Методическая система подготовки будущих инженеров в области сварочного производства к решению типовых профессиональных задач

УДК 378.147.53 ББК 74.5

МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ ИНЖЕНЕРОВ В ОБЛАСТИ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА К РЕШЕНИЮ ТИПОВЫХ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗАДАЧ

| А.Г. Валишева

Аннотация. Статья посвящена проблеме подготовки будущих инженеров в вузе к профессиональной деятельности. Предложено новое решение проблемы практико-ориентированной подготовки студентов к профессиональной деятельности в условиях инновационного производства через формирование обобщенных методов решения типовых профессиональных задач. Формирование таких методов должно происходить систематически в процессе изучения различных дисциплин учебного плана. Представлена модель методической системы формирования у студентов обобщенных методов решения типовых профессиональных задач инженера, включающая целевой, содержательный, процессуальный и диагностический компоненты. Реализация этой модели позволяет достичь цели - подготовить специалиста, способного самостоятельно решать профессиональные задачи инновационного производства с опорой на «присвоенные» обобщенные методы решения типовых профессиональных задач. Выделены этапы подготовки студентов к самостоятельному решению профессиональных задач, на которых студенты применяют обобщенные методы решения для разработки учебных и производственных проектов.

Ключевые слова: инженерное образование, типовые профессиональные задачи, учебный проект, производственный проект, методическая система.

METHODICAL SYSTEM OF TRAINING FUTURE ENGINEERS IN THE FIELD OF WIELDING PRODUCTION TO THE SOLUTION OF TYPICAL PROFESSIONAL TASKS

| A.G. Valisheva

Abstract. The article is devoted to the problem of training of future engineers in higher education institutions to professional activity. A new solution to the problem of the practice-oriented training of students to professional activity in

ВЕК

the conditions of innovative production through formation of the generalized methods of solution of typical professional tasks is offered. Formation of such methods has to happen systematically in the course of studying of various disciplines of the curriculum. The model of methodical system of formation at students of the generalized methods of the solution of typical professional tasks of the engineer, including target, substantial, procedural and diagnostic components is presented. The implementation of this model allows to achieve the objectives - to prepare the expert who is capable independently to solve professional problems of innovative production with a support of "appropriated" generalized methods of the solution of typical professional tasks. Stages of training of students to the independent solution of professional tasks on which students apply the generalized methods of the decision to development of educational and production projects are allocated.

Keywords: engineering education, the typical professional tasks, educational project training, industrial project, methodical system.

Инженерное образование в России на данный момент претерпевает ряд изменений, обусловленных потребностью общества и государства в высококвалифицированных специалистах. Рост конкурентоспособности российских производителей напрямую зависит от степени обеспечения производства высококвалифицированными кадрами, способными решать профессиональные задачи разной степени трудности, быть мобильными и уметь приспосабливаться к условиям быстро меняющегося производства, принимать активное участие в инновационной деятельности предприятия, саморазвиваться в интеллектуальном, культурном и нравственном плане, углублять и расширять имеющееся образование.

Основной целью высшего образования является подготовка высококвалифицированного специалиста, отвечающего всем требованиям общества. Современный инженер должен одновременно быть исследователем, новатором, менеджером и руководи-

телем. Чтобы получить специалиста, готового к такой комплексной деятельности, высшие учебные заведения должны решить ряд задач, заключающихся в обеспечении условий для подготовки инженеров нового уровня, совершенствовании содержания и технологий образования. Сложившаяся на протяжении XX столетия практика подготовки инженеров в вузе предполагала разделение высшего образования, академической науки и промышленности, что не способствовало обеспечению достойного качества инженерного образования.

Таким образом, сложилось противоречие между необходимостью подготовки выпускника, способного решать быстро меняющиеся задачи инновационного производства и невозможностью достичь этой цели на основе существующих методик обучения в вузе.

Некоторые университеты России видят решение этого противоречия путем перехода к проектному образованию, обучению в процессе работы над определенными проектами, что моти-

107

вирует студентов осознанно получать знания, необходимые для решения поставленных перед ним конкретных задач. Данный вид деятельности требует от студентов не только знания комплекса дисциплин, но и самостоятельности в поиске информации, ее анализе. Работая над проектом, студенты приобретают коммуникативные навыки, опыт взаимодействия в разных группах через исполнение новых социальных ролей, навыки практической деятельности. Стоит отметить, тематика проектов должна работать на реализацию задач экономического развития страны и отдельных ее регионов и способствовать решению реальных производственных проблем. Для этого необходимо, чтобы вуз взаимодействовал с производством.

Для внедрения проектного обучения в учебный процесс подготовки инженеров необходимо сначала научить студента деятельности по решению тех или иных задач, возникающих по мере работы над проектом. Сделать это можно путем формирования у студентов методов решения профессиональных 108 задач инженера в обобщенном виде. Овладев обобщенными методами решения профессиональных задач, студенты смогут применять его для решения различных задач, встречающихся как в условиях адекватных профессиональной деятельности инженера, так и непосредственно в условиях производства. Формирование таких методов должно происходить в процессе изучения ряда дисциплин, закладывающих у будущих специалистов основы инженерных знаний, умение проектировать, создавать и эксплуатировать объекты машиностроительной отрасли. В процессе изучения курса физики в университете у студентов формируются зна-

ния и умения, необходимые для изучения технических и профессиональных дисциплин, поэтому на младших курсах физика является средством профессиональной подготовки будущего инженера.

Согласно идее Н.Ф. Талызиной, при разработке программы конкретного учебного курса необходимо пересмотреть его целевые установки: цели обучения должны формулироваться в виде системы типовых профессиональных задач, решать которые предстоит обучающемуся. Это позволило выявить способ решения проблемы практической подготовки студентов к профессиональной деятельности при изучении конкретных учебных дисциплин. Для этого необходимо: 1) выявить систему типовых профессиональных задач инженера; 2) разработать обобщенные методы их решения; 3) разработать методическую систему формирования у студентов обобщенных методов решения типовых профессиональных задач инженера.

Анализ конечных продуктов деятельности инженера и «механизм» выделения типовых профессиональных задач специалиста [1] позволил выделить следующие типовые профессиональные задачи инженера в области сварочного производства: разработка технологии (метода) и создание объекта с заданными свойствами; устранение отклонений от нормы значений параметров состояний объекта; хранение или транспортировка объекта без изменения заданных свойств; нахождение или оценка значения величин, описывающих свойства объекта в определенном состоянии; управление технологическим процессом получения объекта с заданными свойствами; эксплуатация технического оборудо-

вания; проектирование объектов с заданными свойствами; моделирование технологических процессов. Для обучения студентов способам решения выделенных задач потребовалось выделить содержание обобщенных методов их решения. В работах [2; 3; 4] раскрыто содержание обобщенного метода решения задачи, связанной с разработкой технологии создания объекта с заданными свойствами, и описан пример его применения для решения конкретной задачи. Обобщенные методы решения задач, связанные с устранением отклонений от нормы значений параметров состояний объекта, хранением или транспортировка объекта без изменения заданных свойств и нахождение или оценка значения величин, описывающих свойства объекта в определенном состоянии приведены в работах [3; 5; 6].

Разработанная модель методической системы формирования у студентов обобщенных методов самостоятельного решения профессиональных задач представлена в виде схемы на рис. 1. Она состоит из следующих компонентов: целевого, содержательного, процессуального и диагностического компонентов.

Целевой компонент модели включает в себя цель: подготовить студен -та, способного самостоятельно решать профессиональные задачи инновационного производства.

Для достижения цели необходимо научить студентов решать типовые профессиональные задачи путем специального формирования обобщенных методов решения типовых профессиональных задач, через многократное выполнение действий методов. Необходимо, чтобы обобщенные методы стали предметом специально-

го усвоения студентами. Таким образом, содержательный компонент методической системы включает знания, которые студент должен усвоить в процессе изучения дисциплин учебного плана, умения ставить и решать типовые профессиональные задачи.

Введение новых государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) привело к необходимости создания новых образовательных и учебных программ, результатами освоения которых является сформированность у выпускников компетенций, востребованных на рынке труда. С внедрением ФГОСов вузы получили возможность создавать конкурентоспособные образовательные программы, направленные на удовлетворение потребностей рынка труда в высококвалифицированных специалистах. При проектировании таких программ вузы могут самостоятельно определять перечень, объем, содержание и последовательность изучения дисциплин, формирующих определенный набор компетенций специалиста. Для овладения студентами обобщенных методов решения типовых профессиональных задач мы предлагаем ввести в учебный процесс дисциплину «Введение в инженерную деятельность», которая призвана показать значимость знаний и умений, формируемых при изучении различных дисциплин (математика, информатика, химия, физика, теоретическая механика и т.д.). Изучение такого курса целесообразно осуществлять в течение первых четырех семестров, так как в это время студенты изучают дисциплины математического и естественнонаучного цикла, с опорой на знания которых возможно конкретизировать обобщенные методы реше-

Целевой компонент

Цель - студент, способный самостоятельно решать профессиональные задачи инновационного производства

Структура занятий

Система занятий по формированию обобщенных методов решения типовых профессиональных задач

Применение обобщенных методов решения типовых профессиональных задач для реализации учебных и производственных проектов

Содержательный компонент

Перечень типовых профессиональных задач (ТПЗ) Обобщенные методы их решения Опорные задания для выполнения каждого действия метода

Типы проектов различной сложности формулировки тем различных проектов

Процессуальный компонент

т

Методика формирования методов решения профессиональных задач в обобщенном виде

1

Методика организации деятельности студентов по достижению цели проекта

Дидактические средства

110

Задания, направленные на формирование способов выполнения действий обобщенного метода

Задания, направленные на формирование профессиональных умений

Критерии оценки сформирован-ности действий обобщенных методов

Диагностический

Рис. Модель методической системы формирования у студентов обобщенных методов решения типовых профессиональных задач инженера

ния типовых профессиональных задач специалиста.

Процессуальный компонент выделенной методической системы включает в себя совокупность методов, средств и организационных форм, необходимых для создания такого учеб-

ного процесса, в результате которого студенты присвоят обобщенные методы решения типовых профессиональных задач.

Подготовка студентов к самостоятельному решению профессиональных задач осуществляется в два этапа:

I этап — формирование обобщенных методов решения типовых профессиональных задач;

II этап — самостоятельное применение студентами обобщенных методов решения типовых задач для реализации учебных, исследовательских и производственных проектов.

Первый этап реализуется на I и II курсах при изучении дисциплин «Введение в инженерную деятельность» и «Физика». Его цель состоит в том, чтобы каждый студент освоил обобщенные методы решения типовых профессиональных задач инженера. Для этого студенты выделяют виды будущей профессиональной деятельности инженера в области оборудования и технологии сварочного производства; обобщают выделенные виды деятельности по конечному продукту; выделяют типовые профессиональные задачи инженера, с указанием конечного продукта и его свойств.

Выявление студентами содержания обобщенных методов решения

Критерии оценки сформированности умений, позволяющих решать профессиональные задачи

ВЕК

типовых профессиональных задач происходит путем выделения инвариантного способа решения конкретных задач. С этой целью после изучения укрупненной темы курса физики создается ситуация, в которой у студентов возникает потребность в решении конкретной задачи. Студентам предлагается самостоятельно разработать метод решения нескольких задач. После этого обучаемым предлагается сравнить последовательность и содержание действий, выполняемых ими при решении задач и выделить обобщенный метод их решения. Далее осуществляется обучение студентов самостоятельному планированию деятельности по решению конкретных задач с опорой на обобщенный метод. Чтобы содержание обобщенного метода было усвоено обучаемыми, необходимо многократно применить его для решении конкретных задач. Согласно данным психологических исследований, для успешного овладения той или иной деятельностью, ее необходимо выполнить 8-10 раз. В связи с этим, необходимо выбрать не менее десяти конкретных профессиональных задач определенного типа, решаемых с опорой на знания каждого раздела физики.

После того как обобщенные методы решения типовых профессиональных задач сформированы, студентам предлагается самостоятельно разработать задачи-проекты с последующим их выполнением. Обобщенные методы решения типовых профессиональных задач должны применяться студентами при выполнении любого проекта.

Стоит отметить, что типовые профессиональные задачи можно разделить на три уровня сложности: учебные профессиональные задачи, реша-

емые в рамках изучения одной дисциплины, междисциплинарные профессиональные задачи, решаемые в рамах дисциплин естественно-математического блока и производственные профессиональные задачи, решаемые с использованием знаний дисциплин профессионального блока.

При изучении других учебных дисциплин студентам также необходимо научиться применять знания для решения типовых профессиональных задач. Чтобы выяснить подготовленность студентов к самостоятельному решению различных задач, им предлагаются профессионально-ориентированные задания. Приведем примеры таких заданий:

1. При соединении нескольких элементов конструкции между собой в единое целое возникает необходимость изменения ориентации объекта (вращение, переворот, сдвиг, подъем) с целью удобного выполнения технологических операции. Предложите способ, позволяющий перемещать изделие без изменения положения отдельных элементов друг относительно друга;

2. Спроектировать устройство, позволяющее очистить природный газ от жидких углеводородов и мельчайших капель.

Для оценки у студентов сформи-рованности умений, позволяющих самостоятельно им решать профессиональные задачи, разрабатываются критерии их оценки, которые составляют диагностический компонент методической системы формирования у студентов обобщенных методов решения типовых профессиональных задач инженера.

Внедрение в образовательный процесс подготовки студентов, обучающихся по направлению «Машиностроение»,

111

профиль «Оборудование и технология сварочного производства», представленной модели методической системы доказало свою эффективность.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Стефанова, Г.П. Подготовка учащихся к практической деятельности при обучении физике [Текст] / Г.П. Степанова. - Астрахань : Изд-во АГПУ, 2001.

2. Стефанова, Г.П. Инновационный подход к формированию методов решения типовых профессиональных задач у будущих инженеров. [Текст] / Г.П. Стефанова, И.А. Крутова, А.Г. Валишева // Альма-матер. Вестник высшей школы. - 2011. -Вып. 8. - С. 48-51.

3. Крутова, И.А. Обучение студентов обобщенным методам решения профессиональных задач инженера [Текст] / И.А. Крутова, А.Г. Валишева // Вестник Томского государственного педагогического университета. - 2011. - № 2. - С. 95-99.

4. Крутова, И.А. Формирование у студентов обобщенных методов решения типовых профессиональных задач как средство подготовки конкурентоспособного инженера [Текст] / И.А. Крутова, А.Г. Валишева // Наука и школа. - 2011. - № 6. - С. 69-72.

112 5. Крутова, И.А. Проблемно-ориентированный подход в профессиональной подготовке будущих инженеров [Текст] / И.А. Крутова, А.Г. Валишева // Наука и школа. - 2012. - № 6. - С. 108-111. 6. Валишева, А.Г. Методика обучения студентов машиностроительных направлений подготовки обобщенному методу решения типовых профессиональных задач [Текст] / А.Г. Валишева, И.А. Крутова // Преподаватель XXI век. - 2013. - Т. 1, № 4. -С. 117-123.

REFERENCES

1. Stefanova G.P. Podgotovka uchashchikhsya k prakticheskoi deyatel'nosti pri obuchenii fizike. Posobie dlya uchitelya [Preparing students for practical activity in teaching physics ]/ Astrakhan': Izd-vo AGPU, 2001, 184 p.

2. Stefanova G.P., Krutova I.A., Valisheva A.G. Innovatsionnyi podkhod k formirovaniyu metodov resheniya tipovykh professional'-nykh zadach u budushchikh inzhenerov [Innovative approach to the formation methods of the solution of typical professional tasks with future engineers], Al'ma-mater. Vestnik vysshei shkoly, 2011, Vyp. 8, pp. 48-51.

3. Krutova I.A., Valisheva A.G. Obuchenie stu-dentov obobshchennym metodam resheniya professional'nykh zadach inzhenera [Teaching students the generalized methods of solving professional tasks of the engineer], Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo pedagogichesko-go universiteta, 2011, No 2, pp. 95-99.

4. Krutova I.A., Valisheva A.G. Formirovanie u studentov obobshchennykh metodov resheniya tipovykh professional'nykh zadach kak sredst-vo podgotovki konkurentosposobnogo inzhen-era [Formation at students of the generalized methods of the solution of typical professional tasks as means of training competitive engineers], Nauka i shkola, 2011, No 6, pp. 69-72.

5. Krutova I.A., Valisheva A.G. Problemno-ori-entirovannyi podkhod v professional'noi podgotovke budushchikh inzhenerov [Problem-oriented approach in professional training of future engineers], Nauka i shkola, 2012, No 6, pp. 108-111.

6. Valisheva A.G., Krutova I.A. Metodika obu-cheniya studentov mashinostroitel'nykh napravlenii podgotovki obobshchennomu metodu resheniya tipovykh professional'nykh zadach [Methods of teaching generalized method of solution of typical professional tasks to engineer students], Prepodavatel' XXI vek, 2013, T. 1, No 4, pp. 117-123.

Валишева Альфия Гаптыльбаровна, ассистент кафедры материаловедения и технологии сварки Астраханского государственного университета; аспирантка кафедры теоретической физики и методики преподавания физики Астраханского государственного университета, alpok-phys@mail.ru

Valisheva A.G., Assistant Professor, Materials Science and Welding Technologies Department; PostGraduate Student, Theoretical Physics and Methods of Teaching Physics Department, Astrakhan State University, alpok-phys@mail.ru