Методика формирования математической компетентности студента инженерного вуза: цели и перспективы
Болдовская Т. Е., Полякова Т. А., Рождественская Е. А. Методика формирования математической компетентности студента инженерного вуза: цели и перспективы // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2016. – № 3 (март). – С. 76–80. – URL: http://e-koncept.ru/2016/16054.htm.
Аннотация. В современных условиях развития науки и техники инженерное образование играет ключевую роль. В связи с этим необходимо реализовать технологический прорыв в области фундаментальных проблем инженерных наук, который, в свою очередь, может быть обеспечен: подготовкой квалифицированных специалистов в области инженерных наук, способных к профессиональному росту в условиях развития новых наукоемких технологий и информатизации производства; разработкой новых технологий обучения фундаментальным базовым знаниям с учетом инновационных подходов. Целью исследования, описываемого и реализуемого авторами статьи, является разработка новых принципов и методик подготовки квалифицированных инженерных кадров с углубленным пониманием математики и ее прикладных возможностей в инженерных науках: архитектуре, строительстве и технике.
Проект «КЕМ БЫТЬ?» от 03.03.2022 на тему «Профессии будущего. Инженерные специальности»
Согласно Национальной доктрине образования в Российской Федерации до 2025 г. [1], Концепции модернизации образования до 2020 г. [2], Доктрине высшего инженерного российского образования [3], инженерное образование является приоритетным направлением развития науки и техники в России. В связи с этим требуется реализовать технологический прорыв в области фундаментальных проблем инженерных наук, который может быть обеспечен подготовкой квалифицированных специалистов в области инженерных наук, способных к профессиональному росту, а также разработкой новых технологий обучения фундаментальным базовым знаниям с учетом инновационных подходов.
Однако проблема математической подготовки современного инженера заключается в недостаточной разработанности методики преподавания математики, прежде всего – в использовании форм внеаудиторной работы со студентами, а также эффективного обучения в процессе учебных занятий, поскольку в рамках уменьшающихся аудиторных зачетных единиц на дисциплину «Математика» достичь необходимого глубокого понимания математики и ее прикладного потенциала в инженерных специальностях не представляется возможным. В связи с этим возникает необходимость в разработке новых и адаптации существующих подходов к обучению математике студентов технических специальностей.
В настоящее время основной акцент в подготовке специалистов делается на высококвалифицированность, профессиональную компетентность, готовность создавать и осваивать наукоемкие технологии, осуществлять трансфер технологий. Для этого требуется глубокое понимание математики, развитые математические способности, компетентность в решении возникающих в деятельности реальных прикладных задач средствами математики.
Без базовой математической подготовки современный выпускник технического вуза не всегда способен решать и анализировать возникающие научно-технические и профессиональные задачи в своей трудовой деятельности. Элементарные ошибки в расчетах, неумение анализировать и корректно интерпретировать результаты инженерных расчетов, полученных с использованием пакетов прикладных математических программ, могут привести к техногенным катастрофам.
Направления инженерии в University of Sussex — Инженерные специальности Сассекского университета
Исследованиям модели современного инженера, методикам формирования его компетенций посвящено много работ, тем не менее, эта тема остается актуальной для современного инженерного образования, поскольку единого подхода к решению данной проблемы нет. Особенно эта проблема актуальна в части математической подготовки инженера: какая математика нужна инженеру, какими математическими компетенциями он должен обладать, какими методами их формировать и как оценивать уровень их развития; будет ли готов выпускник к решению реальных инженерных задач средствами математики и какого характера должны быть эти задачи для разных специальностей? В последнее время большее внимание уделяется приоритетным областям науки и техники по сравнению с классическими отраслями инженерного образования (архитектура, строительство, техника).
Проблемы методики преподавания математики в инженерном вузе изучены методистами в различных аспектах: математический аппарат инженера; математические и креативные способности инженера; использование в обучении прикладных задач, методов математического моделирования; формирование профессиональной компетентности инженера. Требования, предъявляемые к современному инженеру, еще более высокие, его задачи и компетенции расширяются: это как минимум владение компьютерными математическими технологиями, изменение класса и уровня сложности решаемых инженерных проблем.
Изучению проблемы формирования математической компетентности в инженерном вузе посвящен ряд последних исследований [4–7], интерес к данной тематике возрастает. Тем не менее проблема создания компетентностной модели современного инженера и формирования его математических компетенций остается не раскрытой всесторонне.
М. М. Зиновкина [8] предлагает использовать в обучении авторскую модификацию методики теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), ее эффективность и реализуемость в процессе подготовки студентов инженерных специальностей не вызывает сомнений. Проблема качества математической подготовки инженера новой формации остается актуальной как для преподавателей математики и технических вузов в России, работающих в условиях сокращения учебных аудиторных часов на математику и снижения уровня подготовки приходящих в технический вуз выпускников, так и работодателей.
Мониторинг, проведенный М. И. Гаркушей и Г. И. Сечкиным [9], показывает, что востребованность инженеров на региональных рынках труда остается достаточно высокой. Проблема совершенствования методики обучения математике также актуальна для технических вузов, желающих соответствовать уровню современных производственных технологий мирового уровня.
Исходя из вышеизложенного, целью исследования является разработка новых принципов подготовки квалифицированных инженерных кадров с углубленным пониманием математики и ее прикладных возможностей в инженерных науках: архитектуре, строительстве и технике.
Для достижения цели исследования необходимо решить следующие задачи:
1) модифицировать методику обучения математике студентов инженерных специальностей с учетом уровня математической компетентности студентов в рамках исследовательской деятельности;
2) разработать алгоритм обучения студентов архитектурных, строительных и технических специальностей, связывающий фундаментальные знания в области математики с практическими умениями в решении профессиональных задач.
Поставленные задачи будут решены следующим образом:
1) предложена авторская методика решения прикладных задач, ориентированных на потребности инновационных математических знаний в области архитектуры, строительства и техники. Примером такого типа задачи является задача расчета рациональных рабочих органов дорожных машин методами вариационного исчисления;
2) адаптированы новые методы, формы обучения и новые технологии проведения занятий по курсу «Математика», активизирующие исследовательскую деятельность студентов. Предлагается разработать материалы для математического лектория, задачи для реализации проектной деятельности с применением метода математического моделирования и другие;
3) разработана система задач и упражнений прикладного характера, позволяющая продемонстрировать студентам инженерных специальностей возможности математического аппарата в решении профессиональных задач.
Примеры такого рода задач представлены, например, в работах Л. Н. Романовой и Е. А. Байды (задача о минимизации затрат на качество) [10], Е. Ю. Руппель (приложение рядов для расчета рекуперации кинетической энергии при использовании пневмогидроаккумулятора) [11], Т. Е. Болдовской (задача о рациональной форме поперечного профиля неповоротного отвала бульдозера) [12]. В учебном пособии Т. А. Поляковой приводятся технические задачи, решаемые с помощью дифференциального и интегрального исчисления [13].
В работе [14] приведен обзор математических задач, которые можно решить с помощью интернет-сервисов. Источником реальных задач могут стать задачи из современных диссертационных исследований в области инженерии, упрощенные и переработанные с целью использования в процессе обучения математике.
Особого внимания заслуживает модификация самой методики преподавания, направленной на развитие общекультурных и профессиональных компетенций. И. В. Бабичева, А. С. Лавров, Т. Е. Болдовская рассматривают примеры эффективной организации научно-исследовательской деятельности студентов [15].
С. В. Матвеева подчеркивает необходимость эффективного использования электронной обучающей среды для организации самостоятельно обучения студентов [16]. Т. А. Полякова и Т. А. Ширшова рассматривают организацию лабораторных работ как средство по развитию и формированию математической компетентности инженера [17].
Научная новизна исследования состоит в модификации и адаптации форм и методов обучения математике в специализированном техническом вузе, ориентированных на повышение привлекательности инженерного образования, с учетом уровня математической компетентности студента, сочетающих фундаментальность математической подготовки с прикладной направленностью в решении профессиональных задач для студентов архитектурных, строительных и технических специальностей; в разработке комплекса мероприятий для создания индивидуальной образовательной траектории студентов архитектурных, строительных и технических специальностей с высоким потенциалом к исследовательской работе с применением математики для решения проблем инженерии (создание и проведение математического лектория, проведение вебинаров, мастер-классов, использование метода проектов – индивидуальных и групповых, индивидуальное научное консультирование).
В ходе исследования будут использованы различные методы, методики и инструментарий. Будет применяться метод проектов для научно-исследовательской работы студентов в области архитектуры, строительства и техники; использоваться интернет-ресурсы и пакеты прикладных математических программ, а также специально сконструированная с учетом специальности разноуровневая система математических прикладных и профессионально ориентированных задач, позволяющая диагностировать и развивать математическую компетентность студентов.
Особое внимание будет уделено использованию элементов методики развития творческого инженерного потенциала и креативности и методов теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) Г. С. Альтшуллера [18], теории непрерывного креативного образования и приемов М. М. Зиновкиной, В. В. Утёмова [8], адаптированных В. В. Утёмовым [19] приемов ТРИЗ применительно к математике, а также адаптированных П. М. Горевым и Е. В. Козловой приемов и методов работы над проектами при изучении математики [20]. Отдельное внимание будет уделено использованию и адаптации метода проектов в преподавании высшей математики, созданию математического лектория по различным проблемам науки и техники с учетом специфики специальностей инженерного вуза.
Ожидаемые результаты авторского исследования:
1) Разработка принципов, модификация методов преподавания математики в специализированном техническом вузе, ориентированных на повышение привлекательности инженерного образования и уровня математической компетентности выпускника, сочетающие фундаментальность математической подготовки с прикладной направленностью в решении профессиональных задач для студентов архитектурных, строительных и технических специальностей.
2) Результаты сравнительного анализа эффективности методики и уровня развития математической и профессиональной компетентности студентов на фокус‑группах, обучаемых по традиционной системе, а также с применением разработанной инновационной методики (на примере студентов СибАДИ).
3) Издание сборника прикладных и профессионально ориентированных задач по курсу «Математика» для архитектурных, строительных и технических специальностей.
Научная значимость ожидаемых результатов исследования определяется тем, что благодаря разработанной методике обучения математике в техническом вузе решается проблема подготовки квалифицированных инженерных кадров с углубленным пониманием математики и ее прикладных возможностей в инженерных науках: архитектуре, строительстве и технике.
Таким образом, основным результатом проводимого исследования будет усовершенствование методики обучения математике компетентного специалиста, способного решать возникающие задачи из реальных областей инженерной деятельности с применением математического аппарата и возможностей прикладных математических пакетов. Формы и темы математического лектория, методы проектной деятельности, сборник задач, содержащий систему прикладных задач, могут быть использованы преподавателями технических вузов в работе со студентами с высоким научным потенциалом к математической и инженерной деятельности.
1. Национальная доктрина образования в Российской Федерации до 2025 года // Интернет-портал «Российская газета». – URL: http://www.rg.ru/2000/10/11/doktrina-dok.html.
4. Арюкова О. А. Подготовка при обучении физике в вузе будущих инженеров к применению математического моделирования в профессиональной деятельности: автореф. дис. . канд. пед. наук. – М., 2012. – 26 с.
5. Загитова Л. Р. Математическая подготовка будущих инженеров в вузах нефтяного профиля на основе компетентностного подхода: дис. … канд. пед. наук. – Казань, 2014. – 239 с.
6. Миншин М. М. Формирование профессионально-прикладной математической компетентности будущих инженеров: на примере подготовки инженеров по программному обеспечению вычисли-тельной техники и автоматизированных систем: дис. . канд. пед. наук. – Тольятти, 2011. – 286 с.
7. Замятина О. М., Денчук Д. С., Богрова К. В. Формирование компетенций в области инженерного изобретательства // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2015. – Т. 15. – С. 21–25. – URL: http://e-koncept.ru/2015/95146.htm.
8. Зиновкина М. М., Утёмов В. В. Структура креативного урока по развитию творческой личности учащихся в педагогической системе НФТМ-ТРИЗ // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2013. – Т. 3. – С. 266–270.
9. Гаркуша М. Ю., Сечкин Г. И. Исследование проблемы потребности Омского региона в инженерных кадрах // Прикладная математика и фундаментальная информатика. – 2015. – № 2. – С. 215–219.
10. Романова Л. Н., Байда Е. А. Модель оптимизации затрат на качество // Архитектура, строительство, транспорт: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (к 85-летию ФГБОУ ВПО «СибАДИ»). – Омск, 2015. – С. 1578–1583.
11. Руппель Е. Ю. Приложение рядов для расчета рекуперации кинетической энергии при использовании пневмогидроаккумулятора // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. – 2015. – № 5. – С. 129–135.
12. Болдовская Т. Е. Обоснование рациональной формы поперечного профиля неповоротного отвала бульдозера: дис. . канд. техн. наук. – Омск, 2006. – 148 с.
13. Полякова Т. А. и др. Интегральное и дифференциальное исчисления в приложении к технике: монография / под ред. Ю. П. Макушева. – Павлодар: Кереку, 2013. – 330 с.
14. Рождественская Е. А., Болдовская Т. Е. Реализация прикладной направленности обучения высшей математике посредством рассмотрения алгоритмов решения задач в интернет-сервисах // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2015. – Т. 13. – С. 366–370.
15. Бабичева И. В., Лавров А. С., Болдовская Т. Е. Практические примеры организации многоуровневой НИРС на кафедре математики в техническом вузе // Омский научный вестник. – 2015. – № 4(141). – С. 160–162.
16. Матвеева С. В. Повышение качества организации самостоятельной работы студентов по математике // Архитектура, строительство, транспорт: Междунар. науч.-практ. конф. (к 85-летию ФГБОУ ВПО «СибАДИ»). – Омск, 2015. – С. 1845–1849.
17. Полякова Т. А., Ширшова Т. А. Лабораторные работы как средство мотивации и активизации учебной деятельности учащихся // Омский научный вестник. – 2015. – № 4 (141). – С. 188–190.
18. Альтшуллер Г. С. Найти идею. Введение в ТРИЗ – теорию решения изобретательских задач. – М.: Альпина Паблишер, 2015. – 402 с.
19. Утёмов В. В. Адаптированные методы научного творчества в обучении математике // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2012. – № 7. – С. 112–119.
20. Горев П. М., Козлова Е. В. Содержание и структура курса «Основы проектной деятельности и научного творчества» для учащихся старших классов средней школы // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2015. – № 2. – С. 76–80.
ИсточникПодготовка студентов инженерной специальности
Современное высокотехничное производство и рыночные отношения выдвигают исключительно высокие требования к качеству подготовки специалиста-инженера и его конкурентоспособности, которые определяются не только тем как сформировались профессиональные знания, умения и навыки, а и уровнем его здоровья, трудоспособности и надежности. Учитывая эти условия, при подготовке студента, будущего инженера-химика необходимо формировать навыки профессиональной физической культуры, которая могла бы обеспечить компенсацию отрицательных факторов профессиональной деятельности, улучшить здоровье и трудоспособность, повысить адаптационные резервы систем организма инженера, и тем самым увеличить производительность его профессиональной деятельности.
Профессиональную физическую культуру инженера можно определить как целостное образование, включающее систему профессиональных мотивов достижения совершенства и долголетия в инженерной деятельности, без снижения работоспособности и готовностью к развитию путем выполнения физических упражнений, направленных на компенсацию отрицательных факторов профессиональной деятельности, улучшения здоровья и трудоспособности, повышения адаптационных резервов организма инженера [2].
За последние десятилетия, благодаря высоким темпам научно-технического прогресса и компьютеризации, полностью изменило характер и условия работы на производстве. Большинство инженерных профессий механизировано, возрос процент умственной, малоподвижной работы.
Созданные «комфортные» условия работы приводят к «мышечному голоду», а это ведет к уменьшению энергетического потенциала, снижению трудоспособности и стойкости к заболеваниям. При этом повышается эмоциональное и нервное напряжение, увеличивается нагрузка на органы зрения. Все это нуждается в учете и корректировании системы физического воспитания студентов в направлении формирования у будущих специалистов «умственных, малоподвижных профессий» ценностного отношения к физическому воспитанию, мотивации к самостоятельным занятиям физическими упражнениями с компенсаторной, профилактической и оздоровительной направленностью.
Каждая профессия имеет свою двигательную специфику, отличающуюся условиями труда, психофизиологическими характеристиками и предъявляющая различные требования к уровню развития физических качеств, психофизиологических функций и психических свойств личности. Современный специалист должен обладать самыми разнообразными умениями и навыками.
Профессионально важные качества инженера-химика: выносливость, быстрота, ловкость, эмоциональная устойчивость [1]. Выносливость необходима для обеспечения высокого уровня функционирования сердечно-сосудистой системы, механизмов внешнего и внутреннего дыхания. Быстрота — для точности движений, двигательной реакции, ловкости рук, пальцев, равновесия.
Эмоциональная устойчивость необходима для переключения, концентрации внимания, оперативного мышления, решительности, смелости, стойкости. Студентам-химикам необходимо включать в физическую подготовку такие занятия, которые способствуют развитию адаптации к недостатку кислорода, повышают резервные возможности организма, формируют и совершенствуют навыки в лазании, работе на высоте, передвижении по ограниченной опоре, в задержке дыхания.
Элемент состязания, сопряженный с повышенными физическими нагрузками, позволяет использовать спорт для воспитания и совершенствования, наиболее важных в современном производстве психических качеств и свойств личности (воля, самодисциплина, уверенность в себе, коллективизм и т.д.). С помощью средств физической культуры можно развивать механизмы неспецифической адаптации и подготовиться к работе с неблагоприятным метеорологическими условиями (жаркий или холодный климат, быстрая смена температур), к работе с повышенной загазованностью, радиацией, вибрацией, шумом.
Активное воспитание профессиональной физической культуры непременно приведет к положительным результатам. Здоровые, хорошо подготовленные специалисты необходимы нашей стране. Поэтому роль физической культуры и спорта в подготовке специалистов очень велика, и заслуживает большего внимания.
1. Слепова Л.Н. Личностно-центрированная модель образования в физическом воспитании/ Л.Н. Слепова, Л.Б. Дижонова, Т.Н.
Хаирова, С.П. Липовцев // Известия ВолгГТУ. — Волгоград, 2009. — №10. — С. 155-157.
2. Егорычева Е.В. Развитие социально значимых свойств у студентов вузов с помощью физической культуры / Т.Н. Хаирова, Л.Б. Мусина, С.В.
Мусина // Известия ВолгГТУ. — Волгоград, 2007. — №7. — С. 105-107.
ИсточникПодготовка студентов инженерных специальностей к исследовательской деятельности Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»
Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Толстенёва А.А., Терехина О.С.
Похожие темы научных работ по наукам об образовании , автор научной работы — Толстенёва А.А., Терехина О.С.
Особенности подготовки студентов национальных исследовательских университетов к инновационной инженерной деятельности
Применение современных информационных коммуникационных технологий при формировании инженерного мышления в процессе обучения физике
Лабораторный практикум по математике как средство формирования исследовательской компетентности студента технического вуза
Текст научной работы на тему «Подготовка студентов инженерных специальностей к исследовательской деятельности»
список источников и ЛИТЕРАТУРЫ
1. Концепция модернизации Российского образования на период до 2010 г. // Народное образование. — 2002. — № 4. — С.254-269.
2. Гурина Р. Астрономическая безграмотность и глобальное сознание в контексте модернизации образования // Народное образование. -2007. -№ 2. — С.189-193.
3. Астрономия и культура. Проект резолюции. Программа // Тез. докл. Всерос. конф. — Нижний Новгород, 2009. — С. 2.
4. О примерных требованиях к программам дополнительного образования детей // Народное образование. — 2007. — № 3. — С. 267-269.
5. Зинченко В. П., Моргунов Е. Б. Человек развивающийся. Очерки российской психологии. -М.: Тривола, 1994.
6. Тылец Н. Н. «Резонансный» подход к построению обучения // Физика в школе. — 2007. — № 4. — С.13-21.
7. Левитан Е. П. «Детская и юношеская астрономия» : концептуальные подходы и опыт создания авторского комплекта научно-популярных и учебных книг // Школа будущего. — 2009. — № 5.
8. Масленникова Ю. В. Путешествие в мир астрономии: Пособие для учителей и учащихся. 6 кл. / Под науч. ред. И. В. Гребенева. Н. Новгород: Изд-во Нижегор. гос. ун-та, 2011. — 137 с.
9. Кабардин О. Ф. История физики и развитие представлений о мире. Элективный курс. 1011 класс: Учебное пособие. — М.: Астрель, 2005.
10. Гребенев И. В., Масленникова Ю. В. Система формирования естественнонаучного мировоззрения в условиях гуманитарного (гимназического) профильного образования // Педагогика. — 2010. — № 4. — С.64-69.
11. Кузнецов А. А. Разработка Федеральных государственных стандартов общего образования // Педагогика. — № 4. — 2009. — С. 3-10.
подготовка студентов инженерных
специальностей к исследовательской
TRAINING ENGINEERING STUDENTS FOR RESEARCH WORK
А. А. Толстенёва О. С. Терехина
Ключевые слова: исследовательские умения, инженерная и инновационная деятельность.
Глобальные социально-экономические изменения, происходящие в современном обществе, оказывают непосредственное влияние на систему образования и требуют новых подходов к ее совершенствованию, развитию и обновлению. В настоящий момент выдвигаются новые, более высокие требования к подготовке студентов инженерных специальностей. Будущие специалисты должны уметь планировать, организовывать и вести исследовательскую и инновационную деятельность. В связи с этим актуальными становятся проблемы исследо-
A. A. Tolsteneva, O. S. Terekhina
The article discusses the issue of developing engineering students’ research skills. On the basis of the specific character of engineering activity, the authors define the structure and content of future engineers’ research skills. They also suggest a model of engineering students’ research skills formation which is realized in academic, nonacademic and innovative research work.
Keywords: research skills, engineering and innovative work.
вания процесса формирования исследовательских умений у студентов инженерных специальностей.
Анализ психолого-педагогической литературы показал, что проблема формирования исследовательских умений студентов вузов разрабатывалась многими исследователями. Вопросы профессиональной деятельности инженеров исследовались в работах А. А. Вербицкого [1], Э. Ф. Зеера [2], В. С. Степина, В. Г. Горохова, М. А. Розова [3] и др. Проблемы формирования исследовательских умений у студентов отражены в работах С. И. Архангельского [4], И. Я.
Рис. Модель формирования исследовательских умений студентов инженерных специальностей вузов
Конфедератова [5], П. Ю. Романова [6], А. В. Усовой [7], В. П. Ушачева [8] и др. Однако вопросы формирования исследовательских умений студентов инженерных специальностей рассмотрены недостаточно полно. Нами предложены новые подходы к формированию исследовательских умений, учитывающие специфику инженерной деятельности.
Мы определяем инженерную деятельность как деятельность, обеспечивающую взаимодействие человека с техническими средствами в производственной и управленческой деятельности. Инновационная деятельность является составной частью инженерной; это деятельность, направленная на использование и коммерциализацию результатов научных исследований для расширения номенклатуры и улучшения качества выпускаемой продукции, совершенствования технологии изготовления с последующим внедрением и эффективной реализацией. Техническая и технологическая инновационная деятельность реализуется через проектирование, основывающееся на проведении научных исследований.
В исследовании сформулированы принципы формирования исследовательских умений студентов инженерных специальностей.
Принцип инновационности утверждает, что формирование исследовательских умений студентов инженерных специальностей осуществляется в инновационной образовательной среде, создающей условия для осуществления научных исследований, получения результатов, представления их в форме проекта с последующим внедрением в производство в рамках учебной, внеучебной и инновационно-исследовательской деятельности.
Принцип системности предполагает, что формирование исследовательских умений студентов инженерных специальностей осуществляется как целостная система подготовки к научно-исследовательской деятельности в ходе учебной, внеучебной и инновационно-исследовательской деятельности с учетом совокупности внутренне связанных этапов научного познания и места инженерного исследования в структуре научного познания.
Принцип непрерывности предполагает, что формирование исследовательских умений студентов инженерных специальностей в вузе должно протекать непрерывно на протяжении периода обучения студентов в вузе в ходе реализации выделенных этапов.
— информационно-аналитические (умение собирать информацию; умение выделять проблемы и противоречия; умение обсуждать явления и процессы в ходе предпроект-ного обследования; умение выделять информацию из технической теории; умение определять состояние техники);
— модельно-проектировочные (умение формулировать цели и задачи исследования с учетом существующих инженерных решений, материальных условий, средств и потребностей производства; умение строить модели исследуемого объекта инженерной деятельности (математические, графические, статические, реальные и т. п.); умение анализировать
модели с целью предсказания поведения исследуемого объекта в различных условиях; умение создавать проект (прообраз объекта исследования) в форме проектной, конструкторской и другой технической документации);
— экспериментально-измерительные (умение составлять программу эксперимента (определять число, условия и порядок реализации опытов); умение выбирать методы и средства для проведения экспериментальной работы; умение формулировать и проверять статистические гипотезы; умение снимать показания с приборов; умение применять методы математической статистики для анализа полученных данных; умение устанавливать причинно-следственные связи);
— оценочно-рефлексивные умения (умение оценивать качество продуктов исследовательской деятельности с экономических, социальных, экологических и технологических позиций; умение осознавать роль и место инженерного исследования в структуре научно-исследовательской деятельности).
Непрерывный характер подготовки выражается в последовательном формировании научно-исследовательских умений будущего инженера на соответствующих этапах процесса подготовки.
I. Мотивационно-целевой этап обеспечивает развитие мотивации и потребности к научно-исследовательской деятельности у будущего инженера, развитие потребностей к научно-исследовательской деятельности.
II. Учебно-исследовательский этап обеспечивает формирование информационно-аналитических, модель-но-проектировочных, экспериментально-измерительных и рефлексивно-оценочных умений в условиях учебной деятельности в стандартных учебных ситуациях и при изучении спецкурса «Организация научного и инженерного эксперимента», находящегося в содержательной межпредметной связи с дисциплинами общепрофессионального и профессионального циклов.
Ключевым элементом второго учебно-исследовательского этапа является спецкурс «Организация научного и инженерного эксперимента», изучавшийся в содер-
жательной взаимосвязи с дисциплинами общепрофессионального и профессионального циклов. Структура курса представлена следующими блоками: структура и логика научного исследования ^ специфика инженерного исследования ^ инженерный эксперимент как предмет исследования ^ методы планирования и организации инженерного эксперимента ^ методы обработки и анализа результатов экспериментальных исследований ^ выполнение индивидуальных исследовательских заданий.
В ходе изучения курса студенты знакомятся с общими принципами, подходами и методами проведения научного исследования, знакомятся со спецификой проведения инженерного исследования. При общих подходах к проведению научного эксперимента специфика инженерного эксперимента находит свое отражение преимущественно в ходе планирования, проведения и анализа результатов экспериментальной части исследования, что и позволило сместить акценты в названии курса на экспериментальную составляющую научного исследования. Выполняя индивидуальные исследовательские задания, студенты проходят все этапы исследования:
— выбор и обоснование темы исследования;
— постановка цели, задачи исследования, выбор предмета и объекта исследования;
— планирование и организация эксперимента (определение количества опытов, выбор факторов, влияющих на результат эксперимента, выбор условий и порядок реализации опытов, определение плана эксперимента (полный или дробный факторный эксперимент), выбор методов исследования);
— анализ результатов измерений (выбор критериев для оценки опытных данных);
— составление математической модели;
— анализ модели и ее интерпретация;
— подтверждение или опровержение гипотезы;
— формулирование выводов и оформление текста.
III. Профессионально-исследовательский этап реализует применение сформированных исследовательских умений в условиях профессиональной, инновационно-исследовательской деятельности. Деятельность реализуется через выполнение студентами индивидуальных исследовательских заданий, участие студентов в научно-исследовательских, научно-производственных, инновационных проектах. Перед студентами ставятся задачи по разра-
ботке рекомендаций по совершенствованию технологического процесса с целью понижения себестоимости продукции, повышению производительности, улучшению условий труда и внедрению рекомендаций в производство.
IV. Оценочно-рефлексивный этап обеспечивает объективную оценку уровня сформированности исследовательских умений со стороны преподавателя и осознание процесса формирования исследовательских умений со стороны студентов инженерных специальностей.
Разработанная модель внедрена в учебный процесс Волжского государственного инженерно-педагогического университета. Анализ результатов эксперимента показал статистически значимое увеличение числа студентов, достигших высокого уровня сформированности исследовательских умений в экспериментальной группе по сравнению с контрольной, что стало возможным за счет внедрения авторской модели и реализации педагогических условий формирования исследовательских умений студентов инженерных специальностей вузов.
список источников и литературы
1. Вербицкий А. А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. — М.: Высшая школа, 1991. — 207 с.
2. 3еер Э. Ф. Психология профессионального образования // Учеб. пособие. — М.: Изд-во Моск. психол.-соц. ин-та; Воронеж: НПО «МодЭк», 2003. — 480 с.
3. Степин В. С., Горохов В. Г., Розов М. А. Философия науки и техники. — М., 1995. — 245 с.
4. Архангельский С. И. Учебный процесс в высшей школе. — М.: Высшая школа, 1980. — 368 с.
5. Конфедератов И. Я. Методы совершенствования учебного процесса в высшей технической школе. — М.: Высшая школа, 1976. — 111 с.
6. Романов Н. Ю. Формирование исследовательских умений обучающихся в системе непрерывного педагогического образования: Автореф. дис. . д-ра пед. наук. — Магнитогорск, 2003. — 36 с.
7. Усова А. В. Эволюция теории формирования научных понятий // Педагогика. — 1998. — № 8. -С. 30-34.
8. Ушачев В. П. Творчество в системе образования: Моногр. — М.: МПГУ, 1995. — 219 с.
Источник