Оценка эффективности формирования у студентов технических вузов способности к инновационной инженерной деятельности в процессе обучения общетехническим дисциплинам

4. Карпова, О. Л. Теоретические основы развития самообразовательной деятельности студентов вуза: монография / О. Л. Карпова. - Челябинск : УралГУФК, 2007. - 196 с.

5. Никифоров, Г. С. Самоконтроль человека : монография / Г. С. Никифоров. -Л.: ЛГУ, 1989. - 192 с.

6. Ненашева, Л. А. Моделирование профессиональной деятельности в учебном процессе / Л. А. Ненашева, Л. Г. Семушина // Проблемы средней специальной школы : обзор информ. — Вып. 2. - М. : Просвещение — 1989. — 40 с.

7. Ожегов, С. И. Словарь русского языка / С. И. Ожегов. - М. : Русский язык, 1984. - 797 с.

8. Философский словарь / Под ред. М. М. Розенталя, П. Ф. Юдина. - М.: Политиздат, 1968.-432 с.

9. Штоф, В. А. Проблемы методологии научного познания / В. А. ПГтофф. — М.

: Высшая школа, 1978. - 269 с.

10. Яковлев, Е. В. Педагогический эксперимент: квалиметрический анализ: монография / Е. В. Яковлев. - Челябинск : Изд-во ЧГПУ, 1998. — 136 с.

И. Яковлева, Н. О. Моделирование как метод создания педагогического проекта / Н. О. Яковлева // Образование и наука. - 2002. - № 16 (18). - С. 3-13.

УДК: 378. 016: 62

Н. И. Наумкин

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ У СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ СПОСОБНОСТИ К ИННОВАЦИОННОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ

Выбор инновационного пути развития экономики страны определил в качестве одной из приоритетных задач для высшего профессионального образования, задачу подготовки специалистов готовых к инновационной деятельности. Применительно к специалистам в области техники и технологий, это — будет их готовность к инновационной инженерной деятельности. Под инновационной инженерной деятельностью мы будем понимать разработку и создание новый техники и технологий, доведенных до вида товарной продукции, представленной охранными документами на интеллектуальную собственность, технической документацией или промышленными образцами, обеспечивающими экономический, социальный или другой эффект, и следовательно являющихся конкурентоспособными. Ее основными характеристиками являются [I]: усиление творческого характера деятельности; интеграция инженерных функций и видов деятельности; ориентация на пот-

ребности рынка; эффективная межпрофессиональная коммуникация. Все перечисленные характеристики предусматривают соответственно: умение творчески и нешаблонно решать профессиональные задачи, быстро ориентироваться в больших объемах информации; эффективное сочетание изобретательских и конструкторских функций при проектировании изделий и технологий и организации их производства, умение самостоятельно принимать решение; стремление непрерывно повышать качество товаров и услуг, соответствующих требованиям рынка; готовность к эффективной работе в команде с представителями других профессий для решения профессиональных задач, а применительно к процессу обучения - готовность к работе с преподавателями различных дисциплин, в процессе подготовки будущих инженеров к инновационной инженерной деятельности.

В связи с вышеизложенным, сформулируем само понятие «способность к инновационной инженерной деятельности». Под способностью к инновационной инженерной деятельности, в рамках рассматриваемого исследования, будем понимать такую совокупность взаимосвязанных индивидуально-психических особенностей личности, которая определяет пригодность студента к успешной инновационной инженерной деятельности, существующую и развивающуюся в условиях этой деятельности, при наличии соответствующих знаний, умений, навыков, а также определяющую готовность к обучению новым способам и приемам этой деятельности.

В этих условиях, в системе высшего профессионального образования особую значимость приобретают общетехнические дисциплины, формирующие у будущих специалистов основы инженерных знаний, способность к конструированию и инженерной деятельности. В период перехода на двухуровневую систему образования общетехнические дисциплины не только не утрачивают своих позиций, но и начинают играть роль первостепенных, так как основная масса (до 70%) всех специалистов с высшим образованием, будет представлена бакалаврами, с хорошей фундаментальной и общетехнической подготовкой, способных самостоятельно адаптироваться и трудоустроится на рынке труда, и в существенно меньших масштабах магистрами -специалистами с глубокими профессиональными знаниями и творческими способностями для выполнения прикладных научных исследований и решения сложных инженерных задач.

Из всех общетехнических дисциплин особо следует выделить механику, объединившую существовавшие, до введения ГОС второго поколения, самостоятельно такие дисциплины как: сопротивление материалов, теорию механизмов и машин, детали машин и основы конструирования. Эта дисциплина, базируясь на фундаментальных законах, понятиях и представлениях дисциплин естественнонаучного цикла, является ретранслятором этих знаний и собственных научно-технических теорий в специальные дисциплины, а также способствует развитию у студентов творческого потенциала, способ-

ности их к анализу, синтезу и проектированию механических систем - а следовательно, формирует у них способность к инновационной инженерной деятельности. Вместе с тем, в Государственных образовательных стандартах высшего профессионального образования образца 2001 г. на значительный объем учебного материала по механике отводится меньшее количество часов по сравнению с учебными планами 1999-2000 гг., из них 50% времени учебной нагрузки отводится на самостоятельную работу, требующую, для обеспечения ее эффективной организации, разработки специальных учебнометодических материалов, а для обучения, во время аудиторных занятий -интенсификации учебного процесса.

К проблеме преподавания отдельных разделов механики обращались такие исследователи как: Г. Н. Стайнов (детали машин), Г. М. Ицкович (сопротивление материалов), С. А. Чернавский (детали машин), М. М. Зинов-кина (детали машин и основы конструирования), Г. И. Шабанов (детали машин и основы конструирования), Д. В. Чернилевский и О. К. Филатов (детали машин) и др. Вместе с тем, исследований, посвященных комплексному методическому подходу, к подготовке студентов втузов по общетехническим дисциплинам, обеспечивающих взаимосвязь и преемственность фундаментальных, общетехнических и профессионально-направленных знаний и умений, а также формирующих у студентов способность к инновационной инженерной деятельности до сих пор нет, поэтому задача разработки такой целостной методической системы обучения общетехническим дисциплинам является весьма актуальной.

В связи с этим, нами была разработана и реализована концепция методической системы формирования у студентов технических вузов способности к инновационной инженерной деятельности в процессе обучения общетехническим дисциплинам на основе развития творческого потенциала, направленная на реализацию взаимосвязи естественнонаучных, общетехнических и специальных дисциплин. Основными положениями концепции являются:

- методическая система обучения студентов втузов общетехническим дисциплинам необходимо строить на основе интеграции основных положений существующих передовых методических подходов, теорий обучения и технологий (инновационного, компетентностного, деятельностного, развивающего, модульного, дифференцированного, научного и др.), способствующих формированию у студентов способности к инновационной инженерной деятельности, а также принципов единства фундаментальности и профессиональной направленности, с учетом индивидуальных особенностей студентов;

- методическая система обучения студентов втузов общетехническим дисциплинам необходимо строить на основе единства, взаимосвязи и взаимодополнения основного курса «Механика», сопутствующих развитию творческого потенциала курсах

и самостоятельной работы в условиях олимпиадной и научно-исследовательской среды;

— процесс обучения общетехническим дисциплинам на основе развития творческого потенциала, способствующего формированию у студентов способности к инновационной инженерной деятельности в технических вузах должен рассматриваться как методическая система, элементами которой являются цели, содержание, методы, формы и средства обучения.

Для оценки эффективности обучения студентов технических вузов общетехническим дисциплинам на основе предложенной концепции был проведен педагогический эксперимент, в котором принимали участие студенты инженерных специальностей различных вузов России (участники ВСО и конкурсов по специальности), свыше 1000 иногородних студентов, свыше 2000 студентов МГУ им. Н. Г1. Огарева, а также более 100 преподавателей естественнонаучных, общетехнических и специальных дисциплин. Эксперимент включал три этапа: констатирующий, поисковый и обучающий (табл. 1) и проводился по схеме, изображенной на рис. 1. Откуда видно, что в ходе эксперимента были задействованы все обучающие процессы (учебный, учебно-исследовательский, научно-исследовательский, олимпиадная и научно-исследовательская среда). В отличие от традиционных форм проведения эксперимента, нами использовались Всероссийские студенческие олимпиады (ВСО) по теории механизмов и машин (1-111 туры), а также конкурсы по направлению «Агроинженерия». Так как, результаты участия студентов в этих мероприятиях, являются интегральными показателями уровня способности студентов к инновационной инженерной деятельности. Это объясняется тем обстоятельством, что они позволяют реализовать физическое моделирование будущей квазипрофессиональной инженерной деятельности, а именно - в условиях стрессовой ситуации, ограничения времени, в составе команды студентам приходится решать творческую техническую задачу, а участвую в конкурсе, дополнительно выполнять творческое практическое упражнение.

В результате констатирующего этапа этого эксперимента (1988-1995 гг.) [2] была обоснована актуальность темы исследования.

Поисковый эксперимент проходил в период (1995-1999 гг.) в нескольких направлениях:

— определение требований к содержанию и структуре основного курса «Механика», способствующего формированию у студентов способности к инновационной инженерной деятельности;

— определение содержания и программ по дисциплине «Механика», при обучении студентов инженерных специальностей на основе развития творческого потенциала, с учетом естественнонаучного и профессионально-направленного материала;

— частичная их апробация в ходе лабораторного эксперимента.

Общая характеристика педагогического эксперимента

Этап Цель Годы Экспериментальна» база Участники эксперимента Методы и виды

деятельности

Выявление состоя- с КТУ (г. Бишкек), КГМИ Студенты 1-5 курсов специальнос- Анкетирование, беседы,

ния инновационно-про- 1988 (г. Бишкек), МГУ им. тей: «Технология машиностроения», интервыорование, тестирова-

>15 фес сионального препода по Н. П. Огарева, «Металлорежущие станки и инстру- ние, изучение опыта работы

X И вания естественно- науч- 1995 (г. Саранск), СамГУПС (г. менты», «Механизации с/х», «Техно преподавателей, анализ

Я 2 ных, общетехни- ческих и г. г. Самара), БашГАУ логия обслуживания и ремонта полученных результатов

специальных дисциплин (г. Уфа), ПензГСХА машин», «Электрификация и автома-

£ й инженер ных факультетов (г. Пенза), И ж ГСХА тизация с/х»,.«Энергетическое обес-

н о вузов (г. Ижевск), МарТУ печение предприятий» и др. Пре-

Эч 3 (г. Йошкар-Ола), КазГСХА подаватели естественнонаучных,

(г. Казань) и др. о бщетехнических и специальных дисциплин инженерных факультетов вузов

Выявление требова ний с Рузаевский институт маши- Студенты инженерных Анкетирование, беседы,

к программам по курсу 1995 ностроения, институт меха- специальностей наблю

« «Механика» для втузов, по ники и энергетики МГУ им. 1-5 курсов. Преподаватели естест- дение, интервьюрование,

2 ш опреде- ление их содержа- 1999 Н. П. Огарева, Самарский веннонаучных, общетехнических экспериментальное препода-

к о ния с учетом интеграции Г.Г. государственный универси- и специальных дисциплин инженер- вание, обсуждение элементов

к О фундаментальных, про- тет путей сообщения, Пензен- ных факультетов. методики, анализ работы

С фессионально -направленных и проектных знаний и умений ская сельхозакадемия

Проверка справедли- с Рузаевский институт маши- Студенты 1-5 курсов, препо- Проверка гипотезы

>к к вости разработанной гипо- 1999 ностроения, институт меха- даватели естественнонаучных, исследо

І тезы и концепции обу- по ники и энергетики МГУ им. общетехнических вания на всех этапах обуче-

£ <ч чения студентов втузов 2007 Н. П. Огарева, Самарский и специальных дисциплин инженер- ния (основной курс «Меха-

>, дисциплине «Механика» г.г. государственный универси- ных факультетов ника», сопутствующие

О на основе развития творческого потенциала тет путей сообщения, Пензенская сельхозакадемия курсы, В СО, НИРС)

Н. И. Наумкин

КОНСТАТИРУЮЩИЙ

поисковый

Обоснование актуальности темы исследования

Л—г

Хэкспери/

\meht/

Определение содержания естественнонаучного и профессионально направленного материала

О,

1=1

О

У

Г)

ю

О

Экспериментальная группа

О

О

о

а-

о

&

УЗ

(и

я*

>1

НТТМ

Основной

курс

«Механика»

Сопутствующие курсы

э-

о

и

134

0

1

о

&

О

и

СП

Контрольная группа

0 н

Й

1

О

КС

1

§

е

о

Я

ю

о

о

о

к

О

Рис, 1. Схема проведения педагогического эксперимента.

Для определения содержания естественнонаучного и профессионально направленного материала и их места при изучении курса «Механика» проводился анализ содержания общетехнических и специальных дисциплин. Практическим итогом этого этапа педагогического эксперимента явились: программа и учебники, методические пособия и указания по дисциплине «Механика» для втузов с инновационно-профессиональным содержанием; задания к лекционным и практическим занятиям, как по основному курсу «Механика», так и по курсу «Основы инженерного творчества»;

— задания к курсовым расчетно-проектным работам по основному курсу «Механика» с учетом профиля специальности;

- лабораторный практикум по основному курсу «Механика» для студентов втузов, а также система заданий к лабораторным и практическим занятиям.

На обучающем этапе эксперимента (1999-2007 гг.) проверялись гипотеза исследования и концепция методической системы формирования у студентов технических вузов способности к инновационной инженерной деятельности, в процессе обучения общетехнической дисциплине «Механика» и решались следующие задачи:

1. Оценка эффективности формирования у студентов теоретических знаний.

2. Оценка эффективности формирования у студентов практических умений.

3. Оценка эффективности применения инновационно-профессиональных знаний и умений при выполнении курсовых проектов и решении профессиональных задач инновационного типа.

4. Оценка эффективности межпрофсссиональной коммуникации.

В ходе исследования была проведена систематизация элементов, характеризующих способность студентов к инновационной инженерной деятельности (табл. 2). При проведении сравнительного эксперимента выявлялась разница между показателями этих элементов у студентов контрольных и экспериментальных групп и оценивалась значимость разницы этих показателей с помощью статистических методов. В табл. 2 приведены их значения до и после эксперимента. .

Таблица 2

Основные элементы, характеризующие способность к инновационной инженерной деятельности

№/ № Элементы, характеризующие способность к ИИД Форма контроля Показатель эффективности Значения показателен

До После

1 2 3 4 5 6

1 Творческий потенциал Способность решать творческие теоретичес кие задачи (СТЗ) ВСО по механике / тест Занятое место / X2 критерий -/ 0,78 1-3/ 47

2 Владение фундаментальными знаниями (ВФЗ) ВСО по механике / тест Занятое место / X2 критерий -/ 0,99 1-3/ 20,7

3 Владение общетехническими знаниями (ВОТЗ) ВСО / тест Занятое место / X2 критерий -/ 0,45 1-3/ 35,3

4 Способность творчески решать профессиональные задачи(СПЗ) Конкурсы Занятое место - 1-2

Окончание таблицы

1 2 3 4 5 6

5 Интеграция инженерных функций Владение знаниями техно» логии производства (ВЗТП) Тесты X2 критерий 10,1 35,3

6 Способность постановки профессиональной задачи (СППЗ) Конкурсы / реальное проектирование Занятое место / успеваемость в баллах -/3,6 1/4,8

7 Умение самостоятельно принимать решение (ССР) ВСО, конкурсы / проектирование Место в лич ном первенстве/ успеваемость в баллах -/3,6 1-6/ 4,8

8 Способность к изобретательству (СИ) Творческие конкурсы /заявки Награды/наличие заявок, патентов - 10

9 Способность к проектированию (СП) Проектирование Успеваемость в баллах 3,6 4,8

10 Ориентация на рынок Умение представлять решение в конечном продукте (УКП) Проектирование / изобретательство Реальные проекты / наличие патентов - 20/5

11 Диверсифика- ция Умение пользоваться междисциплинарными знаниями (УМЗ) Проектирование / ВСО, конкурсы Успеваемость/ занятое место 3,6/- 4,8/1

12 Способность к работе в команде (СРК) Проектирование / ВСО, конкурсы Успеваемость в баллах / занятое место 3,6/- 4,8/1

Рис. 2. Эффективность развития элементов, характеризующих способность студентов к инновационной инженерной деятельности

На рис, 2 приведена графическая интерпретация результатов эксперимента в виде гистограммы распределения вышеупомянутых элементов способности к инженерному творчеству, откуда можно сделать важный вывод о том, что при обучении общетехническим дисциплинам по предложенной методике в экспериментальных группах увеличивается количество студентов с высоким уровнем развития элементов, характеризующих их способность к инновационной инженерной деятельности.

На основании вышеизложенного, можно заключить, что в результате проведенного, по разработанной программе различными методами, педагогического эксперимента получены данные, свидетельствующие об эффективности обучения студентов различных инженерных специальностей дисциплине «Механика» (объем, осмысленность, прочность). Доказано, что предлагаемая концепция на основе интеграции основных положений существующих передовых методических подходов, теорий обучения и технологий, обеспечивающих формирование у студентов способности к инновационной инженерной деятельности, а также на основе единства, взаимосвязи и взаимодополнения основного курса «Механика», сопутствующих развитию творческого потенциала курсах (основы инженерного творчества, патентоведения и др.) и самостоятельной работы в условиях олимпиадной и научно-исследовательской среды, при использовании в процессе обучения студентов технических вузов общетехническим дисциплинам, способствует осознанному изучению и успешному применению знаний по общетехническим дисциплинам при изучении циклов дисциплин учебных планов инженерных специальностей, а также позволяет повысить качество подготовки специалистов в области техники и технологий и выполнить требования, предъявляемые к инженерным кадрам современными высокотехнологичными промышленными предприятиями, главным из которых является способность специалиста к инновационной инженерной деятел ьности.

Библиографический список

1. Глотова, Г. В. Развитие творческого потенциала будущих инженеров в вузах США и Западной Европы [Текст]: автореф. дис. ... к-та пед. наук. Казань, 2005. 21 с.

2. Наумкин, Н. И. Результаты анкетирования участников Всероссийского студенческого конкурса но специальности «Механизация сельского хозяйства» [Текст] / Н. И. Наумкин, В. Ф. Купряшкин, Е. Н. Наумкина и др., // XXXV Огарев-ские чтения: мат-лы науч. конф. : в 2 ч. 4.2. Естественные и технические науки. — Саранск : Изл-во Мордов. ун-та, 2007. - С. 316-321.