Инвариантный и вариативный компоненты содержания естественнонаучной образовательной программы подготовки будущих инженеров

9. Миронова, Л.И. Электронный учебно—методический комплекс дисциплины как средство повышения познавательной активности студентов вуза [Текст] / Л. И. Миронова // Сибирский педагогический журнал. - 2009. - № 2, - С. 118 - 124.

10. Дулатова, З.А. О культуре трансляции способов рассуждений [Текст] / З.А. Ду-латова // Сибирский педагогический журнал. - 2009. - № 2. - С. 220 - 228.

11. Гетманская, Е.В. Эвристический метод: генезис и современное функционирование [Текст] / Е. В. Гетманская // Сибирский педагогический журнал. - 2009.  № 2. -С. 261 -268.

12. Карташов, Е.А. Краткосрочная интенсивная школа как образовательная среда для учащихся старших классов [Текст] / Е, А. Карташов, В. С. Нургалеев // Сибирский педагогический журнал. — 2009. - № 2. - С. 284 - 289.

13. Романова, М.А. Традиционные подходы к когнитивному развитию [Текст] / М. А. Романова // Сибирский педагогический журнал. - 2008. - № 4. - С. 306-311.

14. Корнилова, О.А. Организация эвристического обучения как условие формирования профессиональной рефлексии будущих специалистов социальной работы [Текст] /

О.А. Корнилова, B.C. Нургалеев // Сибирский педагогический журнал. - 2008. - № 2. -С. 176-180.

15. Середенко, П.В. Подготовка учителя - исследователя в вузе [Текст] / П.В. Се-реденко // Сибирский педагогический журнал. - 2008. - № 2. - С. 181-189.

16. Наурызбаева, Р.Н. Применение эвристических методов в развитии художественно-творческой деятельности учащихся средствами народных традиций [Текст] / Р.Н. Наурызбаева // Сибирский педагогический журнал. — 2008. - № 2. - С. 295-300.

17. Ишкова, А.Э. Развитие исследовательской компетентности педагогов и учащихся в рамках начального и среднего профессионального образования [Текст] / А.Э. Ишкова II Сибирский педагогический журнал. - 2008. - № 2. - С. 344-351.

18. Таранова, М.В. Сравнительный анализ компонентов структуры творческой, исследовательской и учебной деятельности [Текст] / М. В. Таранова // Сибирский педагогический журнал. - 2009. - № 1. - С. 256 - 267.

19. Климова, Т.Е. Метод восхождения в формировании опыта научноисследовательской деятельности студента [Текст] / Т.Е. Климова, Е.П. Романов, М.В. Романова// Сибирский педагогический журнал. - 2008. - № 3. - С. 78-85.

20. Ефимова, Е.В. Научно-исследовательская деятельность бакалавров и магистров в системе управления качеством профессионального образования [Текст] / Е.В. Ефимова, Г.И. Калимуп-лина// Сибирский педагогический журнал. - 2009. - № 2. - С. 469 - 475.

УДК 37

Калеева Жанна Григорьевна

Кандидат педагогических наук, доцент Орского гуманитарно-технологического института (филиал) ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», jkaleeva@yandcx.ni, Орск

ИНВАРИАНТНЫЙ И ВАРИАТИВНЫЙ КОМПОНЕНТЫ СОДЕРЖАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ ИНЖЕНЕРОВ

Kaleyeva Jeanne Grigoryevna

Candidate of pedagogy, senior lecturer of the Orsk Institute of Humanities and Technology, a branch of the Orenburg State University, jkaleeva@yandex.ru, Orsk

INVARIANT AND VARIANT COMPONENTS OF THE CONTENTS NATURALLY SCIENTIFIC EDUCATIONAL PROGRAM OF PREPARATION FUTURE ENGINEER

Современная подготовка компетентных специалистов предполагает интеграцию образования, науки и производства в единый дидактический комплекс, ориентированный на качественное осуществление будущим специалистом производственных функций. Эффективность процесса формирования профессиональной компетентности будущих инженеров зависит от адекватного соответствия содержания предметной области естественнонаучных дисциплин специфике профессиональной деятельности, требованиям современного производства, социокультурным и экономическим факторам. Процесс быстрого устаревания технологических знаний, обусловленный высокими темпами информационно-технического развития, предполагает необходимое обновление, модернизацию и профессиональную ориентацию содержания курсов естественнонаучных дисциплин в высших учебных заведениях.

Образовательный стандарт государственного высшего профессионального образования (ГОС ВПО) позволяет соотнести предметное содержание естественнонаучных дисциплин с необходимыми сферами компетентной профессиональной деятельности специалиста. Функционально-содержательное наполнение естественнонаучного курса должно не только обеспечивать реализацию основной образовательной программы подготовки будущего инженера по естественнонаучным дисциплинам, но и отражать специфику будущей профессиональной деятельности. При этом содержание образовательной программы по естественнонаучным дисциплинам можно структурировать в организационно-методические блоки, определяющие инвариантный (общий для всех специальностей) и вариативный (с учетом профессиональной специфики) компоненты содержания естественнонаучной образовательной программы подготовки будущего инженера. Варьирование сложности и объема содержания учебного материала курсов естественнонаучных дисциплин целесообразно производить в соответствии с уровневой дифференциацией обучающихся по критериям развития уровня профессиональной компетентности будущих инженеров. Инвариантный компонент содержания образовательной программы является обобщением требований ГОС ВПО к обязательному минимуму содержания естественнонаучных дисциплин по выбранным нами направлениям подготовки специалистов. Для анализа было выбрано семь направлений подготовки группы «техника и технологии», по которым осуществляется профессиональная подготовка в ОГТИ (филиале) ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»: 650800 — Теплоэнергетика; 650900 - Электроэнергетика; 651700 - Материаловедение, технологии материалов и покрытий; 653300 - Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования; 654500 - Электротехника, электромеханика и электротехнологии; 654600 - Информатика и вычислительная техника; 657800 - Конструкторско-технологическое обеспе-

чение машиностроительных производств. Вариативная часть образовательной программы подготовки будущего инженера по естественнонаучным дисциплинам в таблице представлена на примере специальности «автомобили и автомобильное хозяйство». Основанием составления описания вариативной компоненты содержания образовательной программы для других направлений подготовки будущих инженеров аналогично приведенному примеру, является сфера технического применения основных естественнонаучных знаний в профессиональной деятельности.

Согласно ГОС ВПО естественнонаучные дисциплины физика, химия и экология изучаются по всем выбранным нами направлениям подготовки специалистов. Дисциплина «Физические основы электроники» - изучается только по одному направлению подготовки (654500 - Электротехника, электромеханика и электротехнологии). Основы физики полупроводников и полупроводниковых приборов, изучаемые в указанной дисциплине, рассматриваются в разделах общей физики, поэтому в обобщенной таблице эта дисциплина указываться не будет. Теоретическая механика, не смотря на то, что она представляет собой обширную самостоятельную науку, тоже по существу является одним из разделов физики. Изучается она только по двум направлениям подготовки специалистов (654500 -Электротехника, электромеханика и электротехнологии, и 650800 - Теплоэнергетика), и поэтому, называя естественнонаучные дисциплины, мы будем говорить о физике, химии и экологии.

Компоненты содержания естественнонаучной образовательной программы подготовки будущих инженеров (на примере специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Инвариантный обязательный минимум содержании основной образовательной программы подготовки будущего инженера по естественнонаучным дисциплинам Вариативный компонент содержания образовательной программы подготовки будущего инженера по естественнонаучным дисциплинам с учетом профессиональной специфики

1 2

Физика

Физические основы механики: понятие состояния в классической механике, уравнения движения, законы сохранения, ииер-циальные и неинерциальные системы отсчета, основы релятивистской механики и принцип относительности, кинематика и динамика твердого тела, жидкости и газов. Изменение угловой скорости вращения колее при поворотах автомобиля с помощью дифференциала. Передача и изменение крутящего момента от двигателя на ведущие колеса в работе трансмиссии. Деформации материалов (тепловое расширение клапана газораспределительного механизма в двигателе внутреннего сгорания). Погрешность и порог чувствительности указывающих контрольно-измерительных автомобильных приборов.

Молекулярная физика и термодинамика: законы идеальных газов; три нача-ла термодинамики, кинетическая теория газов; термодинамические функции состояния, фазовые равновесия и фазовые переходы, элементы неравновесной термодинамики, кинетические явления; реальные газы и пары; жидкости; твер-дые тела, статистическая физика и термодинамика; порядок и беспорядок в природе; Превращение тепловой энергии топлива в механическую энергию в двигателе внутреннего сгорания, условия сгорания рабочей смеси. Физические явления; воспламенение топлива от сжатия, процессы теплопередачи в системе охлаждения автомобиля, расширение и сжатие охлаждающей жидкости. Различие температур замерзания жидкостей (на примере способа удаления воды из бензина). Шинные манометры.

Продолжение таблицы

1 2

Электричество и магнетизм: электростатика и магнитостатика в вакууме и веществе, уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме, квазиста-ционарные токи, принцип относительности в электродинамике Превращение электроэнергии в .механическую энергию вращения вала в электродвигателях. Применение физических законов и явлений в работе электрооборудования автомобиля: - система электроснабжения (аккумуляторная батарея (ЭДС, изменение потенциала электрода, омическое сопротивление, разрядная емкость), явление электромагнитной индукции в работе генератора постоянного тока, регуляторы напряжения бортовой сети автомобиля, выпрямление переменного тока (векторные диаграммы фазных напряжений); - система пуска (принцип работы электродвигателя в стартере, аккумуляторная батарея, реле); - система зажигания (катушка зажигания, распределитель напряжения, искрообразование и электрический разряд в работе свечи зажигания, влияние внешних условий и геометрии электродов для пробивного напряжения и типа разряда), транзисторный коммутатор); - контрольно-измерительные приборы. Магнитоэлектрические, электромагнитные и импульсные приборы для измерения скорости автомобиля, частоты вращения коленчатого вала двигателя, температуры, давления, уровня топлива и тормозной жидкости, контроля зарядного режима и уровня поддерживаемого напряжения аккумуляторной батареи. Датчики электрических приборов (зависимость сопротивления от температуры в работе реостатных и терморезисторных датчиков, зависимость ЭДС термопары от температуры, закон Джоуля-Ленца в термобиметаллических датчиках, явления индукции и самоиндукции, эффект Холла в датчики электронных, информационных систем). Работа потребителей тока бортовой системы автомобиля — звуковые сигналы, стеклоочистители, электрооборудование, обеспечивающее отопление и вентиляцию, антиблокировочные системы управления тормозами. Явление гистерезиса в электронном реле включения вентилятора системы охлаждения генератора и двигателя внутреннего сгорания. .

Оптика, колебания и волны: геометрическая и волновая оптика; механические и электрические колебания; электромагнитные волны; гармонический и ангармонический осциллятор, свободные и вынужденные колебания, кинематика волновых процессов, интерференция и дифракция волн, основы акустики, принцип голографии. Типы автомобильных фар: параболические, рефлекторные, прожекторные. Современные осветительные технологии, устройство и настройка линзовых систем, системы освещения и световой сигнализации, осветительных приборов (фар головного света, противотуманных фар), светосигнальных приборов (габаритных и стояночных огней, световозвращателей, указателей поворота, включателей и переключателей). Оценка оптических параметров автомобильных фар (индекс цветопередачи, яркость светового потока). Применение явления поляризации в дихроичных фильтрах фар. Интерференционные цветные светофильтры и зеркала заднего вида. Явление дифракции и особенности радиоприема в автомобиле, высота установки автомобильных радиоантенн, электрические и магнитные антенны. Принцип голографии в дисплеях с элементами приборных панелей, встроенные в. зеркала заднего вида автомобилей высокого класса.

Продолжение таблицы

1 2

Квантовая физика: тепловое излучение, фотоны, строение атома, корпускулярноволновой дуализм; электроны в кристаллах, явления сверхпроводимости, полупроводники, туннельный эффект; принцип неопределенности, квантовые состояния, квантовые уравнения движения, энергетический спектр атомов и молекул, природа химической связи, квантовые оптические генераторы . Применение законов теплового излучения, пирометров в технологических процессах производства сырой резины (шин, резиновых изделий) для бесконтактной оценки высоких температур и/или температур движущихся деталей. Применение термопары и термоэлементов в автомобильных мультиметрах, датчиках указателя температуры охлаждающей жидкости, сигнализаторах температуры. Применение явления фотоэффекта: электродвигатели электрического и гибридного транспорта, бортовое питание транспортного средства (вентиляторы, кондиционеры, подзарядка аккумулятора от фотоэлемента). Использование фотоэлементов в шлагбаумах и барьерах. Электронные регуляторы напряжения в системе электрооборудования автомобиля, триггеры, транзисторы, диоды (защита от перенапряжений электронного оборудования автомобилей, транзисторов, блок электронного зажигания на тиристоре автомобиля).

Химия

химические системы; растворы, дисперсные системы, электрохимические системы, катализаторы и каталитические системы, полимеры и олигомеры; химическая термодинамика и кинетика; энергетика химических процессов, химическое и фазовое равновесие, скорость реакции и методы ее регулирования, колебательные реакции; реакционная способность веществ; химия и периодическая система элементов, кислотно-основные и окислительно- восстановительные свойства веществ, химическая связь, компдиментар-ность; химическая идентификация; качественный и количественный анализ, аналитический сигнал, химический, физикохимический и физический анализ; физикохимическое старение материалов; Коррозия. Химические свойства материалов. Фазовые переходы, температура кристаллизации, температура замерзания охлаждающей жидкости, катализаторы ингибиторы. Химические свойства и состав антифризов в системе охлаждения автомобилей. Электрохимические реакции в аккумуляторах. Преобразование химической энергии топлива в электрическую в автомобилях с топливными элементами. Конструкция и принцип действия топливного элемента. Многокомпонентные химические реакции и электрохимические получения анодного материала.. Химические основы работы аккумулятора, химические процессы в свинцово- кислотных аккумуляторах автомобилей.

Окончание таблицы

1 2

Экология

Биосфера и человек: структура биосферы, экосистемы, взаимоотношения организма и среды, экология и здоровье человека; глобальные проблемы окружающей среды; экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы; основы экономики природопользования; экозащитная техника и технологии; основы экологического права, профессиональная ответственность; международное сотрудничество в области окружающей среды, Виды загрязнений окружающей среды в технологических процессах, процессе эксплуатации транспорта и транспортного оборудования. Химическое загрязнение: состав автомобильных выхлопных газов (токсичные компоненты, канцерогены). Влияние выхлопных газов на здоровье человека, отравления в замкнутом пространстве, строительные нормы на вентиляцию сооружений связанных: с эксплуатацией и обслуживанием автомобилей, Способы снижения количества выбросов и их токсичности. Оценка экологической безопасности и экономичности различных видов двигателей. - Электромагнитное загрязнение: использование диодов для устранения помех, созданные переходными процессами, возникающие при отключении емкостной или индуктивной нагрузки в электронном оборудовании автомобильной техники. Способы стабилизации перенапряжений в автомобильных устройствах, содержащих катушки индуктивности: генератор переменного тока, стартер, реле и т д. Система зажигания как наиболее сильный источник помех. - Транспортные средства как главные источники шумового загрязнения, влияние шума на здоровье людей, методики уменьшения или устранения шума. Тепловое и световое загрязнения на примере автотрасс.

Изучение естественнонаучных дисциплин дает фундаментальные представления о структуре окружающего мира и месте в нем человека, позволяет формировать рационально-логическое мышление, важное как для всеобщей мировоззренческой, так и для профессиональной ориентации специалиста. Получение систематического естественнонаучного образования формирует представления об объективности общих и профессиональных знаний, разнообразии альтернативных методов и дополнительных подходов к постановке и решению задач, понимание социальной значимости полученных результатов профессиональной деятельности. Грамотное применение естественнонаучных знаний и методов в производственно-практической деятельности способствует не только развитию экономической, экологической и социальной сфер общества, но и техногенной культуры в целом, поскольку позволяет осваивать и применять в практической деятельности универсальные наукоемкие технологии, выходящие за рамки конкретной профессии. Наличие естественнонаучной подготовки позволяет получить представление об основных идеях, принципах и методах естественных наук, а так же дает возможность понимания общих законов природы, на основании которых строится и усовершенствуется производственная деятельность, связанная с управлением материальными ресурсами и техническими процессами.

Сопоставление междисциплинарной интеграции естественнонаучных дисциплин с предметно-технологической деятельностью специалиста позволяет говорить об осуществлении профессиональной подготовки и самоподготовку инженера на качественно новом уровне. Значительный потенциал естественнонаучных знаний (представленных в «эталонной», ин-

вариантной компоненте), массированно и точно направленный на формирование представлений о конкретном применении абстрактных научных знаний о природе в профессиональной деятельности позволяет разрешить проблему целостного представления о предметно-технологических задачах специалиста на новом профессионально-мировоззренческом уровне. Научно-теоретический анализ профессиональной области применения естественнонаучных знаний (представленных в вариативной компоненте) позволяет решить задачу обновления содержания высшего технического образования, развития интеграции образования, науки и производства. Предложенные инвариантный и вариативный компоненты содержания естественнонаучной образовательной программы подготовки конкурентоспособных инженеров могут быть использованы преподавателями вузов для построения педагогических систем, разработке лекционных курсов, методических комплексов, учебных программ, профессионально ориентированных технологий изучения естественнонаучных дисциплин.

Библиографический список

1. Елагина, JT.B. Актуальность компетентностного подхода к формированию содержания профессионального образования [Текст] / Л.В.Елагина // Проблемы формирования профессиональной компетентности будущего специалиста: мат-лы межрегиональной научно-практической конференции. - Оренбург: Пресса, 2008. - С. 33-38,

2. Матвеева, Т.А. Формирование профессиональной компетентности студентов технического вуза в условиях информатизации образования [Текст]: авт. дисс. д-ра пед. наук: 13.00.08 / Т.А. Матвеева. - Нижний Новгород, Российский государственный профессионально-педагогический университет. - 2008. —46 с.

3. Земцова, В.И. Управление учебно-профессиональной деятельностью студентов на основе функционально-деятельностного подхода[Текст]: монография / В.И. Земцова. - М.: Компания Спутник+, 2008. - 208 с.

4. Ильязова, М.Д. Компетентностный подход и задачи развития современной высшей школы [Текст] / М.Д. Ильязова // Сибирский педагогический журнал. - 2008. -№ 3. - С. 61-77.

5. Соловова, Н.В. Методическая компетентность преподавателя вуза в условиях реформирования и модернизации системы высшего профессионального образования [Текст] /Н.В. Соловова // Сибирский педагогический журнал.- 2008.- № 3. - С. 122-131.

6. Апарина, JI.A. Оценка универсальных компетенций специалиста [Текст] / JI.A. Апарина// Сибирский педагогический журнал. - 2009. - № 3. - С. 35 - 42.

7. Шипилина, Л.А. К вопросу о разработке компетентностной характеристики магистра педагогики [Текст] / Л.А. Шипилина // Сибирский педагогический журнал. -2008. - № !. - С. 114-127.

8. Мунасыпов, И.М. Развитие профессиональной компетентности будущих учителей технологии [Текст] / И.М. Мунасыпов // Сибирский педагогический журнал. -2008.-№ 2.-С. 130-139.

9. Щербакова, В.В. К вопросу о профессиональной компетентности [Текст] / В.В. Щербакова // Сибирский педагогический журнал. - 2008. - № 2. - С.139-145.

10. Миронова, Л.И. Электронный учебно—методический комплекс дисциплины как средство повышения познавательной активности студентов вуза [Текст] / Л.И. Миронова // Сибирский педагогический журнал. - 2008. - № 2. - С. 118 - 124.

11. Гнатышина, Е.А. Моделировние подготвки педагогов профессионального обучения [Текст] / Е.А. Гнатышина// Сибирский педагогический журнал. - 2008. - № 4. -С. 21-30.

12. Игнатьева, Е.Ю. Системообразующая роль менеджмента знаний в тенденциях развития высшего образования [Текст] / Е.Ю. Игнатьева // Сибирский педагогический журнал. - 2008. - № 2. - С. 122-130.

13. Валеев, А.С. Творческо-технологическая лаборатория профессионального развития будущих учителей технологии и предпринимательства [Текст] / А.С. Валеев // Сибирский педагогический журнал. - 2009. - № 4. - С. 41 - 55.

14. Смышляева, Л.Г. Возможности современных образовательных технологий для реализации компетентностно-ориентированных андрагогических программ [Текст] / Л.Г. Смышляева// Сибирский педагогический журнал. - 2009. - № 4. - С. 55 - 64.

УДК 378.147.514.18

Шангина Елена Игоревна

Кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой графики и рекламы Уральского государственного горного университета, IEF.IG@ursmu.ru, Екатеринбург

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГЕОМЕТРО-ГРАФИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Sh angina Elena Igorevna

Chairwoman of graphics, advertising, The Urals State Mining University, IEF.IG@ursmu.ru, Yekaterinburg

INTERDISCIPLINARY INTEGRATION AS A MEANS OF FORMATION OF THE CONTENT OF THE GEOMETRICAL-GRAPHIC EDUCATION AT TECHNICAL UNIVERSITIES

Современные потребности устойчивого сбалансированного и социально-ориентированного развития российского высшего технического образования ставят перед педагогической наукой задачу определить источники этого развития, движущие силы и механизмы, способные эти источники привести в действие. Остроту названной потребности придают ускоренно развивающиеся процессы информатизации и интеграции различных сфер деятельности, обусловливая новые требования к профессиональной подготовке будущего инженера. Обществу необходимы высококвалифицированные, компетентные, творчески мыслящие инженеры, способные гибко перестраивать направление и содержание своей деятельности в соответствии с изменяющимися требованиями рынка. А формирование современной профессиональной компетентности становится одной из основных функций всего процесса подготовки будущих инженеров. Высшее техническое образование должно соответствовать уровню развития науки, техники, технологии, культуры тенденциям усиления взаимосвязи наук, их интеграции с производственными процессами, отвечать новым социальным требованиям, предъявляемым к подготовке специалиста высшего звена. Все это вызывает необходимость дальнейшего совершенствования содержания образования и повышения качества