Формирование у студентов обобщенных методов решения типовых профессиональных задач как средство подготовки конкурентоспособного инженера

список источников и ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гончарова Н. Логический подход к формированию филологической компетенции студентов магистратуры педагогических вузов (на материале национальных вариантов английского языка): Моногр. - Мичуринск, 2011. - 350 с.

2. Дмух Г. Ю. Педагогические условия формирования профессиональной компетентности магистров электротехнического направления: Дис. ... канд. пед. наук. - Владивосток, 2010. - 198 с.

3. Борозенец Г. К. Интегративный подход к формированию коммуникативной компетентности студентов неязыковых вузов средствами иностранного языка: Дис. ... д-ра пед. наук. - Тольятти, 2005. - 423 с.

4. Мыльцева Н. А. Система языкового образования в неязыковых специализированных вузах (на материале английского языка): Автореф. дис. д-ра пед. наук. - М., 2008. - 41 с.

5. Галимзянова И. И. Педагогическая система формирования иноязычной коммуникативной компетенции будущих инженеров: Автореф. дис. д-ра пед. наук. - Казань, 2009. - 32 с.

6. Искандерова О. Ю. Теория и практика формирования иноязычной профессиональной коммуникативной компетенции специалиста: Автореф. дис. ... д-ра пед. наук. - Оренбург, 1999. - 38 с.

7. Зимняя И. А. Ключевые компетенции - новая парадигма результата современного образования // Интернет-журнал «Эйдос». - 2006. - 5 мая [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.eidos.ru/journal/2006/0505.htm (дата обращения: 10.05.2011).

8. Общеевропейские компетенции владения иностранным языком: Изучение, обучение, оценка. - М.: МГЛУ, 2005. - 134 с.

9. О концепции модернизации российского образования на период до 2010 года: приказ Минобразования РФ от 11 февраля 2002 г. № 393 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: edu.ru/db/mo/Data/ d_02Z393.html (дата обращения: 10.05.2011).

10. Энциклопедия профессионального образования / Под ред. С. Я. Батышева. - Ч. 2. - М.: Российская академия образования, Ассоциация «Профессиональное образование», 1999. - 78 с.

ФОРМИРОВАНИЕ У СТУДЕНТОВ ОБОБЩЕННЫХ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗАДАЧ КАК СРЕДСТВО ПОДГОТОВКИ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОГО ИНЖЕНЕРА

DEVELOPMENT OF STUDENTS' SKILLS IN USING GENERALIZED METHODS FOR SOLVING TYPICAL PROFESSIONAL PROBLEMS AS A MEANS OF TRAINING COMPETITIVE ENGINEERS

И. А. Крутова, А. Г. Валишева

В статье определены условия, обеспечивающие качество профессиональной подготовки инженеров в современных условиях. Раскрыты содержание и методика формирования обобщенных методов решения типовых профессиональных задач инженера с применением физических знаний.

Ключевые слова: инженерное образование, формирование профессиональных компетенций инженера, типовые профессиональные задачи, обобщенный метод.

Основной целью перехода России на двухуровневую систему высшего профессионального образования является получение конкурентоспособного специалиста, способного решать профессиональные

I. A. Krutova, A. G. Valisheva

The article highlights the conditions that ensure the quality of training of engineers in modern conditions. The content and method of forming generalized technics for solving typical problems of professional engineer with knowledge of physics are revealed.

Keywords: the engineering education, the formation of professional competence of an engineer, standard professional tasks, the generalized method.

задачи разного уровня, комплексно сочетать исследовательскую, проектную и предпринимательскую деятельность. Современный специалист должен быть подготовлен к успешному вхождению на рынок труда, к професси-

ональной деятельности различной трудности, способен к личностному развитию и постоянному обновлению знаний и умений. Таким образом, основной задачей, встающей перед учебными заведениями профессионального образования, является пересмотр существующих методик обучения и разработка способов формирования конкурентоспособных специалистов.

Проблема разработки эффективной методики обучения касается и инженерного образования, так как гибкое творческое мышление инженера и качественная методологическая подготовка являются необходимыми условиями для формирования социально-профессиональной компетентности специалиста [1]. Основой образования должна стать сформированность способов мышления обучаемого, умения использовать им полученную информацию в будущей профессиональной деятельности, проектировать и моделировать с ее помощью различные технические объекты. Достижение этой цели возможно, если процесс обучения носит проблемно-ориентированный характер. Только при решении задач-проблем, описывающих ситуации, с которыми будущие инженеры могут столкнуться в своей профессиональной деятельности, у студентов вырабатываются умения, позволяющие им решать различные профессиональные задачи. Поэтому будущего инженера необходимо научить решать типовые задачи, встречающиеся в его профессиональной деятельности.

В настоящее время мировая академическая и научная общественность, используя различные ассоциации и сети (Российский союз научных и инженерных организаций, Ассоциация инженерного образования Казахстана, Ассоциация технических университетов России, Международная федерация обществ инженерного образования (!РЕЕБ), Европейская сеть обеспечения качества инженерного образования для промышленности (ЕИОИЕЕ!), Международное общество по инженерной педагогике (!С!Р), Европейское общество инженерного образования (БЕН), Европейская федерация национальных инженерных ассоциаций (РЕДИ!), Всемирная инициатива СР!0 и т. д.), стремятся выработать единую позицию по внедрению бо-лонских принципов в инженерное образование [2].

В частности, такой крупный международный проект по реформированию инженерного образования, как «Всемирная инициатива СРЮ»1, предлагает обучать студентов, основываясь на жизненном цикле реальных систем, процессов и продуктов, по принципу «Задумай -Спроектируй - Реализуй - Управляй», сущность которого заключается в следующем. На стадии задумки какого-либо продукта происходит определение потребностей его покупателя, учитываются применяемые на предприятии технологии, стратегия его развития, устав, составляются концептуальные, технические и бизнес-планы. На стадии проектирования продукта составляются конструкторские планы, схемы и алгоритмы производства изделия, подлежащего производству. На стадии реализации изделие производится, кодируется, проверяется и регистрирует-

ся. На стадии управления произведенный продукт эксплуатируется по назначению, осуществляется его техническая поддержка и обслуживание, изделие утилизируется или перерабатывается. Таким образом, за время обучения в вузе будущие инженеры должны научиться управлять инженерными процессами, проектировать и создавать продукты и системы и применять полученные знания в своей профессиональной деятельности.

Встает вопрос о том, какими методами и средствами обучения можно подготовить инженера, отвечающего всем современным требованиям к специалисту. Прежде всего, необходимо, чтобы работа студентов осуществлялась в лабораториях, оснащенных необходимым современным инженерным оборудованием, программным обеспечением. Это способствует получению знаний, освоению навыков проектирования и создания продуктов и систем параллельно с получаемыми знаниями по дисциплинам. Именно в свободных, оснащенных современным оборудованием учебных помещениях, ориентированных на студента и приносящих высокий уровень удовлетворенности профессорско-преподавательскому составу и учащимся, создается оптимальная атмосфера как для индивидуального, так и командного обучения, при котором студенты учатся друг у друга посредством общения и обмена опытом друг с другом.

Следующим недостатком сложившегося процесса обучения является тот факт, что подготовка специалистов в вузах осуществляется по образовательным программам, зачастую разработанным без участия работодателей, без должного учета потребностей рынка труда. Именно работодатели и сотрудники промышленных предприятий имеют четкое представление об уровне профессиональной квалификации молодого инженера. Необходимо, чтобы руководители и сотрудники промышленных предприятий были активными участниками процесса обучения. Именно они участвуют в проведении практики студентов на базовых предприятиях и помогают им получить умения и навыки, необходимые в предстоящей профессиональной деятельности, решают вопрос трудоустройства выпускников.

Следующим ключевым участником учебного процесса является профессорско-преподавательский состав вуза. От преподавателей зависит качество образования, поэтому учебные заведения заинтересованы в повышении их компетентности. Если члены профессорско-преподавательского состава планируют давать студентам знания и общекультурные и профессиональные компетенции, то они сами должны быть предельно компетентными в этой области. К сожалению, многие преподаватели, имея большой опыт теоретической и практической подготовки, располагают ограниченным практическим опытом работы в реальных промышленных условиях. Поэтому руководство вузов должно организовывать профессиональные стажировки профессорско-преподавательского состава на промышленные предприятия, сотрудничество с

1 См.: http://www.cdio.org/

коллегами, занятыми в промышленности, в работе над научно-исследовательскими и образовательными проектами, развивать научно-практическую деятельность в стенах университета. Преподаватели должны умножать свои познания и практические навыки в инженерном деле. Очень важно, чтобы студенты считали преподавателя эталоном инженера.

При этом обеспечение качества профессиональной подготовки инженера в университете во многом зависит от выбора преподавателем такой методики обучения, которая позволит ему развить у студентов творческое мышление, подготовит их к решению различных профессиональных задач, научит проектировать и создавать различные продукты и системы, воплощать собственные идеи в жизнь. В процессе обучения необходимо научить студента самостоятельно ориентироваться в различных профессиональных ситуациях, решать типовые профессиональные задачи. Сделать это можно только путем специального формирования обобщенных методов решения типовых профессиональных задач специалиста. Возникает вопрос, как выделить типовые профессиональные задачи инженера, решаемые с применением знаний конкретной дисциплины.

Рассмотрим «механизм» выделения типовых профессиональных задач, решаемых специалистами любого профиля, предложенный Г. П. Стефановой [3]. Содержание этого механизма состоит из последовательности следующих действий:

1) анализ видов практической деятельности инженеров в той или иной области производства (машиностроения, судостроения, автомобилестроения, авиастроения, строительства, добычи и переработки углеводородного сырья и др.) с целью выявления типовых профессиональных задач, решаемых с применением знаний конкретной дисциплины;

2) выделение конечных продуктов деятельности по решению этих задач;

3) выявление типовых профессиональных задач инженера конкретной сферы производства.

Реализация данного «механизма» позволяет выделить типовые профессиональные задачи инженера любого конкретного направления подготовки. В частности, его применение для выявления типовых профессиональных задач инженера по направлению «Машиностроение», решаемых с применением физических знаний, позволило сформулировать четыре типа профессиональных задач:

1. Разработка технологии (метода) выполнения деятельности с определенными объектами в определенных условиях.

2. Устранение отклонений от нормы значений параметров состояния объекта.

3. Сохранение или транспортировка объекта без изменения заданных свойств.

4. Нахождение или оценка значения физических величин, описывающих свойства объекта в определенном состоянии.

Приведем примеры формулировок конкретных задач соответствующих типов, которые могут решаться студен-

тами, обучающимися по направлению «Машиностроение», при изучении курса физики:

1. Для создания любой стальной конструкции (например, автомобилей, теплоходов, баллонов газа, трубопроводов) возникает необходимость в соединений стальных деталей в единое целое. Разработайте технологию получения неразъемного соединения (задача первого типа).

2. В процессе транспортировки листового и профильного проката от действия случайных нагрузок возможны искривления формы. Предложите способ устранения данных дефектов (задача второго типа).

3. При сварке на открытых площадках (вне цеха) в зимнее время баллоны с углекислым газом замерзают, поэтому они должны находиться в теплом помещении (в цеху). Предложите способ транспортировки углекислого газа по трубопроводу при колебаниях температур от -20 до +200С (задача третьего типа).

4. Для определения наличия дефектов в сварных швах часто используют ультразвуковые методы контроля качества сварных соединений. Так, о наличии шлаковых включений, пор и трещин можно судить по интенсивности отражения продольной ультразвуковой волны от дефекта. Найдите коэффициент отражения ультразвуковых волн на границе раздела двух сред «сталь - воздух» (задача четвертого типа).

Для формирования у студентов умения успешно решать типовые профессиональные задачи необходимо разработать обобщенные методы их решения. В исследовании Г. П. Стефановой выявлены обобщенные методы решения выделенных выше типов задач [3].

С опорой на обобщенный метод решения задачи, связанной с разработкой технологии (метода) выполнения деятельности с определенными объектами в определенных условиях, приведем решение следующей задачи.

Задача. На участке нефтепровода, проходящего по дну Каспийского моря, обнаружена трещина. Для устранения данного дефекта необходимо вырезать поврежденный участок трубы. Разработайте технологию резки стального трубопровода под водой.

Метод решения задачи

1. Требуется выделить цель, для достижения которой нужно разработать технологию. В данном случае - создание метода, позволяющего разрезать стальные трубы под водой.

2. Необходимо выделить объект, на который нужно воздействовать. В данном случае таким объектом является стальной трубопровод.

3. Требуется выделить свойства объекта, которые должны быть изменены в соответствии с целью, указанной в пункте 1. В данном случае таковыми являются межатомные связи, именно разрушение кристаллической решетки приведет к разрезанию детали на части.

3. Подберем явления, процессы, воздействия, позволяющие изменить выделенные свойства так, чтобы они соответствовали требуемым. В качестве воздействующего объекта выберем дуговой разряд; явления, позволяющего передать тепло от дуги к металлу, - прохождение элек-

трического тока через газ; явления, позволяющего разрезать металл, - плавление.

4. Выделим условия, необходимые для осуществления этих явлений и воздействий. Так как разрезаемый образец находится под водой, для его подогрева требуется более мощное пламя. Пламя дуги можно получить, если между электродом и разрезаемой деталью создать газовую прослойку кислорода. Таким образом, электрический ток, протекая в направлении от электрода к детали, не взаимодействует с водой (вода - хороший проводник электрического тока), и сварщик не получит удар током. Кислородный пузырь, создающийся в месте разреза, оттесняет воду от нагреваемого участка стали. Продукты сжигания выдуваются струей кислорода. Электрод необходимо изолировать при помощи водонепроницаемого покрытия.

5. Разработаем принципиальную схему технического устройства. Кислород подается к месту реза по внешнему диаметру электрода. Электроды с кислородом находятся в водонепроницаемом кожухе. После пуска кислорода, который образует воздушную подушку у места реза, возбуждается дуга. Для осуществления резки необходимо наличие двух таких изолированных электродов, подсоединенных к источнику тока.

6. Проверим принципиальную схему установки на соответствие требованиям безопасности человека и окружающей среды. Формулируем вывод о том, что данный метод резки полностью удовлетворяет требованиям безопасности человека и окружающей среды.

7. Составим перечень необходимого оборудования: источник тока, два изолированных электрода, баллон с кислородом, водонепроницаемый кожух для электродов.

8. Составим программу разрезания стального трубопровода в воде: 1) подключить водонепроницаемые элек-

троды к источнику тока; 2) подать кислород; 3) зажечь дугу, 4) перемещать электроды вдоль линии реза.

Усвоение студентами обобщенных методов решения типовых профессиональных задач происходит на протяжении всего процесса обучения при изучении различных дисциплин (материаловедение, технология конструкционных материалов, теоретическая механика, сопротивление материалов, детали машин и основы конструирования, теория сварочных процессов, проектирование сварных конструкций и т. д.). Это позволяет увеличить число конкретных профессиональных задач, которые могут быть решены студентами. Студенты, овладевшие обобщенными методами решения типовых профессиональных задач, в дальнейшем успешно применяют их в своей профессиональной деятельности.

список источников и ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зимняя И. А. Социально-профессиональная компетентность как целостный результат профессионального образования // Тр. методол. семинара «Россия в Болонском процессе: проблемы, задачи, перспективы». - М., 2005.

2. Шаталова Н. Ставка на статус. Ассоциация инженерного образования России составила план действий на будущее // Поиск: Еженедельная газета научного сообщества. - 2011. - № 13 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// www.poisknews.ru/theme/edu/1052/ (дата обращения 18.11.2011).

3. Stephanova G. P. Theoretical fundamentals of realizing the principle of practical tendency of training in teaching physics. - Monograph. - M.: Publishing center «Academy», 2011. - 224 p.