Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Теоретико-методологические предпосылки формирования инженерной компетентности будущих специалистов в процессе решения аэрокосмических задач 13
1.1 Формирование инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли как педагогическая проблема 13
1.2 Решение аэрокосмических задач в формировании инженерной компетентности будущих специалистов 38
1.3 Модель формирования инженерной компетентности будущего специалиста аэрокосмической отрасли 65
Выводы по первой главе 93
Глава 2 Опытно - поисковая работа по формированию инженерной компетентности будущих специалистов в процессе решения аэрокосмических задач 96
2.1 Логика и задачи опытно- поисковой работы 96
2.2 Реализация организационно-педагогических условий формирования инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли в условиях университетского комплекса 115
2.3 Ход и результаты экспериментальной проверки структурно-динамической модели формирования инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли 145
Выводы по второй главе 166
Заключение 168
Список использованных источников 171
Приложения 199
- Формирование инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли как педагогическая проблема
- Решение аэрокосмических задач в формировании инженерной компетентности будущих специалистов
- Логика и задачи опытно- поисковой работы
Введение к работе
Динамизм социально-экономического развития общества обусловил неизбежность перемен в сфере образования. Особую значимость приобрела ориентация высшей школы на формирование инженерной компетентности будущего специалиста, целенаправленное овладение выпускниками способами инновационной инженерной деятельности, повышение уровня социальной и личностной ответственности специалиста за результаты профессиональной деятельности.
Современное состояние аэрокосмической отрасли формирует потребность в специалистах, способных решать сложные инженерные задачи, обеспечивать выбор оптимального решения с высоким технико-экономическим эффектом, соответствовать перспективным требованиям аэрокосмических проектов, учитывать отдаленные прогнозы влияния технологий на окружающую среду, жизнедеятельность общества и природную сущность самого человека как биологического и социального феномена.
Проблемы аэрокосмического образования в третьем тысячелетии обусловлены также необходимостью подготовки компетентного инженера, умеющего комплексно сочетать исследовательскую, эксплуатационную, проектную и предпринимательскую деятельность, работать в условиях жесткой конкуренции продукции на отечественном и мировом авиарынке, владеть знаниями в области экономики, менеджмента, дизайна, реализовывать свой творческий потенциал, стремиться к саморазвитию и самоактуализации.
Анализ современных исследований проблем технического образования (работы отечественных авторов С.Я. Батышева, Н.Г. Багдасарьян, В.И. Байден-ко, А.А. Добрякова, В.М. Жураковского, В.В.Кольги, М.В. Краева, П.Ф. Куб-рушко, Ю.П. Похолкова, В.М. Приходько, Н.А. Селезневой, И.П. Смирнова, Ю.Г. Татура, Е.В. Ткаченко, И.В. Федорова и зарубежных исследователей М. Baxter, М. Flemings, R.C. Jones, R. Klarus, E. Maisel, P. Sloane, N. Stromquist, J. Schriewer, L. Devis) свидетельствует о возрастающем интересе к проблеме фор-
мирования готовности специалиста к решению профессиональных задач как основного компонента профессиональной компетентности.
В аэрокосмическом образовании обозначился ряд противоречий между:
потребностью общества, производства и работодателя в профессионально компетентных инженерах, способных ответственно решать сложные аэрокосмические задачи и сложившейся системой аэрокосмического образования, ориентированной преимущественно на нормативную модель специалиста, репродуктивный тип обучения;
возросшим объемом сложных аэрокосмических задач в профессиональной деятельности инженера и недостаточностью научных исследований, посвященных формированию инженерной компетентности будущих специалистов в образовательном процессе;
значительным объемом решаемых задач в инженерном образовании и недостаточной теоретико-методической разработанностью проблемы их эффективного использования в целях формирования инженерной компетентности будущих специалистов;
необходимостью активизации субъектной позиции будущего инженера и недостаточной полнотой научных знаний о формах, методах, условиях данного процесса в аэрокосмическом образовании..
Из выявленных противоречий следует основная проблема исследования: при каких организационно-педагогических условиях решение аэрокосмических задач способствует эффективному формированию инженерной компетентности будущих специалистов?
Актуальность проблемы, ее недостаточная теоретико-практическая изученность, а также необходимость преодоления обозначенных противоречий определили тему исследования: «Решение аэрокосмических задач как средство формирования инженерной компетентности будущих специалистов».
Цель исследования: теоретически обосновать и экспериментально апробировать организационно-педагогические условия формирования инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли.
Объект исследования - формирование' инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли.
Предмет исследования - решение аэрокосмических задач в процессе формирования инженерной компетентности будущих специалистов.
Гипотеза исследования: решение аэрокосмических задач будет являться действенным средством формирования инженерной компетентности будущих специалистов в том случае, если реализуются следующие организационно-педагогические условия:
подготовка будущих инженеров аэрокосмической отрасли в университетском комплексе осуществляется на основе'структурно-динамической модели формирования инженерной компетентности;
в учебном процессе последовательно реализован комплекс актуальных многоуровневых профессионально-ориентированных аэрокосмических задач, содержание которого ориентировано на развитие социальной ответственности будущего специалиста, отражает реальные условия деятельности, инноватику, региональную специфику предприятий отрасли;
субъектная позиция студентов активизируется при использовании методов активного обучения на основе креативных технологий в процессе решения комплекса многоуровневых аэрокосмических задач;
разработано и используется критериально-диагностическое обеспечение процесса и результата решения аэрокосмических задач.
Исходя из цели, предмета, гипотезы, были определены следующие задачи исследования:
1. Раскрыть сущность инженерной компетентности будущего специалиста аэрокосмической отрасли и значимость социальной ответственности для инженера данной отрасли.
Разработать классификацию и типологию учебных и профессиональных аэрокосмических задач.
Разработать и апробировать структурно-динамическую модель формирования инженерной компетентности будущих специалистов в процессе решения аэрокосмических задач.
Установить результативность формирования инженерной компетентности будущих специалистов в процессе решения аэрокосмических задач.
Методологической и теоретической основой исследования являются положения теории развития личности, становления профессионализма, педагогического проектирования, теории ценностей.
Формирование инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли как педагогическая проблема
Проблема формирования компетентности специалиста активизировалась на рубеже XX - XXI веков в связи с возросшей потребностью общества в профессионалах, осознающих личностные и социальные перспективы, а также степень своей ответственности за принятые решения. Ответом системы профессионального образования на эту проблему стали активные психолого-педагогические исследования формирования профессиональной компетентности обучающихся.
На различных этапах развития педагогической мысли данная проблематика рассматривалась в направлениях:
-установления дефиниций «компетенция», «компетентность», «профессиональная компетентность» (Дж. Ровен, Н. Хомский, R.C. Jones, R. Klarus, E.Maisel) и соотношения этих понятий (И.А. Зимняя, Т.Е. Исаева, В.И. Загвя-зинский, В.И. Андреев, Г.П. Щедровицкий);
- классификация и типология профессиональной компетентности по различным признакам (В.М. Жураковский, Э.Ф. Зеер, Дж.Ровен, Г.К. Селевко, А.П. Тряпицына, А.В. Хуторской);
-выявление структуры профессиональной компетентности, содержания ее компонентов (Ю.К. Бабанский, Г.Н. Жуков, П.Ф. Кубрушко, Н.В. Кузьмина, В.А. Сластенин, Г.П. Щедровицкий);
-обобщение идей в концептуальной форме, анализ и обобщение полученных научных результатов - установление подходов, выявление закономерностей формирования, становления, развития компетенций и компетентностеи обучающихся и работающих (В.И. Байденко, Э.Ф. Зеер, В.В. Краевский, Н.В.Кузьмина, А.К. Маркова, А.Н. Новиков,- Н.А. Селезнева, В.А. Сластенин, Н.Ф. Талызина, Ю.Г. Татур, Д.В. Чернилевский, А.В .Хуторской);
-реализация компетентностной парадигмы в профессиональном образовании будущих специалистов различных отраслей деятельности (С .Я. Батышев, И.Д. Белоновская, В.В. Кузнецов, И.А. Кулантаева, Г.А. Ларионова, А.В.Попов, Н.С. Сахарова).
Рассмотрим результаты указанных исследований, оказавшие существенное влияние на нашу работу.
В педагогической науке наблюдается разнообразие и разноплановость трактовок дефиниции «профессиональная компетентность» из-за различия научных подходов: личностно-деятельностного, контекстного, компетентностного, системного к решаемым вопросам. Понятие «профессиональная компетентность» рассмотрено с различных позиций в работах Э.Ф. Зеера, И.А. Зимней, В.В. Кра-евского, И.Л. Лернера, А.К.Марковой, Дж. Равена, Т.К. Селевко, В.А. Сластёни-на, A.M. Новикова, Т.Е. Исаевой, А.В. Хуторского, Г.П. Щедровицкого, Ю.Г.Татура, где оно соотносится с рядом широко используемых в педагогике понятий «профессионализм», «квалификация», «готовность», «способность», «компетенция».
Так, например, в работе Дж. Равена дается развернутое толкование компетентности. Это явление «состоит из большого числа компонентов, многие из которых относительно независимы друг от друга... некоторые компоненты скорее относятся к когнитивной сфере, а другие - к эмоциональной...эти компоненты могут заменять друг друга в качестве составляющих эффективного поведения». При этом, как подчеркивает Дж. Равен, виды «компетентности» суть «мотивированные способности» [178, с. 212]. А.К.Маркова связывает понятие компетентности со свойствами личности и дает определение компетентности как «индивидуальной характеристики степени соответствия требованиям профессии как психического состояния, позволяющего существовать самостоятельно и ответственно, как обладание человеком способностью и умением выполнять определенные трудовые функции» [138, с. 114].
В.А. Сластёнин считает, что профессиональная компетентность - «это интегральная характеристика деловых и личностных качеств специалиста, отражающая не только уровень знаний, умений, "опыта, достаточных для достижения целей профессиональной деятельности, но и социально-нравственную позицию личности» [205, с. 44].
Таким образом, в наиболее общем случае профессиональная компетентность специалиста рассматривается как совокупность знаний и умений, определяющих результативность труда; комплекс знаний и профессионально значимых личностных качеств; объем навыков выполнения заданий; единство теоретической и практической готовности к труду.
Важное значение для нашего исследования имеют работы Г.П. Щедро-вицкого, в которых рассматривается соотношение понятий «квалификация», «компетенция» и «компетентность» «способность» и «готовность» с позиции оценки качества подготовки выпускников вуза [265, с.38-41]. Автор считает, что квалификация подразумевает способность качественно выполнять конкретный специализированный вид деятельности.
Решение аэрокосмических задач в формировании инженерной компетентности будущих специалистов
В данном разделе выявим сущность понятия «задача», рассмотрим типологию и классификацию задач в деятельности инженера аэрокосмических специальностей, выявим умения, формирующиеся при их решении. В результате данных исследований нами будет предложен комплекс многоуровневых профессионально-ориентированных задач, обеспечивающий формирование инженерной компетентности будущего специалиста аэрокосмической отрасли.
Обращаясь к понятию «задача», мы опираемся на мнение современной педагогической школы о неразрывной связи задачи с деятельностью. Деятель-ностные теории учения опираются на понятия «действие» и «задача». Действие предполагает преобразование субъектом того или иного объекта. Задача включает в себя цель, представленную в конкретных условиях своего достижения. Решение задачи состоит в поиске субъектом того действия, с помощью которого можно так преобразовать условия задачи, чтобы достигнуть требуемой цели. Учение в этом случае трактуется с деятельностных позиций, когда усвоение того или иного материала раскрывается путем его преобразования в ситуации некоторой задачи (Г.Д. Бухарова, С.А. Дружилов, Э.Ф. Зеер, В.И. Земцова, Л.Ф.Спирин, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Г.И. Щукина, А.Ф. Эсаулов). Мы принимаем утверждение А.Н. Леонтьева, что «действием называем процесс, подчиненный представлению о том результате, который должен быть достигнут, то есть процесс, подчиненный сознательной цели [129, с. 89]. «Задача -это и есть цель, данная в определенных условиях» [129, с. 90].
Е.В. Титова под задачей понимает «вероятностное представление о результатах деятельности», т.е. задача - это «мысль, идея, сформулированная на языке решения... она осознается как потребность человека, коллектива, организации и для ее реализации уже имеются необходимые условия»[230, с. 66].
А.Ф. Эсаулов указывает на то, что «задача - это осознанное требование объективной реальности, вытекающее из сформировавшейся общественной потребности» [269, с. 186].
Л.Ф. Спирин определил задачу «как результат осознания субъектом деятельности цели деятельности, условий деятельности и проблемы деятельности» [216, с. 26]. Таким образом, задача как логико-психологическая категория, представляет собой осознание субъектом решения задачи противоречия между известной целью задачи и неизвестными путями достижения данной цели.
В исследовании мы различаем учебные (Ю.А. Конаржевский, И.Я. Лер-нер, Л.Ф. Спирин, А.И. Уман, Г.И. Щукина, Л.М. Фридман) и профессиональные (Г.А. Балл, СЯ.Батышев, Г.Д. Бухарова, В.Я. Виленский, Е.А. Климов, З.А. Решетова, А.М.Смолкин, Д.В. Чернилевский, А.Ф. Эсаулов) задачи, основанием различия выступает вид деятельности.
«Учебная задача - объективно возникший в процессе познания вопрос или целый комплекс вопросов, решение которых представляет теоретический или практический интерес. Вопрос — это неизвестный элемент содержания в задаче, требующий выяснения» [216, с. 27].
Уман А.И. определяет учебную задачу как «сложную и многоплановую дидактическую категорию, представляющую собой единство некоторого предписания и указания на объект, относительно которого имеет место данное предписание. Предписание связано с определенной целью обучения и отражает ее» [237, с. 26].
Земцова В.И. определяет учебную задачу как «основное средство, при помощи которого студенты вуза в процессе образовательной деятельности овладевают необходимыми профессиональными умениями» [86, с. 62].
Сергеева Т.А. и Уварова Н.М. отмечают, что «задача становится учебной в том случае, когда она принята человеком как учебная. По своей внешней структуре профессиональная и учебная задачи совпадают, фактически это одна и та же задачи. Решая профессиональную задачу, человек преследует цель получить правильный ответ в данном конкретном случае. Если данная задача принята как учебная, то человек стремится осознать или найти способ решения данной задачи как обобщенный способ, пригодный для решения любой профессиональной задачи данного типа» [203, с. 75].
В исследовании мы принимаем точку зрения А.Ф. Эсаулова, согласно которой «в процессе решения учебной задачи студент может путем многократного переформулирования неограниченно углубляться в изучение как ее условий, так и требований. Эта возможность углубления в структурно-компонентный состав задачи определяет перспективные пути формирования самостоятельности мышления обучаемого, оригинальности и находчивости его ума в разных сферах деятельности [270, с.218].
Профессиональная деятельность представляет собой процесс решения преимущественно профессиональных задач. Исходя из определения задачи как логико-психологической категории, решение профессиональной задачи может быть определено как вид деятельности, возникающей в ответ на предъявленные требования той или иной профессии и направленной на разрешение проблемной ситуации. Мы разделяем точку зрения С.Я. Батышева, который считает, что если решение учебной задачи достаточно характеризуют целеполагание, мотивация, условия задачи, способы решения, то в профессиональной задаче приоритет отдан результату решения. Применительно к инженерным задачам значимость приобретают сфера использования результата, оценка и уровень ответственности за результат.
В нашем исследовании рассматриваются учебные аэрокосмические задачи, которые отличаются от профессиональных по: цели решения; мотивации решения; условиям задачи; процедуре решения; результату решения; сфере использования результата решения; оценке результата и хода решения; уровню ответственности за результат.
Логика и задачи опытно- поисковой работы
В первой главе диссертационной работы были рассмотрены теоретические аспекты формирования инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли в условиях университетского комплекса. В ходе теоретического осмысления проблемы нами разработана структурно-динамическая модель формирования инженерной компетентности будущих специалистов в ходе решения комплекса многоуровневых аэрокосмических задач, выявлены и теоретически обоснованы организационно-педагогические условия, обеспечивающие поэтапное формирование инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли.
Вторая глава диссертации посвящена описанию проведенной опытно-поисковой работы по апробации, внедрению и экспериментальной проверке структурно-динамической модели формирования инженерной компетентности будущего специалиста в учебной, квазипрофессиональной и профессиональной деятельности в процессе профессиональной подготовки студентов аэрокосмических специальностей в вузе.
Исходя из теоретических положений, рассмотренных нами в предыдущих главах, в данном параграфе раскрыта программа опытно-поисковой работы: цель опытно-поисковой работы, задачи, вытекающие из декомпозиции цели и этапов исследования; принципы и условия организации поисковой работы.
Цель опытно-поисковой работы состояла в апробации и внедрении структурно-динамической модели формирования инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли в процесс профессиональной подготовки в условиях университетского комплекса. При этом мы исходили из предположения, что разработанная модель формирования инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли является приемлемой и оптимальной в системе вузовского образования. Поставленная цель определила задачи и логику опытно-поисковой работы:
1. Разработка плана и программы проведения опытно-поисковой работы.
2. Выбор экспериментальных площадок и групп для педагогического исследования.
3. Проведение констатирующего этапа опытно-поисковой работы в аэрокосмическом институте Оренбургского государственного университета, Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева, Индустриально-педагогическом колледже Оренбургского государственного университета.
4. Проведение формирующего этапа опытно-поисковой работы по апробации структурно-динамической модели формирования инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли в рамках выделенной совокупности организационно-педагогических условий.
5. Диагностика результатов изменения уровня сформированности инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли на каждом этапе ее формирования в процессе профессиональной подготовки в условиях университетского комплекса на основе разработанного комплекса многоуровневых профессионально-ориентированных аэрокосмических задач.
6. Формулировка выводов и рекомендаций по реализации структурно-динамической модели формирования инженерной компетентности.
На эффективность применения экспериментального метода в исследовании педагогических явлений существенное влияние оказывает система общенаучных и конкретно-научных принципов, отражающая общие требования к организации и проведению опытно-поисковой работы. В своем исследовании мы опирались на следующие принципы:
-принцип целостного изучения педагогических явлений, который предполагает использование системного подхода, четкого определения места изучаемого явления в педагогическом процессе, раскрытие движения изучаемого явления. Данным принципом мы руководствовались при моделировании процесса формирования инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли в условиях университетского комплекса;
-принцип объективности, который предполагает проверку каждого факта научными методами, фиксацию проявлений изменения исследуемого объекта, сопоставление данных своего и других исследований. Данным принципом мы руководствовались при проведении констатирующего и формирующего этапов опытно-поисковой работы, в ходе разработки программы диагностики уровня сформированности инженерной компетентности будущего специалиста;
-принцип эффективности, одновременно являющийся конечной целью исследования. Суть данного принципа заключается в том, что полученные результаты должны быть выше результатов, полученных в типичных, стандартных условиях за одинаковое время при одинаковых материальных и финансовых затратах. Данным принципом мы руководствовались при разработке и выдвижении гипотезы, планировании условий проведения опытно-поисковой работы, отслеживании полученных экспериментальных данных.
Обосновывая процесс формирования инженерной компетентности будущих специалистов аэрокосмической отрасли в условиях университетского комплекса, мы опирались на такие методологические подходы, как контекстный, личностно-деятельностный, компетентностный, а также на общедидактические принципы деятельности: активности, наглядности, систематичности и последовательности, научности и доступности.
Достоверность получаемых в процессе опытно-поисковой работы результатов во многом зависит от условий, в которых он проводился, так как условия могут оказывать как прямое, так и косвенное влияние на состояние или деятельность исследуемого педагогического объекта, и, тем самым, выступать в качестве неконтролируемых экспериментальных переменных. Опишем условия организации и проведения опытно-поисковой работы.
Опытно-поисковая работа осуществлялась нами в естественных условиях в аэрокосмическом институте Оренбургского государственного университета с 2000 по 2007 гг. на специальностях 160801 - «Ракетостроение», 160201 - «Самолето- и вертолетостроение». В опытно-поисковой работе приняли участие преподаватели аэрокосмического института Оренбургского государственного университета (ОГУ), Индустриально-педагогического колледжа (ИПК), инженерно-технические работники ФГУП ПО «Стрела», ФГУП «Оренбургские авиалинии», Кумертауского авиационного производственно-промышленного предприятия (КумАПП), студенты ОГУ, ИПК, Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева (КАИ) (всего 456 человек). Выборка исследования при проведении диагностических замеров составила 340 студентов, 27 преподавателей вузов, 42 инженерно-технических работника предприятий аэрокосмической отрасли Оренбуржья.
