = 0,05, а для нагревателя без принудительной вентиляции – A₂ = 0,45, B₂ = 0,09.

По вышеуказанным формулам производим вычисления и получаем, что с учётом средней сезонной температуры атмосферного воздуха первый тип обогревателя обеспечивает значительную экономию денежных средств (3596 против 4730 рублей за сезон).

Дополнительно при принятии решения по выбору первого или второго обогревателя можно учитывать и другие факторы: цену, надёжность устройства и влияние способа обогрева на урожайность.

Рассмотренную задачу и процесс ее решения можно охарактеризовать следующим образом.

1. Задача имеет личностный контекст.
2. Решение задачи направлено на формирование компетенций финансовой грамотности, а именно: 1) человек имеет дело с доходами и расходами, следовательно, он должен брать на себя ответственность за финансовые решения и осознавать последствия этих решений, тем самым проявляя личные характеристики и установки; 2) знание и понимание выполняемых действий иллюстрирует обобщенное умение определять необходимые затраты при планировании выпуска продукции [17].
3. Задачи такого типа могут быть использованы в процессе изучения таких дисциплин учебных планов образовательных организаций высшего образования, как «Общая физика» и «Методика и техника школьного физического эксперимента».
4. При решении данной задачи используется соответствующий математический аппарат, в частности, составление и решение систем линейных уравнений.
5. Решение задачи, по сути, представляет собой процесс математического моделирования, когда решатель знает и понимает области применения математической модели и критерии её применимости и умеет адаптировать модель под конкретную ситуацию или задачу в целях обеспечения её адекватности.
6. Рассматриваемая задача является задачей на проведение физического эксперимента и, что является более важным, идея задачи и поиск способа ее решения могут быть использованы при организации проектной деятельности обучающихся на различных ступенях обучения.
7. Междисциплинарная интеграция проявляется во взаимопроникновении содержания разных учебных дисциплин («Физика», «Математика», «Экономика»). В процессе решения задачи улучшается запоминание математических формул, основных математических принципов и способов решения.

Согласно мнению В.А. Далингера [18, с. 121] и М.Н. Берулавы [19], интеграция может осуществляться на трёх уровнях: уровень целостности, уровень дидактического синтеза и уровень межпредметных связей. Межпредметные связи реализуются на уровне знаний и на уровне видов деятельности. Решение рассмотренной задачи является иллюстрацией проявления интеграции на всех трёх уровнях.

Таким образом, в междисциплинарной интеграции находят отражение процессы объединения различных учебных дисциплин высшей школы для решения различного рода проблем, в том числе проблемы формирования финансовой грамотности и устойчивого положительного финансового поведения.

Заключение

Междисциплинарная интеграция является неотъемлемой характеристикой современного образовательного пространства высшей школы, позволяющей решать многоаспектные задачи. Она может рассматриваться как средство повышения уровня финансовой грамотности и формирования позитивного финансового поведения.

В непрерывном процессе формирования финансовой грамотности огромную роль играет моделирование принятия реальных экономических решений – решение практико-ориентированных задач. С помощью практико-ориентированных задач, построенных на основе междисциплинарной интеграции, могут создаваться учебные ситуации, а с помощью дополнительных заданий к ним проводится имитация принятия решений. Таким образом, у обучающихся после решения такого рода задач должны формироваться устойчивые связи изученных моделей с жизненными ситуациями. Сформированные связи в дальнейшем могут являться отправной точкой для осознанного экономического выбора при возникновении реальных финансовых задач.

Практико-ориентированная задача, представленная в данной работе, иллюстрирует то, что решение физических задач, связанных с определенного рода экономическими ситуациями, является необходимым условием для личного финансового благополучия. Данное исследование может быть продолжено в направлении поиска новых средств, применение которых наиболее целесообразно для формирования финансовой грамотности в процессе изучения различных общеобразовательных и профессиональных дисциплин высшей школы путём реализации междисциплинарной интеграции.

About the authors

Julia Sergeevna Tokareva

Transbaikal State University

Author for correspondence.
Email: jtokareva2@mail.ru

candidate of physical and mathematical sciences, dean of Natural Sciences, Mathematics and Technology Faculty

Russian Federation, Chita

Natalya Vasilievna Kononenko

Transbaikal State University

Email: kononenko.52@list.ru

candidate of pedagogical sciences, associate professor of Mathematics and Informatics Department

Russian Federation, Chita

Nikolay Yurievich Zarechnov

Chita Division of the Siberian Main Branch of the Central Bank of Russian Federation

Email: zarechnov3@yandex.ru

chief software engineer

Russian Federation, Chita

Galina Dmitrievna Tonkikh

Transbaikal State University

Email: tonkih_g@mail.ru

candidate of pedagogical sciences, associate professor of Mathematics and Informatics Department

Russian Federation, Chita

References

Supplementary files