Содержательные особенности развития инженерной деятельности студентов университета в процессе непрерывной подготовки

УДК 153 ББК Ю935.131

Лешер Владимир Юрьевич

кандидат педагогических наук, профессор г. Магнитогорск Lesher Vladimir Yurievich

Candidate of Pedagogics,

Professor

Magnitogorsk

Содержательные особенности развития инженерной деятельности студентов университета в процессе непрерывной подготовки Substantial Characteristics of the University Students’ Engineering Activity Development in the Continuing Training Process

В статье представлены результаты исследования, позволившие определить содержательные особенности мышления инженеров, способствующие эффективной непрерывной подготовке, а также определить роль и место пространственного мышления в процессе решения инженерных задач.

The article presents the results of the study allowing to define the profound particularities of the engineers’ thinking, which work towards efficient continuous training process; defines the role and place of the spatial thinking in process of the engineering problems solving.

Ключевые слова: инженерная деятельность, непрерывная подготовка, пространственное мышление.

Key words: engineering activity, continuous training process, spatial thinking.

Организация непрерывной подготовки инженеров в системе высшего профессионального образования предполагает понимание особенностей инженерной деятельности на современном этапе, ее содержательных и операционных компонентов. Более того, в век информационных технологий акценты в образовательном процессе смещаются с формирования знаний на развитие интеллектуальных способностей, мышление обучаемых; способность применять приобретенные знания для решения практических задач, творчески мыслить, анализировать проблемы и генерировать идеи.

В жизни современного общества инженерная деятельность играет все возрастающую роль. Проблемы практического использования научных знаний, повышения эффективности научных исследований и разработок выдвигают сегодня инженерную деятельность на передний край всей экономики и современной культуры. В настоящее время множество технических вузов готовит инженеров различного профиля для самых разных промышленных областей. Инже-

нерная деятельность предполагает регулярное применение научных знаний (т.е. знаний, полученных в научной деятельности) для создания искусственных, технических систем - сооружений, устройств, механизмов, машин и т.п. В этом заключается ее отличие от технической деятельности, которая основывается больше на опыте, практических навыках, догадке.

Если в период своего становления инженерная деятельность существовала в «чистом» виде - как изобретательство, в дальнейшем в ней выделились проектно-конструкторская деятельность и организация производства. Современный этап развития инженерной деятельности характеризуется системным подходом к решению сложных научно-технических задач, обращением ко всему комплексу социальных гуманитарных, естественных и технических дисциплин.

В настоящее время техника доходит до состояния, в котором дальнейшее продвижение ее оказывается невозможным без насыщения наукой. Поэтому возникает двойственная ориентация инженера - с одной стороны, на научные исследования естественных, природных явлений, а с другой, - на производство. Если цель технической деятельности - непосредственно задать и организовать изготовление системы, то цель инженерной деятельности - сначала определить материальные условия и искусственные средства, влияющие на природу в нужном направлении, заставляющие ее функционировать так, как это нужно для человека, и лишь потом на основе полученных знаний задать требования к этим условиям и средствам, а также указать способы и последовательность их обеспечения и изготовления. Инженер, таким образом, как и ученый - экспериментатор, оперирует с идеализированными представлениями о природных объектах. Однако первый из них использует эти знания и представления для создания технических систем, а второй создает экспериментальные устройства для обоснования и подтверждения данных представлений. Инженерные исследования проводятся в сфере инженерной практики и направлены на конкретизацию имеющихся научных знаний применительно к определенной инженерной задаче.

Для современной инженерной деятельности характерна глубокая дифференциация по различным отраслям и функциям, которая привела к разделению

ее на целый ряд взаимосвязанных видов деятельности, поэтому в настоящее время инженерная деятельность включает в себя изобретательство, конструирование, организацию изготовления (производства) технических систем, а также инженерные исследования и проектирование.

Инженерные исследования, в отличие от теоретических исследований в технических науках, непосредственно вплетены в инженерную деятельность и носят непрерывный характер, включая в себя предпроектное обследование, научное обоснование разработки, анализ возможности использования уже полученных научных данных для конкретных инженерных расчетов, характеристику эффективности разработки, анализ необходимости-проведения недостающих научных исследований и т.д.

Проектирование как особый вид инженерной деятельности сформировалось в начале XX столетия и было связано первоначально с деятельностью чертежников, необходимостью точного графического изображения замысла инженера для его передачи исполнителям на производстве. Однако постепенно эта деятельность связывается с научно-техническими расчетами основных параметров будущей технической системы, ее предварительным исследованием, а чертеж выступает в качестве средства фиксации и передачи технической информации исполнителям инженерных замыслов.

Результатом проектной деятельности является проект - прототип, прообраз предполагаемого или возможного объекта, состояния, который, как правило, представляется в виде модели - материальной или знаковой: чертежах, рисунках, макетах, компьютерной и т. д.

В широком понимании проектом называется все то, что планируется, задумывается [1].

Существует определение понятия «проектирование» как целенаправленной деятельности, целью которой является формулировка и моделирование представлений: о будущей деятельности (производственной или непроизводственной), предназначенной для удовлетворения общественных и личных потребностей; о будущем конечном результате; о будущих последствиях, которые

могут возникнуть в результате создания функционирования продукта проектирования [1].

Предполагается, что в проекте с максимальной точностью описываются требования к изделию, его необходимые качества. При этом для технических изделий условно можно выделить две группы требований: функциональные, связанные с функцией детали в механизме или процессе и технологические, связанные с особенностями изготовления детали в условиях конкретного производства.

Первая группа требований включает в себя форму, прочностные характеристики, точность размеров, чистоту обработки поверхности, поверхностную геометрию, твердость, вязкость и т.д.

Вторая группа определяет технологические переходы, операции, способы изменения формы и других характеристик деталей в процессе их изготовления.

Для работы конструктора, проектировщика характерно то, что ожидаемый результат этой деятельности создается, прежде всего, идеально, в виде мысленного представления с последующим составлением плана, разработкой проекта, который затем воплощается в реальность. Поэтому одной из основных целей инженерной подготовки будущего специалиста является развитие у них пространственного мышления, которое являясь разновидностью наглядно - образного мышления, направлено на оперирование формой, величиной, пространственным положением и пространственными отношениями объектов (И. С .Якиманская).

Как отмечают многие исследователи, занимающиеся проблемами высшего профессионального образования, (Р.В. Габдреев, Е.А. Климов, Т.В. Кудрявцев, Д.А. Ошанин и др.) - оперирование пространственным образом составляет содержание многих видов профессиональной деятельности, так как позволяет специалисту представлять структуру и функционирование того или иного изделия и, что особенно существенно, понять технологию его изготовления. «Умение видеть» структурные, функциональные и информационные особенности конструируемого объекта выделяется исследователями как профессионально

важное качество инженера - конструктора, сформированность которого определяет высокий уровень профессионального развития субъекта деятельности [3].

Согласно точке зрения Р.В. Габдреева, умение свободно оперировать пространственными образами, имеющими различную наглядную основу, является тем общим фундаментальным умением, которое входит в разные виды инженерной деятельности [3].

А.В. Брушлинский в своих исследованиях, посвященных проблеме мышления, направленного на решение технических творческих задач, также выделяет группы его важнейших свойств, непосредственно связанных с развитым образным и пространственным мышлением. К их числу автором отнесены особенности оперирования техническими образами, включающие в себя: умение видеть технический объект в движении, в действии, во взаимодействии с другими техническими объектами; умение понимать характер этой динамики; умения оперировать динамическими представлениями; особенности оперирования технологическими образами, предполагающие способность осмысленно ориентировать свою деятельность в производственной обстановке, в различных условиях деятельности; умение отчетливо представлять весь комплекс явлений, протекающих в процессе изготовления, обработки, преобразования того или иного объекта, (например, детали, узла, механизма, конструкции); умение выбирать наиболее производительные способы как умственного, так и конкретноэкспериментального конструирования и изготовления объекта технического творчества [2].

Значимыми для нашего исследования являются результаты, относящиеся к определению соотношения пространственного мышления и графической опоры в процессе решения инженерно - технических задач.

На практике, задачи проектирования, конструирования решаются с постоянной опорой на графические или пространственные компьютерные модели в процессе взаимодействия мысленных пространственных образов с наглядной опорой.

Р. Шеннон, следующим образом определяя понятие модели как представления объекта, системы или понятия (идеи) в некоторой форме, отличной от формы их реального существования, отмечает, что модель служит обычно средством, помогающим в объяснении, понимании или совершенствовании системы [5].

Отмечая широкие возможности применения моделирования в сфере образования и профессиональной подготовки обучаемых, Р. Шеннон акцентирует внимание исследователей на том, что разработка и использование имитационной модели позволяют экспериментатору видеть и «разыгрывать» на модели реальные процессы и ситуации, что помогает понять, почувствовать проблему и стимулирует процесс нововведений [5].

Объекты оперирования в инженерной деятельности - образы служат не только моделями, на основе которых происходит мысленное моделирование ситуаций, но и, что наиболее важно, прогнозирование (выдвижение предположений, их мысленная проверка, постановка задач для объективных действий, организации специальных исследований.

Кроме того, важной является оценочная функция, в которой образы выступают как эталоны, идеальные образцы конечного продукта.

Идеальные образы — представления человека об идеальных явлениях, предметах, ситуациях, отношениях. Они связаны с процессами установления отношений между тем, что есть, и представлением о том, как должно быть.

Развитие образной базы происходит в условиях развития психических процессов как процессов отражения предметов и явлений окружающей действительности, при этом психологи выделяют несколько уровней отражения, в частности таких как: создание и усложнение образов на основе восприятия; создание образов представлений; трансформация и преобразование образов в процессе решения практических задач; обобщение образной информации - выработка понятий; перекодирование вербальной информации в образную и обратно (вербальное описание образов); представление образов в знаковой форме

(и оперирование знаковыми системами с опорой на образы); представление образов в виде схем [4].

На этапе восприятия различных характеристик и свойств предметов и явлений происходит создание модели воспринимаемого объекта с различной степенью полноты отражения этих свойств.

Важное свойство восприятия — возможность перестройки чувственных моделей воздействующего на субъект внешнего мира, смены способов их построения и опознавания. Один и тот же объект может служить прототипом многих перцептивных моделей. В процессе их формирования они уточняются, из объекта извлекаются инвариантные свойства и признаки, что приводит в итоге к тому, что мир воспринимается таким, каким он существует на самом деле.

Проводимое нами исследование позволило заключить, что становление и развитие образных компонентов эффективнее осуществляется в процессе активного манипулирования образами. Это может происходить как в процессе восприятия, так и в процессах, связанных с преобразованием исходных образов.

В восприятии это представлено целенаправленной избирательной направленностью, которая определяется конкретной задачей, развитием умений наблюдать и выделять в наблюдаемом явлении необходимую информацию. Помимо этого следует отметить важность группировки объектов в процессе восприятия, нахождения определенных закономерностей в организации формы, ситуации или явления, выяснения взаимосвязей с уже известными элементами образной базы личности. Развитию образной базы также способствует выявление отличительных черт явления или объекта, а также определение соответствующего понятия, описание различных качеств объекта: пространственных, цветовых и др. [2].

Преобразование образов осуществляется в процессе образного мышления, что предполагает представление всей картины, т.е. модели, отражающей определенное явление и манипулирование элементами модели с целью получения определенного результата.

Сказанное выше позволяет заключить, что эффективность профессиональной самореализации личности будущего инженера связано с развитием его образных компонентов, которые создают необходимую базу для успешного решения им практических профессиональных задач.

Работа выполнена при поддержке Федерального агентства по науке и инновациям в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы

Библиографический список

1. Большой энциклопедический словарь. - М.: Науч. изд-во «Большая Российская энциклопедия», 1998. - 586 с.

2. Брушлинский, А.В. Психология мышления и проблемное обучение. / А.В. Брушлин-ский. - М.: Знание, 1983. - 83с.

3. Габдреев, Р.В. Восприятие и образное мышление как показатель подготовки инженера [Текст] // Ежегодник Российского психологического общества: Материалы 3-го Всероссийского съезда психологов. / Р.В. Габдреев - СПб.: Издательство С.- Петерб. ун-та, 2003. -Т. 2 - С. 243-246.

4. Ломов, Б.Ф. Образ в системе психической регуляции деятельности [Текст]/ Н.Д. Завалова, Б.Ф.Ломов, В.А.Пономаренко. - М.: «Наука», 1986. - 178 с.

5. Shannon, R. Systems Simulation - the Art and Science. - Prentice-Hall. Inc. /Р. Shannon -New Jersey, 1975. - 302 p.

Bibliography

1. Brushlinsky, A.V. Thinking Psychology and Problem-Solving Training / A.V. Brushlinsky. - M.: Knowledge, 1983. - 83 p.

2. Gabdreev, R.V. Perception and Figurative Thinking as a Factor of Engineering Training [Text] // Yearbook of the Russian Psychological Society: Materials of III All-Russian Psychological Congress / R.V. Gabdreev - SPb.: Publishing House of SPb University, 2003. - V. 2 - P. 243-246.

3. Great Encyclopedic Dictionary. - M.: "Great Russian Encyclopedia" Scientific Publishing House, 1998. - 586 p.

4. Lomov, B.F. Image in the System of Activity Mental Regulation [Text] / N.D. Zavalova, B.F. Lomov, V.A.Ponomarenko. - M.: Science, 1986. - 178 p.

5. Shannon, R. Systems Simulation - the Art and Science. - Prentice-Hall. Inc. /Р. Shannon -New Jersey, 1975. - 302 p.