Реализация профессионально ориентированного подхода в условиях интеграции математики и спецдисциплин при формировании профессиональной компетентности будущих инженеров железнодорожного транспорта

Международный электронный научный журнал ISSN 2307-2334

Адрес статьи: pnojournal.wordpress.com/archive18/18-03/ Дата публикации: 1.07.2018 № 3 (33). С. 106-110. УДК 378.51

Реализация профессионально ориентированного подхода в условиях интеграции математики и спецдисциплин при формировании профессиональной компетентности будущих инженеров железнодорожного транспорта

В данной работе предлагается к обсуждению вопрос по реализации профессионально ориентированного подхода при формировании профессиональной компетентности будущих инженеров. Рассмотрены актуальные вопросы интеграции, предложены некоторые моменты ее реализации в железнодорожном вузе. Средствами интеграции выступают профессионально ориентированные задачи, реализуемые в рамках профессионально ориентированного подхода. Авторы на основе анализа различных источников предлагают свою интерпретацию профессионально ориентированных задач и приводят требования к таким задачам. На примере специальности: 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» рассмотрены основные компетенции, формируемые в результате изучения дисциплины. На уровне формируемых компетенций показана взаимосвязь учебных дисциплин. Обосновывается, что именно профессионально ориентированные задачи, в состоянии реализовать интеграционные связи дисциплин, а также связь между теоретической и практической подготовленностью будущих специалистов. В конце статьи рассмотрены некоторые задачи, реализующие взаимосвязь математики и спецдисциплин, а также сделаны выводы об исследовании проблемы реализации профессионально ориентированного подхода в условиях интеграции математики и спецдисциплин.

Ключевые слова: профессионально ориентированные задачи, интеграция, профессиональная компетентность, взаимосвязь, будущие инженеры

л. в. Васяк, н. в. п Ешков

Perspectives of Science & Education. 2018. 3

L. V. Vasyak, N. V. Peshkov

Implementation of professionally oriented approach in the context of integrating mathematics and special disciplines in the formation of professional competence of future railway engineers

In this paper, we propose to discuss the problems of implementing a professionally oriented approach in the formation of the professional competence of future engineers. Topical issues of integration are considered, some moments of its implementation in the railway university are suggested. The means of integration are professionally oriented tasks implemented within the framework of a professionally oriented approach. The authors, based on the analysis of various sources, offer their interpretation of professionally oriented tasks and give requirements to such problems. On the example of the specialty: 23.05.06 "Construction of railways, bridges and transport tunnels", the main competences, formed as a result of studying the discipline, are considered. At the level of the competences formed, the interconnection of academic disciplines is shown. It is substantiated that it is professionally oriented tasks that are able to realize the integration ties of disciplines, as well as the connection between the theoretical and practical preparedness of future specialists. At the end of the article, we consider some problems that realize the interrelationship between mathematics and special disciplines, and draw conclusions about the study of the problem of implementing a professionally oriented approach in the context of integrating mathematics and special disciplines.

Keywords: professionally oriented tasks, integration, professional competence, relationship, future engineers

International Scientific Electronic Journal ISSN 2307-2334

Available: psejournal.wordpress.com/archive18/18-03/ Accepted: 1 June 2018 Published: 1 August 2018 No. 3 (33). pp. 106-110.

удущий инженер железнодорожного транспорта в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего образования и учебным планом, соответствующей образовательной программой должен быть подготовлен к разным видам деятельности: проектно-конструкторской, производственно-технологической, организационно-управленческой. Соответственно этому в педагогической литературе были определены разные виды профессионально ориентированных задач. «Решая профессионально ориентированные задачи различного уровня сложности в определенной последовательности - отмечает В.А.Далингер, - студенты оперируют профессиональными терминами, приобретают умение анализировать ситуации для будущей профессиональной деятельности» [1]. Нам представляется, что под профессионально ориентированной задачей следует понимать задачу, условие и вопрос которой определяют некоторую модель профессиональной деятельности. Для решения таких задач необходимы умения и навыки, свойственные именно профессиональным компетенциям, направленным на реализацию профессиональной направленности.

Достижение данных целей предполагает сформированность математической базы в целостной картине мира будущего специалиста. Применение профессионально ориентированных задач является необходимым звеном в формировании профессиональной компетентности специалиста железнодорожного транспорта. Профессионально ориентированное обучение, направленное на использование в учебном процессе профессионально ориентированных задач создает необходимую мотивацию обучения, показывает универсальность математических способов решения, обеспечивает интеграцию математики и спецдисциплин.

Система интеграционных взаимосвязей математики и спецдисциплин имеет несколько односторонний характер: достаточно просто установить, что спецдисциплинам необходимо из математики, но достаточно трудно, что спецдисциплины дают математике. Спецдисциплинам необходима математическая база, как язык, без которого, невозможно описать различные явления, эксперименты и факты. В вузе изучение математики и отдельных спецдисциплин происходит параллельно. Поэтому взаимодействие «математика-спецдисциплины» нужно ре-ализовывать постоянно и целенаправленно. Нам представляется, что при изучении спецдисциплин происходит закрепление математических знаний. Систематическое применение понятий: производных, дифференциальных уравнений, рядов Фурье, операционного исчисления в курсах спецдисциплин закрепляет не только соответствующие знания, но и формирует графические и аналитические умения.

Профессионально ориентированное обучение, в отличие от традиционного, ориентированного на приобретение и закрепление знаний, предполагает решение профессионально ориентированных задач, тем самым акцент обучения сориентирован на приобретение опыта. Цель такого обучения - приобретение опыта действий в конкретных ситуациях на основе полученных знаний. При решении подобных задач по большей части происходит накопление опыта, формирование навыков.

Инженерное образование предполагает профессионализм выпускников, определяемый требованиями профессиональных стандартов, т.е. непосредственно предприятием ОАО «РЖД». Это предполагает даже от преподавателя математики знания специфики работы железнодорожного транспорта. Обучаясь, студенты должны постоянно находиться в ситуации, близкой к будущей профессии. Запоминание знаний, их накопление является одной из важнейших задач обучения.

В Забайкальском институте железнодорожного транспорта по специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» ведется подготовка к производственно-технологической, проектно-изыскательской и проектно-конструкторской деятельности. Действующие Федеральные образовательные стандарты (ФГОС) основаны на формировании общих компетенций (ОК), общепрофессиональных компетенций (ОПК) и профессиональных компетенций (ПК). Согласно учебному плану, процесс изучения математики направлен на формирование следующих компетенций: ОПК-1 - способностью применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования; ОПК-3 - способностью приобретать новые математические и естественнонаучные знания, используя современные образовательные и информационные технологии [2]. Кроме этого, четкий перечень требований к будущему специалисту со стороны работодателя определяет федеральный закон № 122-ФЗ от 2 мая 2015 г. «О внесении изменений в Трудовой кодекс Российской Федерации и статьи 11 и 73 Федерального закона «Об образовании в Российской Федерации» [3]. Уровень знаний, умений, профессиональных навыков и опыта работы будущего инженера отражен в его профессиональной компетентности, которую «загоняют» в рамки квалификации. Компетентностный подход в обучении нашел свое отражение именно в результате требований сформулированных работодателями к претенденту на будущую должность. Профессионально ориентированный и компетентностный подходы в высшем профессиональном образовании взаимодополняют друг друга, также как теоретическая и практическая составляющие части учебного процесса.

Регерес^еБ с^ Science & Education. 2018. 3

Итак, рассмотрим более подробно профессионально ориентированные задачи. Использование профессионально ориентированных задач может быть оправдано на всех этапах обучения. Она может быть мотивирующей задачей при изучении нового материала. Такие задачи дают возможность проявить будущему студенту самостоятельность, креативное и творческое мышление. Чем интереснее задача, тем проще ей «заинтриговать». В процессе формирования устойчивого интереса к дисциплине, повышения мотивации обучения необходимо использование профессионально ориентированных заданий. А.И.Гебос в своей работе определил условия, обеспечивающие формирование устойчивой мотивации к обучению: определение начальной и итоговой целей обучения; значимость получаемых знаний; эмоциональность подачи материала; перспективность и проблемность изучаемого материала, а также положительный «познавательный психологический климат» в учебной группе [4].

Проблемность профессионально ориентированных задач. Опыт показывает, что студенты испытывают противоречие, построив математическую модель практической задачи. С одной стороны преобладает желание воспользоваться математическими способами ее решения, с другой воспользоваться практическим опытом решения подобных профессионально ориентированных задач. Такие задачи лучше использовать на завершающем этапе изучения материала. Например, может использоваться «простая» теоретическая задача, расширенная в рамках профессии. В таком случае, можно обобщить задачу и предложить рассмотреть в более общем виде, поменять местами вопрос и условие, задействовать дополнительные переменные, реализовав тем самым и индивидуализацию обучения.

Выделим основные этапы решения профессионально ориентированных задач:

- построение модели;

- подбор математических методов решения;

- выводы по решению задачи, перенос результата с модели на практику.

Решение профессионально ориентированных задач можно проводить на занятиях во внеурочное время, предлагая их для внеаудиторной самостоятельной работы.

На основании анализа работ В.В. Байденко [5], Г.М. Дъяченко [6], С.А. Татьяненко [7] можно сделать выводы, что «математика» преследует несколько целей в обучении: формирование индивидуально личностной компетенции, общепрофессиональной компетенции и специальной компетенции, свойственной определенной профессии. Самая главная из них: формирование общепрофессиональной компетенции. К общепрофессиональным ком-

петенциям можно отнести знания, умения и навыки в области математики, то есть, все то, что составляет базу для дальнейшего изучения спецдисциплин. К общепрофессиональной компетенции также относится эвристическое воображение; память; научное мышление; стремление к аналитическому поиску; стремление к утверждению интеллектуального превосходства [8]. К специальным компетенциям отнесем ценности, профессиональную культуру. Знания по математике не могут быть оторваны от жизни, поэтому нами и предлагается рассматривать эту проблему в контексте интеграции математики и спецдисциплин. Эту интеграцию, по мнению М.Н. Берулава [9], можно осуществлять на трех уровнях. В рамках обучения нашей дисциплины, нам интересен подход на уровне дидактического синтеза или межпредметных связей. Профессиональная деятельность - это часть человеческой деятельности, изучая математику, обучающиеся помогают себе сформировать более успешные критерии овладения будущей профессии. Практический каждый раздел математики имеет дополнительно геометрический или физический смысл: так производная - «скорость», интеграл - «площадь», хотя конечно, интегралы можно использовать и в экономике, и в физике и других специальных дисциплинах. Поэтому, когда мы рассуждаем о специальной компетенции, приходит понимание универсальности математики, ее прикладного характера с широким практическим применением. Как говорил величайший ученый М.В.Ломоносов: «Математику только затем учить надо, что она ум в порядок приводит». Это выражение очень точно определяет индивидуально личностную компетенцию. В этом понимается мировоззренческая цель изучения математики. Математика должна воспитывать не только профессиональную культуру человека, но и общую. Сюда же можно отнести: «высокую продуктивность умственной деятельности; быстроту мыслительных процессов; систематичность ума; повышенную возможность анализ и обобщений, аналогий и абстрагирования; профессиональные притязания» [8].

Таким образом, можно определить наиболее общие цели обучения высшей математике студентов технического вуза. Это формирование достаточно универсальных знаний, умений и навыков. Эти цели не зависят от профиля обучения, так как математика составляет некоторое ядро, для изучения всех наук, в том числе спецдисциплин. В процессе изучения математике необходимо систематически использовать профессионально ориентированные задачи. Для этого педагог должен проанализировать дидактические единицы, характерные для данного профиля и подобрать задачи, опреде-

ляющие направление формируемых умений по данной специальности.

Процесс обучения решению профессионально ориентированных задач, можно условно определить следующим образом: уровень осмысления и усвоения знаний. На данном уровне происходит «узнавание» новой информации, разбор основных понятий и теорем. Этот уровень можно назвать минимальным уровнем освоения компетенций, необходимых будущему инженеру в области математики. Следующий уровень - базовый. Здесь происходит актуализация полученный знаний и перенос их для решения профессионально ориентированных задач. Рассматриваются связи и отношения между ними. На последнем уровне, происходит закрепление навыков, формирование у студентов необходимых способов практических действий, которые ему будут необходимы для решения прикладных задач на занятиях по спецдисциплинам.

Главная цель образования - повышение конкурентноспособности образования, повышение доступности качественного образования. В Забайкальском институте железнодорожного транспорта ведется подготовка квалифицированных инженеров, и обязательным условием подготовки высококомпетентных специалистов является интеграция общеобразовательной, общекультурной и профессиональной подготовки, которую мы осуществляем посредством межпредметных связей. На занятиях спецдисциплин будущие инженеры изучают понятия, неразрывно связанные с математическими понятиями. Поэтому нужно основательно подходить к подбору задач.

Нами были выделены основные требования к методике решения профессионально ориентированных задач. Задачи, основанные на интеграции математики и спецдисциплин должны сочетаться с текущим курсом и соответствовать определенной теме. Если требуется решить задачи с технической терминологией, необходимы пояснения незнакомых терминов. При решении задач с иллюстрациями желательно использовать уже готовые чертежи. При громоздких вычислениях допускать использование компьютера или калькулятора.

Приведем примеры профессионально ориентированных задач [10].

1. Вычислить работу, произведенную силой F = (3; 2; 4), если точка ее приложения перемещается прямолинейно из положения А (2; 4; 6) в положение В (4; 2; 7). Под каким углом к АВ направлена сила F?

2. Вагонетка объема V для транспортировки угля имеет форму полуцилиндра. При каких размерах R, L расходы материала на изготовление будут минимальные?

3. Проволоку заданной длины требуется разрезать на две части так, чтобы получить максимальное общее сопротивление при параллельном соединении полученных частей проволоки в электросеть.

4. Согласно топографической карте некоторой местности одна река имеет изгиб, другая течет прямо. В прямоугольных координатах эти реки приближенно моделируются как парабола у = х2 и прямая х - у - 2 = 0. Как надо рыть кратчайший канал между реками?

5. Определить за какое время грузовой поезд массой 4034 т (электровоз ВЛ10) разгоняется от скорости v=0 до v=30 км/ч ^ = 0,003v = 20). У

6. Поезд, масса которого вместе с тепловозом равна М, движется прямолинейно. Сила тяги тепловоза постоянна и равна F. Сила f сопротивления движению поезда пропорциональна скорости движения. Найти закон движения поезда, если при t = 0, V = 0.

7. В железнодорожном вагоне десять мест расположены по ходу поезда и десять мест -против хода поезда. Сколькими способами можно посадить в вагон восемь пассажиров, если двое отказываются сидеть лицом по ходу поезда, а трое - лицом против хода поезда?

Таким образом, интеграция математики и спецдисциплин осуществляемая посредством профессионально ориентированных задач способствует формированию профессиональной компетенции. Знания полученные на занятиях по математике имеют свое применение при дальнейшем обучении. Обучающимся обладающим навыками решения профессиональных задач, гораздо проще дается изучение спецдисциплин. Мы считаем, что профессионально ориентированные задачи способствуют повышению общего уровня знаний при изучении различных дисциплин.

Итак, исследование проблемы реализации профессионально ориентированного подхода при обучении математике студентов специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» позволяет сделать следующие выводы:

1. Подготовка профессионально компетентного специалиста невозможна без целенаправленной интеграции знаний.

2. Профессионально ориентированные задачи являются неотъемлемой частью учебного процесса по математике.

3. Формирование профессиональной компетентности будущего специалиста невозможна без практической составляющей будущей профессиональной деятельности в «настоящем» учебном процессе.

4. Главная цель высшего образования -подготовка высококлассного компетентного специалиста, ориентирующегося в разных направлениях своей профессии.

Perspectives of Science & Education. 2018. 3

ЛИТЕРАТУРА

1. Далингер В.А. Метод аналогии как средство обучения учащихся стереометрии: Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГПУ, 1997. 67 с.

9

2. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по специальности 23.05.06 Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей (уровень специалитета) от 12 сентября 2016 г. N 1160. О внесении изменений в Трудовой кодекс Российской Федерации и статьи 11 и 73 Федерального закона «Об образовании в Российской Федерации»: Федеральный закон от 02.05.2015 N122^3 (последняя редакция).

Гебос А. И. Психологические условия формирования положительной мотивации к учению // Воспитание, обучение, психическое развитие: Тезисы докладов к V Всесоюзному съезду психологов СССР. Ч. 1. -М., 1977. Байденко В.В. Компетентность в профессиональном образовании // Высшее образование в России. 2004. № 11.С. 3-14. Дьяченко Г.М. Компетентностный подход к формированию логической культуры учащихся в процессе обучения информатике: автореф. ...дис. канд. пед. наук. Омск, 2005. 22 с.

Татьяненко С.А. Формирование профессиональной компетентности будущего инженера в процессе обучения математике в техническом вузе: дис. ... канд. пед. наук. Тобольск, 2003. 240 с.

Силанов А.Н. Социально-педагогические условия моделирования программы профессиональной подготовки учителя для работы в профильной школе: автореф. .дис. канд. пед. наук. Калининград, 2006. Берулава М.Н. Интеграция содержания образования. Бийск: Изд-во БиГПИ, 1993. 172 с.

10. Васяк Л.В. Формирование профессиональной компетентности будущих инженеров в условиях интеграции математики и спецдисциплин средствами профессионально ориентированных задач: дис. ... канд. пед. наук. Чита, 2007. 171 с.

11. Шумейко Т.С. Формирование производственной компетентности будущих учителей профессионального обучения средствами проектирования: дис. ... канд. пед . наук. Челябинск, 2009. 228 с .

12. Федорова О.Н. Методическая система профессионально ориентированного обучения математике в колледжах технического профиля: дис ... канд. пед . наук. Ярославль, 2015. 265 с.

13. Иляшенко, Л.К. Роль профессионально ориентированных задач в формировании математической компетенции // Личность, семья и общество: вопросы педагогики и психологии: сб. ст. по матер. V междунар. науч.-практ. конф. Часть II. Новосибирск: СибАК, 2011. http://dx.doi.org/10.15372/PEMW20170311 (дата обращения: 19.03.2018).

14. Ильин Е. Мотивация и мотивы [Текст] /Е.Ильин. СПб.: Питер, 2003. 512 с.

_REFERENCES

1. Dalinger V.A. Method of analogy as a means of teaching students stereometry: Textbook. Omsk, OmGPU Publ., 1997. 67 p.

2. Federal state educational standard of higher education on specialty 23.05.06 Construction of railways, bridges and transport tunnels (level of specialty) of September 12, 2016 N 1160.

On Amendments to the Labor Code of the Russian Federation and Articles 11 and 73 of the Federal Law "On Education in the Russian Federation": Federal Law No. 122-FZ of 02.05.2015 (last version).

Gebos A.I. Psychological conditions for the formation of positive motivation for learning // Education, training, mental development: Abstracts of the reports to the V All-Union Congress of Psychologists of the USSR. Part 1.Moscow, 1977.

5. Bidenko V.V. Competence in vocational education. Bidenko. Higher education in Russia. 2004. № 11. pp. 3-14.

6. Dyachenko G.M. Competence approach to the formation of the logical culture of students in the process of teaching computer science: Abstract Diss. PhD Ped. Sci., Omsk, 2005. 22 p.

Tatyanenko, S.A. Formation of professional competence of the future engineer in the process of teaching mathematics in a technical university: Diss. PhD Ped. Sci., Tobolsk, 2003. 240 p.

Silanov A.N. Socio-pedagogical conditions for modeling the teacher's professional training program for work in a specialized school: Abstract Diss. PhD Ped. Sci., Kaliningrad, 2006.

9. Berulava M.N. Integration of the content of education. Biysk, Publishing house of BiHPI, 1993. 172 p.

10. Vasyak L.V. Formation of professional competence of future engineers in conditions of integration of mathematics and special disciplines with the means of professionally oriented tasks: Diss. PhD Ped. Sci., Chita, 2007. 171 p.

11. Shumeyko T.S. Formation of the production competence of future teachers of professional education by design tools: Diss. PhD Ped. Sci., Chelyabinsk, 2009. 228 p.

12. Fedorova O.N. Methodical system of professionally oriented teaching of mathematics in technical colleges: Diss. PhD Ped. Sci., Yaroslavl, 2015. 265 p.

13. Ilyashenko L.K. The role of professionally oriented tasks in the formation of mathematical competence [Electronic resource] // Personality, family and society: issues of pedagogy and psychology: coll. Art. by mater. V Intern. scientific-practical. Conf. Part II. Novosibirsk: SibAK, 2011. http://dx.doi.org/10.15372/PEMW20170311 (accessed 19 May 2018).

14. Ilyin E. Motivation and motives. Saint-Petersburg, Peter Publ., 2003. 512 p.

Информация об авторах Information about the authors

Васяк Любовь Владимировна Vasyak Lyubov Vladimirovna

Кандидат педагогических наук, Доцент кафедры PhD in Pedagogical Sciences,

«Высшая математика и прикладная информатика» Associate Professor of the Department

Забайкальский институт железнодорожного "Higher Mathematics and Applied Informatics"

транспорта Transbaikal Institute of Railway Transport

E-mail: Lybov80@mail.ru E-mail: Lybov80@mail.ru

Пешков Николай Валерьевич Peshkov Nikolay Valerevich

Доцент, кандидат физико-математических наук, PhD in Physical and Mathematical Sciences, Associate

заведующий кафедрой «Высшая математика и Professor, Head of the Chair "Higher Mathematics and

прикладная информатика». Забайкальский институт Applied Informatics"

железнодорожного транспорта Transbaikal Institute of Railway Transport

E-mail: vm@zab.megalink.ru E-mail: vm@zab.megalink.ru