Основы концепции формирования и развития технического мышления у будущих военных инженеров

Н. А. Леонова

основы концепции формирования и развития технического мышления у будущих военных инженеров

Техническое мышление является основой профессионализма современного военного инженера. «В профессионализме человек проявляется как целое, как целостный человек, как системно-социальное качество человека, как личность. Профессионал, прежде всего, есть личность»1.

Под техническим мышлением мы понимаем целостную преобразовательную деятельность, которая базируется на системообразующих познавательных образований личности:

• современной инженерной картине мира, то есть суммарном знании о природе, обществе и современных производственных технологиях;

• умениях оперировать своими знаниями и навыками с целью получения новых знаний;

• создании новых технологий, преобразовании прежних;

• умениях анализировать и корректировать результаты своей личностной и производственной деятельности;

• умениях структурировать информацию для организации совместной работы системы человек — машина (искусственный интеллект);

• стремлении к самоизучению и самосовершенствованию.

Таким образом, техническое мышление — это новое интегративное качество, проявляющееся при взаимодействии личности с социокультурным и профессиональным окружением.

для профессиональной деятельности в производственной сфере необходимо наличие следующих способностей личности:

• способности к абстрагированию, к формализованному восприятию;

• понимания структуры и принципов технических объектов, вытекающих из представлений о сущности физических явлений, лежащих в основе этих объектов;

• способности к структурно-функциональным и системно-элементным переходам;

• способности к преобразованию информации зрительно-пространственных образов в плоские графические изображения и наоборот;

• способности мыслить по аналогии и контрасту;

• комбинаторного мышления, связанного с комбинированием и взаимозаменяемостью отдельных элементов систем, их свойств, методов и событий;

• способности к анализу и синтезу технических объектов;

• способности к оценке предлагаемых технических решений;

• способности к пониманию структуры и принципов функционирования технических объектов.

© Н. А. Леонова, 2009

Основой образовательного процесса должны стать не учебные предметы, а способы развития мышления. Оптимальная система обучения должна формировать у учащихся мыслительные способности и основываться на системе логических и психологических знаний о структуре мышления.

Техническое мышление формируется и развивается в специально организованной деятельности. Профессиональное образование — это учебная профессиональная деятельность, которая осуществляется под руководством преподавателя, самостоятельно и индивидуально. В ее процессе происходит овладение основным содержанием информации, без знания которой невозможно осуществление профессиональной деятельности2.

Главное для технического мышления, считает Т. В. Кудрявцев, не шаблонность, а умение охватить действительность во всех отношениях, не только те знания, которые закреплены в привычных понятиях и представлениях. Чтобы полнее обнаружить свойства определенной области, надо знать все факторы, относящиеся к ней. Чтобы обнаружить неадекватность охватывающих их понятий и методов мышления, надо владеть этими понятиями и методами. Отсюда огромная роль знаний и умений в техническом мышлении3.

Специфика технического мышления заключается в его содержательно-психологической структуре. В то же время сами мыслительные операции при решении производственнотехнических задач никакой особой специфики не имеют, они такие же, как и в любой деятельности. Действенность технического мышления в значительной степени предопределяется тем, насколько «проработаны» в образе технического объекта взаимосвязи между его системными и материально-предметными характеристиками. Недостаточное развитие хотя бы одной из составляющих (понятия, образа, действия) может привести к неудачам в решении технических задач. «Основная характеристика технического мышления — его оперативность — формируется в тех видах деятельности, в которых требуется умение переходить от знаковых систем описания объекта (схемы, чертежа и т. д.) к его системному осмыслению (понять, как работает такое устройство или модель) и материально-предметными характеристиками, без чего нельзя что-то сделать реально»4.

Военный инженер — это, прежде всего, инженер-системотехник. Системотехническая деятельность включает в себя различные виды военной, инженерной и научной работы. Военные специалисты работают над различными проектами как военного, так и гражданского типа, согласуя свою работу со специалистами различных отраслей. Военного инженера можно назвать универсалом, обладающим способностями решать задачи различного типа.

Спектр требований к личности и профессиональной подготовке военного инженера по направлению «Строитель» более широк в сравнении со спектром требований к выпускникам вузов Министерства образования и науки. Военно-инженерная деятельность представляет собой сложную систему научных и профессиональных знаний, умений и навыков, личностных и профессиональных способностей.

Существование системы военно-профессионального образования показывает, что обучить военному и инженерному делу можно без должного уровня формирования и развития технического мышления. Два рассматриваемых процесса могут реализовываться параллельно друг другу. Однако необходимый результат не будет достигнут. Изучая отзывы о выпускниках военных инженерных вузов, можно сказать, что не все молодые специалисты готовы профессионально работать по новым строительным технологиям, которые они не изучали в ВВУЗе. Выпускник — военный инженер, не обладая должными профессиональными и личностными качествами, оказывается невостребованным на рынке труда в современных конкурентных условиях.

Получение профессии и формирование технического мышления необходимо рассматривать в соответствии с результатами педагогических исследований автора, в рамках теории суперпозиции процессов. Использование данного подхода позаимствовано из физической теории. Оно позволяет в полной мере раскрыть процессы обучения и профессионального образования. Принцип суперпозиции (наложения) включает допущение, согласно которому, если составляющие сложного процесса воздействия взаимно не влияют друг на друга, то результирующий эффект будет представлять собой сумму эффектов, вызываемых каждым воздействием в отдельности. Остановимся подробнее на основах теории и рассмотрим концепцию преемственности. Теория суперпозиции состоит в следующем:

1. Процесс формирования мышления и профессионально-образовательный процесс — два развивающихся процесса, зависящих от среды формирования (от уровня развития общества и промышленности).

Ядром технического мышления и военно-профессионального образования является инженерная картина мира, т. е. суммарное знание о природе, обществе и современных технологиях производства. Развитие научно-инженерной картины мира обусловлено современными эффективными технологиями. Сегодня общество стремится решать любую проблему техническим путем. Инженер понимает разработку технического изделия как назначение своей деятельности. При этом он опирается на использование природных процессов и сложившихся технологий. Последствия своей деятельности его не интересуют5. В основе современной картины мира лежат представления физической картины мира (ФКМ). Физическая картина мира представляет собой философски осмысленную, идеализированную модель природы, отражающую наивысшую степень систематизации знаний о ней и отвечающую определенному историческому этапу развития. Физическая картина мира включает в себя наиболее фундаментальные достижения современных физических теорий, не только определяет уровень знаний, но и задает способ мышления, способ теоретического видения и понимания мира. Физическая наука в процессе своего развития создала определенную методологию познания мира. Многие современные научные отрасли позаимствовали этот подход. Физический инструментарий познания мира обогатился результатами исследований других наук. Таким образом, происходит взаимное обогащение.

Современные технологии в области строительства базируются на результатах передовых научных исследованиях. Изучение физики позволяет не только познавать окружающий мир, формировать техническое мышление, но и создавать предпосылки для изучения профессиональных дисциплин. В целом процесс образования становится базисом производства. «Качество экономики, качество общества, качество воспроизводственных процессов все больше определяется качеством образования. Устойчивость социально-экономического, политического и социоприродного развития все больше становится зависимой от выполнения требований закона, опережающего развитие качества человека, качества образовательных систем в обществе и качества общественного интеллекта»6.

2. Содержание и форма образования (сама учебная информация и способы получения) обусловливают направленность динамики данных процессов.

Учение — основной вид познавательной деятельности, которое осуществляется под руководством преподавателя и не только. В процессе его происходит овладение основным содержанием информации, без знания которого невозможно осуществление профессиональной деятельности. В процессе обучения используются модели реальных объектов. Данный метод широко применяется в курсах физики, математики и информатики.

Перечисленные учебные предметы формируют современные представления, которые являются основой инженерной картины мира. В процессе моделирования развиваются личностные качества обучаемых, в том числе, развиваются мыслительные способности. Объединение двух процессов — обучения и формирования технического мышления — возможно, т. к. используются похожие методы. Необходимо выстроить логическую цепь приемов и методов, реализация которых приведет к формированию технического мышления средствами учебной информации.

Таким образом, выделения моделей в реальном мире — это возможность структурировать информацию. Умение выделять и мыслить на языке моделей является профессиональным качеством личности. Так «Европейская федерация национальных ассоциаций инженеров формулирует одно из условий компетенции современного инженера следующим образом: инженер должен быть способным создавать теоретические модели, позволяющие прогнозировать физические явления, и использовать указанные модели»7. Познание физической науки основывается на исследованиях моделей реальных объектов природы.

Рассмотрим метод моделирования. Моделирование представляет собой метод опосредованного познания, при котором для изучения объекта или явления исследуют вспомогательный объект. Под физической моделью подразумевается создаваемая на основе определенной системы представлений и идей общая картина явлений, которая с помощью абстрактного воображения и математического языка помогает понять и описать то, что в данном примере изучается. Физическое моделирование строится на следующих принципах:

• принцип ограничения реальных свойств: при рассмотрении реальных физических процессов большинство свойств на данном этапе исследования неизвестно, поэтому модель передает лишь некоторые свойства тел и явлений;

• принцип экспериментальной проверки: опыт подтверждает или опровергает выработанную физическую модель (корректность);

• принцип возможного усложнения: для расширения границ исследования приходится усложнять физические модели, дополняя их новыми элементами и условиями;

• принцип логической непротиворечивости — соблюдение всех физических законов при моделировании.

В умении моделировать выделим умение формализовать информацию, т. к. работа с недостаточно формализованной информацией приводит к систематическим ошибкам. Математика и физика становятся объектами моделирования. Физические модели имеют материальную основу и могут фиксироваться математическими закономерностями. При изучении физических моделей применяют математическое моделирование, реализованное в информационных технологиях

Формирование учебных, профессиональных знаний происходит в процессе их активного применения в разнообразных условиях, так создаются необходимые условия для развития технического мышления. Как известно, одним из видов применения знаний является решение задач. В процессе решения происходит не только актуализация нужных знаний, но и их переосмысление, обогащение ранее усвоенных знаний новым содержанием. Вместе с тем в процессе решения задач лучше всего раскрываются основные свойства и качества личности. Если в процессе обучения физике, математике, химии использовать задачи, которые будут соответствовать определенным содержательным критериям, то обучаемые не только получат соответствующие знания, будет развиваться и их техническое мышление.

К таким качественным критериям относятся следующие:

• задачи должны иметь определенное политехническое содержание; для их решения необходимо использовать общеобразовательные и общетехнические знания;

• задачи должны быть связаны с особенностями будущей профессии; решение многих из них должно сопровождаться анализом конкретной производственной ситуации;

• это должны быть задачи-проблемы, не только требующие для своего решения просто использования готовой формулы, правила и т. д., но и предполагающие активные поиски наиболее рациональных способов решения, что побуждает к инициативе, самостоятельности и творчеству.

Подбирая и анализируя задачи, необходимо руководствоваться выполнением следующих требований:

• при решении задач обучаемыми должны использоваться умения обобщать и конкретизировать физические и технические явления;

• в основе решения задачи должны быть комбинаторные умения, умение устанавливать функциональные отношения между отдельными элементами, объединять на основе общего замысла в единое целое;

• при решении должны использоваться умения распознавать причинно-следственные связи между различными физическими и техническими явлениями;

• в основе решения задач должны лежать умения оперировать пространственными образами физических и технических объектов, которые находятся в статистическом и динамическом положении в пространстве.

Использование интегрированных методов обучения физике, математике, информационным технологиям позволяет не просто развивать техническое мышление и профессионально обучать, а управлять этими процессами.

3. Развитие мышления и получение профессионального образования могут происходить независимо друг от друга. Качественная сторона и конечный результат — развитие личностных качеств и профессиональных знаний, умений и навыков — обусловлены единением и взаимовлиянием двух рассматриваемых процессов.

4. Техническое мышление и профессиональные качества влияют на формирование личностных качеств, таких как сообразительность, осознанность, умение обобщать, интуиция, осмысленность действий, систематизация ассоциаций.

В процессе получения профессионального образования обучаемые участвуют не только в учебной, но и в научной и профессиональной деятельности. При изучении профессионально значимых дисциплин по направлению «Строительство» курсант не только рассматривает теоретические основы будущей профессии, но и знакомится в ролевой форме со всеми специальностями, технологическими этапами строительства; решает экономические, инженерные и другие производственные задачи; исследует реальные строительные объекты гражданского и военного характера. Таким образом, формируются не только профессиональные качества, но и личностные.

На формирование личностных качеств оказывает влияние участие курсантов в научной работе. В процессе научного эксперимента происходит понимание необходимости профессионального непрерывного самообразования и самосовершенствования. Научиться исследовательской деятельности достаточно сложно, курсант должен к ней готовиться целенаправленно на всех этапах обучения. Научно-исследовательская работа не «школярство», а партнерская работа курсанта и преподавателя — начинающего исследователя и зрелого

ученого, с целью получения конкретных результатов. Следует четко понимать, что данный тип работы отличается от учебного эксперимента организацией, хотя исследовательская и учебная деятельности должны в полной мере взаимодействовать. Наблюдения показали, что число курсантов, вовлеченных в научную работу, возрастает к выпускному курсу. Практически не охвачены научными обществами курсанты I и II курсов. Именно на начальном этапе, при изучении фундаментальных естественнонаучных дисциплин, формируются основы научной культуры курсантов. Следует разработать методику вовлечения курсантов первых курсов в научные общества, учитывающие возрастные и психологические особенности.

Большую роль в успешности формирования личных и профессиональных качеств играет личность преподавателя, разделяющего со своими воспитанниками трудности и первые победы. Следует остановиться на профессиональной компетентности педагога, которая включает в себя:

• профессионально-содержательный компонент (наличие у преподавателей фундаментальных знаний предмета);

• деятельностный компонент (деятельность преподавателя, апробированную в качестве наиболее эффективной).

Следует помнить, что военно-профессиональное обучение сопровождается воспитательным процессом. Компетентных специалистов могут сформировать только компетентные преподаватели.

Вся система образования, реализованная в разных формах, должна быть построена так, чтобы она давала курсанту возможность научиться самостоятельно работать.

Таким образом, техническое мышление формируется и развивается в учебнопрофессиональной деятельности. Получение профессии и формирование технического мышления необходимо рассматривать в рамках теории суперпозиции процессов. Представленная теория должна быть сформулирована в образовательную концепцию формирования и развития технического мышления будущих военных инженеров. Реализация данной концепции должна носить преемственный характер. Преемственность должна выдерживаться на каждом этапе.

1 Субетто А. И. Онтология и феноменология педагогического мастерства. Тольятти, 1999. Кн. I. С. 96.

Кузьмина Н. В., Гинецинский В. И. Актуальные проблемы профессионально-педагогической подготовки учителя // Советская педагогика. 1982. № 3. С. 63-66.

3 Кудрявцев Т. В. Психология технического мышления. М., 1975. 250 с.

4 Зальцман А. М. Развитие основ технического мышления в общеобразовательной школе // Школа и производство. 1988, № 11. С. 3-6.

5 Розин В. М. Типы и дискурсы научного мышления. М., 2000. С. 72.

Субетто А. И. Онтология и феноменология педагогического мастерства. Тольятти, 1999. Кн. I. С. 96.

7Лозовский В. Н., Лозовский С. В., Шукшунов В. Е. Фундаментализация высшего технического образования: учеб. пособие. СПб.; М.; Краснодар, 2006.