Технология решения учебно-профессиональных исследовательских задач со студентами технических специальностей

Раздел 5 ПЕДАГОГИКА. ПСИХОЛОГИЯ

Ведущие эксперты раздела:

АНАТОЛИЙ АНДРЕЕВИЧ ШАПОВАЛОВ — доктор педагогических наук, профессор Барнаульского государственного педагогического университета

ЛЮДМИЛА СТЕПАНОВНА КОЛМОГОРОВА — доктор психологических наук, профессор, заведующий кафедрой психологии Барнаульского государственного педагогического университета (г. Барнаул) Эксперты раздела:

НАДЕЖДА ИВАНОВНА КУДЕРМЕКОВА — кандидат педагогических наук, доцент Горно-Алтайского государственного университета

ТАТЬЯНА ИВАНОВНА ЛУКЬЯНЕНКО — кандидат психологических наук, доцент, заведующий кафедрой психологии Горно-Алтайского государственного университета

УДК 378

В.И. Земцова, д-р пед. наук, профессор, проректор по научной работе Орского гуманитарнотехнологического института, действительный член Академии профессионального образования, г. Орск

И.А. Ткачева, соискатель Орского гуманитарно-технологического института, г. Орск

ТЕХНОЛОГИЯ РЕШЕНИЯ УЧЕБНО-ЗАДАЧ СО СТУДЕНТАМИ ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

В статье раскрыта целесообразность применения образовательной технологии для развития исследовательской деятельности будущего инженера. Дано определение учебно-профессиональной исследовательской задачи, этапы ее решения, предложен сценарий практического занятия с использованием данной технологии, проиллюстрирована эффективность ее применения.

Ключевые слова: готовность инженера к исследовательской деятельности, учебнопрофессиональная исследовательская задача, функционально-деятельностный подход, образовательная технология.

Государственный стандарт высшего профессионального образования рассматривает исследовательскую деятельность как одну из обязательных и необходимых составляющих профессиональной деятельности инженера независимо от его профилирующей специальности. Необходимость подготовки специалистов, способных к проведению различных видов исследования, отмечается и в концепции модернизации российского образования на период до 2010 года. В связи с этим, имеется необходимость в рассмотрении проблемы формирования готовности студентов к исследовательской деятельности.

Готовность инженера к исследовательской деятельности — это свойство личности, характеризующееся наличием знаний, умений и личностно-профессиональных качеств, необходимых для исследований производственных процессов и технологий.

В процессе проведенного исследования формирование указанной готовности осуществлялось в рамках методической системы подготовки студентов технических специальностей к исследовательской деятельности. В основе ее конструирования положен принцип интеграции методологии профессионального обучения и методологии научного исследования, а также функционально-деятельностный подход. Принцип интеграции методологии профессионального обучения и методологии научного исследования требует, чтобы содержание обучения, методы и формы его организации были на-

правлены на знакомство студентов с методологией научного познания.

Реализация функциоанльно-деятельностного подхода и интеграция методологии профессионального обучения и методологии научного исследования осуществляется посредством образовательной технологии — решение студентами учебно-профессиональных исследовательских задач. Под учебно-профессиональной исследовательской задачей понимается ситуация, требующая от студента мыслительных и практических действий, направленных не только на овладение профессиональными знаниями и умениями, но также и на овладение исследовательскими умениями, на приобретение опыта исследовательской деятельности и на развитие творческого мышления. Техническое содержание условий учебно-профессиональных исследовательских задач позволяет студенту выполнять исследовательскую деятельность в процессе реализации функционально-деятельностного подхода.

Реализация принципа интеграции методологии профессионального обучения и научного исследования требует, чтобы процесс решения исследовательских задач соответствовал этапам научного исследования, т.е. состоял из цепочки действий.

1. Опредзление целей и задач исследования на основе анализа условия задачи.

2. Выявление взаимосвязей между техническими объектами, явлениями и процессами, описанными в за-

010001020123320102320102010001000101

даче, поиск закономерностей, характерных для исследуемых процессов.

3. Формулирование гипотезы (либо гипотез) согласно целям исследования.

4. Получение следствий из гипотезы, конструирование модели на основе выдвинутой гипотезы.

5. Проверка гипотезы с помощью теоретического анализа построенной модели или с помощью эксперимента (для экспериментальных задач).

6. Проведение, при необходимости, корректировки гипотезы и соответствующей ей модели и последующей их проверки.

7. Анализ и оценка полученных результатов (поиск других возможных способов решения задачи, выбор из них наиболее рационального, указание области практического применения выделенных технических объектов и оценка их эффективности).

Учебно-профессиональные исследовательские задачи, также как и методы научного познания, очень разнообразны и это (наряду с другими причинами) приводит к тому, что существует множество методов и приемов их решения. Одним из многочисленных приемов решения исследовательских задач является алгоритмический способ, который рассматривается в рамках теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), разработанной Г.С. Альтшуллером [1]. В ТРИЗ решение задач производится с помощью последовательного выполнения шагов алгоритма, называемого алгоритмом решения изобретательских задач (АРИЗ).

В целях разработки сценариев практических занятий по физике, мы воспользовались алгоритмом, предложенным Т.А. Сидорчук и Н.Н. Хоменко [2, с.106]. Рассмотрим пример подобного сценария.

Тема практического занятия: Использование элементов электрической цепи на производстве.

Цель занятия: научить студентов пользоваться АРИЗ для решения учебно-профессиональных исследовательских задач, научить студентов формулировать технические противоречия и разрешать их; развивать умения студентов в построении технических моделей и дальнейшего их анализа.

Этапы проведения занятия.

В начале занятия преподаватель знакомит студентов с ТРИЗ и АРИЗ. Затем занятие проходит в соответствии с алгоритмом, описанным выше.

1. Предварительное описание проблемной ситуации.

В гидравлических системах в качестве рабочей жидкости используется машинное масло. Для непрерывного функционирования станка необходимо постоянно получать сведения о том, какой уровень занимает данная жидкость. Каким образом можно отследить изменение уровня масла в емкости?

2. Вычленение конкретной задачи из проблемной ситуации.

Для постановки задачи студенты под руководством преподавателя производят анализ ситуации, опираясь на три вопроса: что нужно, что есть и почему нельзя получить то, что нужно?

а) Что нужно?

Нужно иметь механизм, позволяющий отслеживать уровень масла.

б) Что есть?

- технологическая емкость с жидкостью (машинным маслом), уровень которой должен непрерывно отслеживаться;

- работа станка координируется электрическими сигналами;

- рабочая жидкость (машинное масло) является диэлектриком.

в) Почему невозможно получить то, что нужно?

Отсутствует механизм, отслеживающий уровень жидкости.

После анализа проблемной ситуации перед студентами ставится задача: определить способ для непрерывного измерения уровня жидкости гидравлической системы. При этом полученная информация должна быть представлена в форме электрического сигнала.

3. Построение абстрактной модели конкретной задачи, формулировка противоречия.

Если отслеживать уровень жидкости с помощью дежурного оператора (например, он может это делать с помощью проградуированного стержня, периодически погружаемого в масло), то будет нарушен фактор непрерывности поступления информации, что может привести к сбою в работе станка. К тому же, в данном случае, будет отсутствовать синхронность между сигналом, подаваемым оператором, и моментом измерения уровня жидкости. Поэтому необходимые операции должны осуществляться автоматически.

Таким образом, получаем следующее техническое противоречие: между необходимостью автоматического получения информации об уровне диэлектрика в технологической емкости и отсутствием механизма, способного эту информацию предоставить.

4. Построение абстрактной модели решения задачи, представление идеального конечного результата.

На данном этапе формулируется гипотеза исследования. В нашем случае она заключается в следующем: существует устройство, обладающее электрическими характеристиками, зависящими от уровня диэлектрика. При их изменении на управляющее устройство станка подается электрический сигнал.

5. Выявление ресурсов и выход на конкретное решение.

Электрическим прибором, свойства которого зависят

от уровня диэлектрика может быть конденсатор. Одной из основных характеристик конденсатора является электрическая емкость. Она зависит от уровня диэлектрика, помещенного между обкладками конденсатора. С изменением емкости конденсатора изменяется заряд, накапливаемый им на пластинах (если разность потенциалов между обкладками конденсатора поддерживается постоянной). Поэтому по изменению заряда можно судить об изменении электроемкости конденсатора, а, следовательно, и об уровне жидкости, заключенной между обкладками конденсатора.

6. Формулирование подзадач, которые необходимо решить для реализации предлагаемого решения.

Подзадача 1. Плоский конденсатор с вертикально расположенными пластинами подсоединен к источнику с напряжением и и помещен в со суд, который заполнен машинным маслом (диэлектрическая проницаемость є). Уровень масла х со временем изменяется (рис. 1). Исследуйте, как при этом изменяется заряд, накапливаемый на обкладках конденсатора; запасенная в нем энергия; разность потенциалов и напряженность поля между обкладками конденсатора. Проанализируйте причины изменения энергии конденсатора. Проведите сравнительный анализ полученных зависимостей для двух случаев: когда конденсатор отключают от батареи (до помещения его в диэлектрик) и когда конденсатор не отключают от батареи. Расстояние между пластинами конденсатора сі.

Подзадача 2. Плоский конденсатор с горизонтально расположенными пластинами подсоединен к источнику с на- . ^!іІ-—

пряжением и и помещен в со суд, который заполнен машинным маслом '

(диэлектрическая проницаемость є). Рис.2 Уровень масла опускается равномерно со скоростью V (рис. 2). Исследовать зависимость емкости конденсатора от времени и от уровня жидкости х.

Рис.1

Исследовать, как изменяется напряженность электриче ского поля в воздушном слое конденсатора с течением времени. Расстояние между пластинами конденсатора 1.

7. В процессе решения каждой из этих подзадач возникают свои проблемы, которые также могут быть решены описанным походом.

8. Рефлексия.

Студенты вместе с преподавателем анализируют возможность технического исполнения предложенного решения. Осуществляется поиск альтернативных решений проблемы (например, уровень масла может измеряться с помощью реостата поплавкового типа), оцениваются их достоинства и недостатки, выбирается наиболее рациональное решение.

На рассмотренном практическом занятии студенты осуществляют исследовательский поиск, знакомятся с этапами и методами научного познания. При этом они получают знания как по предмету (в данном случае физике), так и профессиональные, связанные с исследовательской деятельностью.

В целях проверки эффективности предложенной образовательной технологии, мы провели педагогический эксперимент на базе механико-технологического факультета Орского гуманитарно-технологического института, который включал в себя три этапа: констатирующий, поисковый, формирующий. В соответствии с данными этапами было проведено три среза: первый

срез проводился до обучающих процедур, второй срез являлся промежуточным (он осуществлялся в ходе проведения формирующего эксперимента), а третий был произведен сразу после обучения. Исследовательские знания и умения оценивались методом вариационных рядов по коэффициенту полноты сформированности готовности студентов к исследовательской деятельности. Результаты эксперимента представлены на рисунке 3.

в ЕЕ

в

-контрольная группа

-экспериментальная

группа

Рис. 3. График динамики развития гтовности студентов технических специальностей к исследовательской деятельности

Анализ графика показывает, что имеется положительная динамика развития уровня готовности студентов к исследовательской деятельности, что свидетельствует об эффективности использования в учебно-профессиональном процессе предложенной образовательной технологии.

Библиографический список

1. Альтшуллер, Г.С., Злотин, А.В., Филатов, В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии: Теория и практика решения изобре-

тательских задач. — Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.

2. Лелюх, С.В., Сидорчук, Т.А., Хоменко, Н.Н. Развитие творческого мышления, воображения и речи дошкольников. — Ульяновск,

2003.

Статья поступила в редакцию 13.06.08.

УДК 378

И.М. Баштанар, аспирант ЧГАКИ, г. Челябинск

КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАТИВНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ СПЕЦИАЛИСТОВ-ДОКУМЕНТОВЕДОВ

В статье, исходя из нормативных документов и «портфельного метода», рассмотрен состав информационнокоммуникативной компетентности специалистов-документоведов.

Ключевые слова: компетентность, информация, коммуникация, информационнокоммуникативная компетентность, «портфельный метод», личностный компонент, информационно-коммуникативный компонент, документовед.

В условиях информатизации всех сторон социальной практики особую актуальность приобретает формирование у будущих специалистов-документоведов информационно-коммуникативной компетентности, обусловленной следующими противоречиями:

• требованиями современного общества к профессиональной деятельности специалистов, взаимодействующих как с информационно-документными ресурсами, так и с носителями-потребителями информации, с одной стороны, и неэффективностью профессиональной подготовки в формировании информационно-коммуникативной компетентности документоведов, с другой стороны;

• необходимостью перехода от знаниевой парадигмы, предоставляемой современной системой российского образования, на новую компетентную парадигму, связанную с потребностями развития социально-экономической сферы российского об-

щества и включения его в международное экономическое сообщество;

• преобладанием объяснительного метода преподавания в высшей школе при расширении требований общества на использование индивидуально-творческого подхода к решению профессиональных задач.

Компетентность вбирает в себя знания и умения, отражает уровень сформированности профессиональной культуры, характеризует результаты конкретной профессиональной деятельности, поэтому компетентность выступает как интегративный результат профессиональной подготовки специалиста.

Попытка выявить, структуру и состав компетентности будущих специалистов-документоведов, предполагает обращение к базовой модели специалиста, зафиксированной в содержании ГОС ВПО по специальности 032001 «Документоведения и документационное обеспечение управления». Анализируя стандарт, нами от-