Содержание математической подготовки бакалавров по направлению «Химическая технология»

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ И НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

УДК 378

Л. Н. Журбенко, С. Н. Нуриева

СОДЕРЖАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРОВ

ПО НАПРАВЛЕНИЮ «ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»

Ключевые слова: математическая подготовка, профессионально-прикладная математическая компетентность, бакалавры

по направлению «Химическая технология».

Рассматривается проектирование содержания математической как системы модулей для обеспечения сформированности профессионально-прикладной математической компетентности.

Keywords: mathematical training, applied mathematical competence, bachelor's degree in "Chemical technology".

The design ofmathematical content as a modular system forformation the applied mathematical competence is considered.

Стандарты третьего поколения подготовки бакалавра по направлению «Химическая технология» содержат универсальные (социально-личностные и общекультурные, общенаучные, инструментальные) компетенции и профессиональные компетенции, обеспечивающие производственно-технологическую, организационно-управленческую, научно-исследова-

тельскую, проектную деятельности. Результатами обучения являются освоенные знания, умения и компетенции. В условиях инновационной перестройки системы образования актуальной является проблема качества математической подготовки как важной составляющей профессиональной подготовки в технологическом университете. В качестве компетенций, относящихся к усвоению дисциплины «Математика», предлагаются общенаучные компетенции (умение использовать на практике базовые знания и методы математики, способность приобретать новые знания в области математики) и инструментальные компетенции (способность применять знания на практике, в том числе составлять математические модели типовых профессиональных задач, находить способы их решений и интерпретировать профессиональный смысл полученного математического результата; готовность применять аналитические и численные методы решения поставленных задач (с использованием готовых программных средств).

Диагностичная постановка целей в условиях компетентностного подхода возможна при условии выделения в компетенциях общей измеряемой категории, характеризующей развитие способностей студента по решению профессиональных проблем. Нуриевым

Н.К.[1] отмечено, что любые проблемы инженер решает через проектно-конструктивную деятельность, используя знания и проектно-коструктивные способности (ПК): формализационные, коструктивные, исполнительские. Одновременно, развитие ПК способностей необходимо для применения метода математического моделирования при решении профессиональных задач и для реализации способности приобретать новые знания в области математики, связанные с областью профессиональной деятельности. Формирование профессионально-прикладной математической компетентно-

сти (ППМК) бакалавра как качества овладения компетенциями характеризуется уровнем овладения математическими методами и уровнем развития ПК-способностей, достаточных для применения математического моделирования при решении инженерных проблем, возникающих в профессиональной деятельности бакалавра как младшего инженера, а также при продолжении обучения на ступени магистра как инженера - исследователя [2] Математические методы включают частные математические методы (методы алгебры, координат, дифференцирования и интегрирования, оптимизации, дискретной математики, теории вероятностей и математической статистики), общий прикладной метод математического моделирования, общие теоретические методы исследования (аксиоматический, алгоритмический и др.).

В соответствии со стандартами третьего поколения по направлению «Химическая технология» студент, изучивший дисциплину «Математика» базовой части стандарта,

- должен знать: основные понятия и методы математического анализа, линейной алгебры, дискретной математики, теории дифференциальных уравнений и элементов теории уравнений математической физики, теории вероятностей и математической статистики, математических методов решения профессиональных задач;

- должен уметь: проводить анализ функций, решать основные задачи теории вероятностей и математической статистики, решать уравнения и системы дифференциальных уравнений применительно к реальным процессам, применять математические методы при решении типовых профессиональных задач;

- должен владеть: методами построения математических моделей типовых профессиональных задач и содержательной интерпретации полученных результатов.

Сравнивая со стандартами второго поколения, можно сделать вывод, что знания и умения по математике совпадают, но добавлен пункт владения методами построения математических моделей типо-

вых профессиональных задач. Однако согласно проектам учебных планов количество часов на ее изучение уменьшается с 16 до 12 зачетных единиц, и делится на три семестра вместо четырех.

Содержание математической подготовки формируется на основе ФГОС ВПО, примерных программ дисциплины «Математика» для подготовки бакалавров с учетом межпредметных связей, интересов отдельных профилей, анализа профессиональной деятельности специалистов и структурируется в виде 13 модулей (М1):

М1. Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии;

М2. Введение в математический анализ;

М3. Дифференциальное исчисление функций одной переменной;

М4. Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных;

М5. Комплексные числа. Функции комплексного переменного;

М6. Интегральное исчисление функций одной переменной;

М7. Обыкновенные дифференциальные уравнения;

М8. Интегрирование функций нескольких переменных; М9. Векторный анализ;

М10. Числовые и функциональные ряды;

М11. Уравнения математической физики;

М12. Элементы теории вероятностей и математической статистики;

М13. Дискретная математика.

Отметим наиболее важные потребности дисциплин естественнонаучного и профессионального циклов в модулях М1: информатика (модели решения статистических и вычислительных задач) - М1,М6,М7, М11,М12,М13; физика (кинематика и динамика; уравнения, теория поля...) - М1 - М12 ; физическая химия (химическая термодинамика, химическая кинематика) -М3,М4,М7,М11; прикладная механика (условия равновесия твердого тела, дифференциальные уравнения движения материальной точки и твердого тела, моменты инерции, количества движения, закон Гука, расчет напряжений при деформациях) - М3,М6,М7,М1; электротехника (методы расчета электрических цепей электромагнитное поле.) - М5,М9,М7,М13; основные процессы и аппараты химических производств (теория математического моделирования процессов химической технологии; гидродинамические, массообменные процессы) - М4,М9,М7,М11; общая химическая технология (критерии оценки эффективности производства; основные математические модели процессов в химических реакторах) - М4,М9,М7,М11,М13; системы

управления химико-технологическими процессами (основы теории автоматического управления, статические и динамические характеристики объектов и звеньев управления, передаточные функции, основы проектирования автоматических систем управления) -М4,М1,М7,М12,М13 . Преподаватели профессиональных кафедр в среднем как основные для дисциплин профессионального цикла отмечают модули

М3,М6,М7,М11, затем - М1,М2,М4,М9,М12.Чтобы изучить хотя бы на прежнем уровне содержание модулей М1 - М13, необходимо сформировать вариативный математический курс из отдельных учебных элементов этих же модулей, не пересекаясь с базовыми знаниями и умениями, например, курс «Многомерный анализ».

Необходимым условием достижения ППМК бакалавров является обеспечение соответствия между начальной математической подготовленностью, актуальным содержанием математической подготовки и отводимыми на его освоение зачетными единицами, выбором технологии подготовки при адекватной проверке полноты и целостности математических знаний, развития ПК- способностей. Вместе с тем входной контроль показывает, что 4050% первокурсников не владеют в нужном для обучения в технологическом университете объеме основными понятиями элементарной математики, такими как числа, выражения, уравнения, неравенства, не говоря уже о понятиях вектора, функции, производной. Не изменилась ситуация и с введением ЕГЭ. Так, по результатам входного контроля в 2005 году неудовлетворительную оценку имели 40%, отличную и хорошую - 33% первокурсников, в 2011 году

- 48% и 31% соответственно. Недостатками базового школьного математического образования являются, прежде всего, как отсутствие системности, устойчивости, завершенности имеющихся математических знаний, так и слабая развитость логического мышления. Объективными предпосылками этого следует считать недостаточный объем часов, отводимых на уроки математики, и, как следствие, поверхностное изучение ряда тем программы, исключение из школьной программы большинства доказательств, абсолютно недостаточное решение задач с содержанием. В последнее время натаскивание школьников на решение заданий ЕГЭ препятствует полноте и целостности их математических знаний. В результате полученная механическим запоминанием определенная сумма математических знаний к началу сентября нередко бывает основательно забыта, и в первом семестре удается изучить лишь модули М1

- М3. Второй семестр отводится на модули М4 - М8, а профессионально-значимые модули М9 - М13 вряд ли удастся освоить за третий семестр даже при наличии разработанных дидактических средств [2].

Литература

1. Нуриев, Н.К. Ключевые способности поддержки деятельности и формализованные условия потенциальной компетентности специалиста / Н.К.Нуриев, Л.Н. Журбенко, С.Д. Старыгина // Вестник Казан. технол. ун-та .2007. - № 5. - С. 199-205.

2. Журбенко, Л.Н. Учебник в национальном исследовательском университете / Л.Н.Журбенко, Г .А. Никонова, Н.В.Никонова, С.Н. Нуриева // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2010. - № 11. - С. 397-400.

© Л. Н. Журбенко - д-р пед. наук, проф. каф. высшей математики КНИТУ, artem501@list.ru; С. Н. Нуриева - канд. пед. наук, доц. той же кафедры.

235