Содержание к диссертации
Введение
Глава I Теоретические основы формированияинженерной компетентности курсантоввоенных инженерных вузов 17
1.1. Современное состояние проблемы подготовки курсантоввоенных инженерных вузов в области общетехнических и профессиональных дисциплин 17
1.2. Теоретические основы инженерной деятельности, определение понятия «инженерная компетентность» курсанта военного инженерного вуза – будущего военного инженера 24
Выводы по главе I 33
Глава II Модель методической системы формированияинженерной компетентности у курсантоввоенных инженерных вузов 36
2.1 Описание модели формирования инженерных компетенций у курсантов военных инженерных вузов 36
2.2 Межпредметные связи общетехнических дисциплин с профессиональными дисциплинами 42
Выводы по главе II 56
Глава III Методическая система формирования инженерной компетентности курсантов военных вузов – будущих военных инженеров 58
3.1 Формирование инженерной компетентности студентов при коллективных формах занятий 58
3.2 Формирование инженерной компетентности студентов на групповых формах занятий 64
3.3Профессионально направленный лабораторный практикум и его роль в формировании профессиональных качеств военного инженера. 83
3.4 Формирование инженерной компетентности в системе дополнительного образования в часы самостоятельной подготовки 90
Выводы по главе III 95
Глава IV Экспериментальная проверка результативности методической системы формирования инженерной компетентности курсантов военных вузов – будущих военных инженеров 97
4.1 Организация и этапы педагогического эксперимента 97
4.2. Констатирующий этап педагогического эксперимента и его результаты 100
4.3 Содержание и результаты поискового этапа педагогического эксперимента 109
4.4 Содержание и результаты обучающего этапа педагогического эксперимента 113
Выводы по главе IV 124
Основные результаты и выводы: 125
Библиография 127
Приложения 142
- Теоретические основы инженерной деятельности, определение понятия «инженерная компетентность» курсанта военного инженерного вуза – будущего военного инженера
- Межпредметные связи общетехнических дисциплин с профессиональными дисциплинами
- Формирование инженерной компетентности студентов на групповых формах занятий
- Констатирующий этап педагогического эксперимента и его результаты
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Современная военная техника, поступающая на вооружение армии, развитие технических систем, основанных на применении инноваций в военной области требуют коренных изменений в подготовке военно-инженерных кадров. Главной характерной чертой современного вооруженного конфликта, как отмечается в военной доктрине Российской Федерации, является «…массированное применение систем вооружения и военной техники, основанных на новых физических принципах и сопоставимых по эффективности с ядерным оружием». Это обстоятельство выдвигает требование модернизации высших военно-учебных заведений и качественных преобразований системы высшего военного технического образования. Модернизированная система образования предполагает применение компетентностного подхода в подготовке специалиста высшего профессионального образования, изложенного в Федеральном государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования (ФГОС ВПО – 03) от 24 марта 2011 года. Современный подход в подготовке военного специалиста-инженера необходимо строить на базовых знаниях дисциплин общетехнического блока: теория механизмов и машин, сопротивление материалов, детали машин и основы конструирования, термодинамика и теплопередача, материаловедение и технология конструкционных материалов, электротехника, электроника и электропривод.
Решение проблем совершенствования высшего военного образования нашли
наиболее полное отражение в трудах А.Н. Абрамова, Г.П. Андреева,
А.Е. Айзенцона, В.Н. Бобрикова, В.И. Малий, А.А. Червовойи др.
Анализ научных исследований в этой области показал, что процесс профессиональной подготовки будущего инженера напрямую зависит от качества его подготовки по общетехническим дисциплинам. Это наиболее чтко отражено в работах В.П. Иванова, М.В. Лагуновой, Н.И. Мокрицкой, З.А. Полоскиной, Э.Ф. Зеера, З.А. Решетовой и др.
В настоящее время произошл переход от концепции приобретения знаний, умений и навыков, к концепции компетентностного подхода в подготовке специалистов, в том числе в подготовке курсантов военных инженерных вузов. Методологические и теоретические аспекты совершенствования профессиональных компетенций выпускника военного ВУЗа рассматриваются в работах А.Н. Афанасьева, А.А. Карабанова, А.И. Козачкова, А.П. Комарова, В.И. Малий, С.Г Тамбиева, А.К. Протасоваи др. Достаточно полно в работах отражены вопросы формирования профессиональных компетенций: базовой, технической, математической, коммуникативной, конфликтной и др.
В то же время проблеме формирования инженерной компетентности у студентов инженерного вуза, тем более военного, при обучении общетехническим дисциплинам не уделяется должного внимания, потенциал этих дисциплин не используется в должной мере для формирования этой компетентности, структура этого понятия недостаточно разработана в теории и практике педагогической науки.
Результаты констатирующего этапа эксперимента и опыт обучения будущих военных инженеров в военном вузе позволяет констатировать, что существует ряд противоречий:
- между высокими требованиями государства и общества к уровню инженерной подготовки будущих военных инженеров и недостаточной разработанностью мето-
дической системы формирования инженерной компетентности курсантов военных инженерных вузов;
- между потребностью педагогической практики высших учебных заведений в использовании потенциала общетехнических дисциплин для формирования инженерной компетентности будущих военных инженеров и состоянием методики обучения общетехническим дисциплинам, которая недостаточно направлена на формирование этой компетентности.
Выявленные противоречия обусловили выбор темы диссертационного исследования: «Формирование инженерной компетентности курсантов военных инженерных вузов при интеграции общетехнических и профессиональных дисциплин» и е актуальность и научную проблему, которая состоит в поиске ответа на вопрос: какой должна быть методическая система формирования инженерной компетентности курсантов военных инженерных вузов при обучении общетехническим дисциплинам.
Объект исследования: процесс подготовки курсантов в военном инженерном вузе.
Предмет исследования: методическая система подготовки курсантов военного инженерного вуза в области общетехнических дисциплин при интеграции этих дисциплин с дисциплинами профессионального цикла.
Цель исследования – научно обосновать и построить методическую систему формирования инженерной компетентности курсантов военных инженерных вузов при интеграции общетехнических и профессиональных дисциплин.
Гипотеза исследования в соответствии с предметом и объектом диссертационного исследования формулируется следующим образом:
обучение общетехническим дисциплинам в военном инженерном вузе обеспечит высокий уровень общетехнической и профессиональной подготовки, развитие общенаучных и инженерных компетенций курсантов, если:
интеграцию общетехнических дисциплин с дисциплинами профессионального цикла использовать системно, то есть при всех формах занятий - коллективных, групповых, индивидуальных;
подготовку будущих военных инженеров в военном инженерном вузе при обучении общетехническим дисциплинам осуществлять на основе системного, ин-тегративного, деятельностного, компетентностного, контекстного подходов;
содержание общетехнических дисциплин представить блоками «теория механизмов и машин» «сопротивление материалов» «детали машин и основы конструиро-вания» «термодинамика и теплопередача» «материаловедение и технология конструкционных материалов» «электротехника, электроника и электропривод» с установленными межпредметными связями с блоками профессиональных дисциплин «конструкция автомобилей и тракторов» «энергетические установки автомобилей и тракторов» «электрооборудование автомобилей и тракторов» «технология производства автомобилей и тракторов»;
разработать и внедрить систему обучающих и контрольно-измерительных средств, адекватных поставленным задачам формирования и развития общенаучных и инженерных компетенций курсантов военного инженерного вуза.
В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой определены следующие задачи исследования:
1) выявить состояние проблемы формирования инженерной компетентности у курсантов военных инженерного вузов в педагогической теории и практике;
2) выявить структуру и сущность инженерной компетентности относительно
деятельности будущего военного инженера ракетного вооружения стратегического
назначения (РВСН) в системе высшего военного профессионального образования;
-
определить этапы формирования инженерной компетентности будущих военных инженеров;
-
разработать теоретические основы методической системы формирования инженерной компетентности для курсантов военных инженерных вузов средствами интеграции общетехнических и профессиональных дисциплин;
5) создать модель методической системы формирования инженерной
компетентности для курсантов военных инженерных вузов средствами интеграции
общетехнических и профессиональных дисциплин;
6) разработать методическую систему формирования инженерной компе
тентности для курсантов военных инженерных вузов, состоящую из целевого, со
держательного, деятельностно-процессуального и результативно-оценочного ком
понентов;
-
разработать критерии сформированности инженерной компетентности для курсантов военных инженерных вузов;
-
осуществить педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования.
Теоретическую базу исследования составили исследования в области выс
шего военно-профессионального образования (А.В. Барабанщиков, А.М. Герасимов,
В.П. Давыдов, Г.Е. Караваев, А.И. Конюхов, П.П. Крамаренко, П.А. Корчемный,
Л.Г. Лаптев, В.И. Малий, А.И. Пустозеров, А.А. Червова и др.), теории деятельности,
личности и ее развития (Л.С. Выготский, Б.Ф. Ломов, Г.В. Суходольский,
С.Л. Рубинштейн, Д.И. Фельдштейн, Д.Б. Эльконин и др.) в области теории и методи
ки обучения и воспитания (общетехнические дисциплины и трудовое обучение)
(П.Р. Атутов, И.А. Бажина, Л.А. Мохова, Н.И. Мокрицкая, В.Д. Симоненко,
Ю.Л. Хотунцев, К.Л. Черноталова и др.);
Методологические основы исследования:
- методики обучения общетехническим дисциплинам как составляющие педагогической науки, представляющие собой систему знаний о теории и практике обучения общетехническим дисциплинам – о научных основах содержания и структуре вузовского курса общетехнических дисциплин, принципах, подходах и способах добывания знаний, об организации учебно-познавательной деятельности курсантов в процессе обучения общетехническим дисциплинам - создание условий для совершенствования возможностей курсантов за счт обогащения их опыта на основе интеграции общетехнических и профессиональных дисциплин.
Методы исследования
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: теоретический анализ состояния проблемы на основе изучения методической, психологической и профессиональной литературы, диссертационных работ по проблеме исследования, материалов конференций по инженерной компетентности специалистов, нормативных документов, определяющих структуру и содержание профессиональной подготовки будущего военного инженера в инженерном военном вузе, моделирование, прямое и косвенное наблюдение, беседа, анкетирование, анализ отзывов из войск, проведение педагогического эксперимента.
Экспериментальной базой исследования явилась Военная академия РВСН имени Петра Великого в г. Москва, ее филиал в г. Серпухове Московской области. Всего в эксперименте приняло участие 353 курсанта.
Поставленные задачи и выдвинутая гипотеза определили логику, этапы и методы исследования, которое проводилось с 2007 по 2014 год в три этапа.
Основные этапы исследования:
Первый этап (2007-2009 гг.) изучение, анализ и систематизация литературы, исследовательской информации по проблеме исследования. Это позволило определить исходные позиции исследования, разработать понятийный аппарат, сформулировать гипотезу исследования и наметить его задачи.
Второй этап (2009-2011 гг.) изучение и наблюдение за учебным процессом и анализ причин недостаточной сформированности инженерной компетентности, разработка модели, методической системы обучения общетехническим дисциплинам и дидактического комплекса, направленных на формирование инженерной компетентности курсантов военного инженерного вуза средствами интеграции общетехнических и профессиональных дисциплин.
Третий этап (2011-2014 гг.) анализ и обобщение итогов теоретико-экспериментального исследования, выстраивание логики изложения материала, уточнение теоретических и практических выводов, оформление полученных результатов. Основные методы этапа: теоретические (обобщение и систематизация материала), методы наглядного представления результатов.
Научная новизна исследования состоит:
- в доказательстве целесообразности и возможности формирования инже
нерной компетентности курсантов военного вуза при обучении циклу общетехни
ческих дисциплин (теория механизмов и машин, сопротивление материалов, детали
машин и основы конструирования, термодинамика и теплопередача, материаловедение и
технология конструкционных материалов, электротехника, электроника и электропри
вод) средствами интеграции общетехнических и профессиональных дисциплин;
в определении понятия «инженерная компетентность» курсантов военного вуза, под которой понимается интегративное качество личности, позволяющее ему осваивать и эффективно использовать современные инженерные технологии в мирное время и в экстремальных условиях современного боя;
в разработке модели методической системы, основанной на системном, ин-тегративном, деятельностном, компетентностном, контекстном подходах и учитывающей особенности обучения в военном инженерном вузе;
в разработке методической системы обучения общетехническим дисциплинам в военном инженерном вузе при интеграции общетехнических и профессиональных дисциплин и основанной на компетентностном, интегративном, контекстном, системном, деятельностном подходах;
в разработке форм, методов и средств дополнительной деятельности курсантов, направленной на формирование инженерной компетентности у курсантов в военном инженерном вузе, в учебном процессе и дополнительной деятельности;
- в разработке диагностического аппарата, позволяющего измерить инже
нерную компетентность, инженерную грамотность, инженерную образованность у
курсантов военных инженерных вузов.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что его результаты вносят определнный вклад в развитие теоретических основ методики
обучения общетехническим дисциплинам курсантов военного инженерного заведения, а именно:
- в авторском видении понятия «инженерная компетентность» курсантов во
енного инженерного вуза, под которой понимается следующее:
«инженерная компетентность будущего военного технического специалиста это интегративное качество личности, позволяющее ему осваивать и эффективно использовать современные инженерные технологии в своей профессиональной деятельности в мирное время и в экстремальных условиях современного боя»;
- в выделении компонентов инженерной компетентности:
аксиологический компонент инженерной компетентности выпускника военного инженерного вуза отражает комплекс ценностей, особенно ценности инженерного труда на современном этапе развития общества;
деятельностный компонент инженерной компетентности раскрывает дея-тельностный характер, способы и технологии инженерного труда, получения и применения нового инженерного знания;
когнитивный компонент инженерной компетентности опирается на развитое мышление личности инженера, его умения производить операции синтеза, анализа, обобщения, дедукции и индукции, его способности к творческой и исследовательской деятельности;
- в выделение иерархических уровней инженерной компетентности выпуск
ника военного инженерного вуза, определенные согласно философской теории об
разования Б.С. Гершунского:
инженерная грамотность курсанта военного инженерного вуза - достаточная теоретическая и практическая подготовка в области естественнонаучных, математических и графических наук, понимание фундаментальных законов природы как основы инженерной деятельности, умение разобраться в принципах деятельности инженерных устройств;
инженерная образованность курсанта военного инженерного вуза представляет собой максимальный уровень инженерной грамотности, при котором обучающийся овладевает знаниями в области общетехнических наук, таких как теория механизмов и машин, сопротивление материалов, детали машин и основы конструирования, термодинамика и теплопередача, материаловедение и технология конструкционных материалов, электротехника, электроника и электропривод и умеет применять их при выполнении самостоятельных курсовых и расчетно-графических работ;
квазиинженерная компетентность курсанта военного инженерного вуза – интегративное качество личности будущего инженера, позволяющее ему осваивать и эффективно использовать современные инженерные устройства и технологии в своей профессиональной деятельности.
инженерная компетентность будущего военного инженера это интегратив-ное качество личности, позволяющее ему осваивать и эффективно использовать современные инженерные технологии в своей профессиональной деятельности в мирное время и в экстремальных условиях современного боя.
Практическая значимость исследования заключается:
1. Во внедрении в обучение методической системы, направленной на формирование инженерной компетентности курсантов военного вуза, который обладает высоким уровнем целостности содержания, способствует объединению и углублению инженерных и профессиональных компетенций, при этом активизируется научно-исследовательская деятельность курсантов по изучению теоретического ма-
териала, положительно меняется их отношение к изучаемым дисциплинам, и в целом к профессии, улучшается качество компетенций выпускников вуза.
2.В создании блочной системы обучения общетехническим дисциплинам «теория механизмов и машин» «сопротивление материалов» «детали машин и основы конструирования» «термодинамика и теплопередача» «материаловедение и технология конструкционных материалов» «электротехника, электроника и электропривод» с установленными межпредметными связями с блоками профессиональных дисциплин «конструкция автомобилей и тракторов» «энергетические установки автомобилей и тракторов» «электрооборудование автомобилей и тракторов» «технология производства автомобилей и тракторов».
3. Во внедрении авторского учебно-методического комплекса, состоящего из: -авторских программ по дисциплинам «Электрооборудование автомобилей и тракторов», «Технология производства автомобилей и тракторов», «Ремонт и утилизация автомобилей и тракторов»;
- учебных пособий «Основы управления транспортным средством и безопас
ность дорожного движения», «Электрооборудование автомобилей и тракторов».
Созданные дидактические материалы используются при подготовке курсантов военных инженерных вузов, в системе повышения профессиональной квалификации педагогов-офицеров военных инженерных вузов при составлении учебных программ по общетехническим и профессиональным дисциплинам, разработке учебных пособий и дидактических материалов и позволяют организовать учебный процесс обучения общетехническим дисциплинам так, чтобы курсанты военного инженерного вуза овладевали инженерной компетентностью высокого уровня.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечены совокупностью выбранных и использованных методологических, теоретических и технологических позиций, применением комплекса методов, адекватных предмету, задачам и этапам исследования, дублированием методов при решении задач исследования, репрезентативностью объема выборки, количественным и качественным анализом экспериментальных данных, подтверждением гипотезы исследования.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения и результаты работы докладывались, обсуждались и получили одобрение:
- в учебном процессе Серпуховского филиала Военной академии РВСН име
ни Петра Великого; - на совместных заседаниях кафедры технологии и предприни
мательства и лаборатории поствузовского образования ФГБОУ ВПО «Ивановский
государственный университет» Шуйский филиал, на методических семинарах ка
федры «Автотехнического обеспечения» Серпуховского филиала Военной акаде
мии РВСН имени Петра Великого; - на VI и VII Международных конференциях
«Шуйская сессия студентов, аспирантов, молодых учных» (2013, 2014гг.);- на
межвузовских научно-методических конференциях в Серпуховском филиале Воен
ной академии РВСН имени Петра Великого, МОУ «Институт инженерной физи-
ки»(2012, 2014 гг.).
На основе результатов исследования для подготовки военных инженеров РВСН разработана и внедрена методическая система, направленная на формирование инженерной компетентности курсантов военных инженерных вузовв учебный процесс филиала Военной академии РВСН (г. Серпухов, Московская область), Военной академии РВСН имени Петра Великого и ее филиала в г. Серпухове Московской области, Рязанского высшего воздушно-десантного командного училища им. генерала армии В.Ф. Маргелова, о чм имеются акты о внедрении.
На защиту выносятся
1. В процессе обучения общетехническим дисциплинам необходимо и воз
можно формировать у будущих военных инженеров инженерную компетентность,
под которой подразумевается интегративное качество личности, позволяющее ему
осваивать и эффективно использовать современные инженерные технологии в сво
ей профессиональной деятельности в мирное время и в экстремальных условиях
современного боя, состоящая из:
аксиологического компонента;
деятельностного компонента;
когнитивного компонента.
2. Инженерная компетентность выпускника военного инженерного вуза
представляет собой последовательность следующих уровней:
- инженерная грамотность курсанта военного инженерного вуза – до
статочная теоретическая и практическая подготовка в области естественнонауч
ных, математических и графических наук, понимание фундаментальных законов
природы как основы инженерной деятельности, умение разобраться в принципах
деятельности технических устройств;
инженерная образованность курсанта военного инженерного вуза представляет собой максимальный уровень инженерной грамотности, при котором обучающийся овладевает знаниями прикладных наук, таких как теория механизмов и машин, сопротивление материалов, детали машин и основы конструирования, термодинамика и теплопередача, материаловедение и технология конструкционных материалов, электротехника, электроника и электропривод и умеет применять их при выполнении самостоятельных курсовых и расчетно-графических работ;
квазиинженерная компетентность курсанта военного инженерного вуза – интегративное качество личности будущего инженера, позволяющее ему осваивать и эффективно использовать современные инженерные устройства и технологии.
инженерная компетентность будущего военного инженера это интегратив-ное качество личности, позволяющее ему осваивать и эффективно использовать современные инженерные технологии в своей профессиональной деятельности в мирное время и в экстремальных условиях современного боя.
3. Модель методической системы формирования инженерной компетентно
сти курсантов военного вуза, отражая междисциплинарную интеграцию, опирается
на системный, интегративный, деятельностный, компетентностный, контекстный
подходы и включает целевой, содержательный, деятельностно-процессуальный и
результативно-оценочный компоненты.
4. Реализация модели методической системы формирования инженерной
компетентности курсантов военного вуза возможна при поэтапном изучении учеб
ного материала по общетехническим дисциплинам при интеграции общетехниче
ских и профессиональных дисциплин;
5. Эффективное формирование инженерной компетентности будущего
военного инженера способствует то, что содержание общетехнических дисциплин
будет представлено блоками «теория механизмов и машин» «сопротивление
материалов» «детали машин и основы конструирования» «термодинамика и
теплопередача» «материаловедение и технология конструкционных материалов»
«электротехника, электроника и электропривод» с установленными
межпредметными связями с блоками профессиональных дисциплин «конструкция
автомобилей и тракторов» «энергетические установки автомобилей и
тракторов» «электрооборудование автомобилей и тракторов» «технология производства автомобилей и тракторов».
Структура диссертации отражает общую логику исследования и включает введение, четыре главы, заключение и 146 библиографических источников, 6 рисунков, 21 таблица.
Теоретические основы инженерной деятельности, определение понятия «инженерная компетентность» курсанта военного инженерного вуза – будущего военного инженера
И.А. Зимняя отмечает, что компетенциями являются некоторые внутренние, потенциальные, сокрытые психологические новообразования (знания, представления, программы (алгоритмы) действий, системы ценностей и отношений), которые затем выявляются в компетентностях человека как актуальных, деятельностных проявлениях, становятся его личностными качествами, свойствами. Компетенции характеризуются и мотивационными, и смысловыми, и отношенческими, и регуляторными составляющими, наряду с когнитивными (знанием) и опытом[47].
По В.Д. Шадрикову, «компетенция является системным проявлением знаний, умений, способностей и личностных качеств. В каждой деятельности вес этих компонентов и их сочетания могут существенно различаться… Компетенции формируются на основе знаний, умений, способностей, личностных качеств, но сами эти знания и др. во многом не являются компетенциями, они выступают как условия для формирования компетенции. Было бы большой ошибкой (которая намечается), если при реализации компетент-ностного подхода мы противопоставим его знаниями, умениями, способностями, личностным качествам»[127].
Следовательно, компетенция относится к деятельности, к кругу вопросов, связанных с ней. Это функциональные задачи, связанные с деятельностью, успешность решения которых обеспечивает ее эффективность. Они формируются в профессиональной подготовке и проявляются в профессиональной деятельности.
Компетентность относится к субъекту деятельности. Это результат овладения соответствующей компетенцией, приобретение личности, благо даря которому человек может решать конкретные задачи. Это сложное и многоуровневое психологическое новообразование субъекта деятельности, формирующееся в процессе профессиональной подготовки, представляющее собой системное проявление знаний, умений, способностей и личностных качеств, позволяющее успешно решать функциональные задачи, составляющие содержание профессиональной деятельности.
Существуют различные подходы к определению видов компетенций, которыми должен обладать специалист с высшим образованием. В.Д. Шадриков предлагает системную универсальную модель специалиста – бакалавра и магистра, выделяя в её структуре социально-личностные и общепрофессиональные компетенции, обеспечивающие гибкое поведение выпускника на рынке труда, а также профессиональные компетенции, необходимые для реализации общепрофессиональных компетенций в конкретной профессии. Инвариантными составляющими модели специалиста независимо от уровня и направления подготовки должны быть представления о целях деятельности специалиста, представления об условиях деятельности, навыки принятия решений, навыки работы с информацией, представления о личностном смысле деятельности, представления о результатах профессиональной подготовки, в том числе о профессионально-важных качествах, которые у него должны быть сформированы. Под профессионально-важными качествами понимаются индивидуальные качества субъекта деятельности (способности, умения, знания, а также непсихологические качества индивида), влияющие на эффективность и успешность ее освоения. Конкретизация содержания этих компонентов должна определяться уровнем образования (бакалавриат, магистратура, аспирантура), а также направлением подготовки и профессиональностью (квалификацией) выпускника.
В российских исследованиях ключевых компетенций выделяются типы компетенций, характеризующих специалиста с высшим образованием как человека и профессионала. Набор компетенций различен для различных ступеней ВПО, поскольку он связан с задачами деятельности, а они специфичны для разных ступеней. На первой ступени (бакалавриате) должны формироваться группы социально-личностных, экономических, организационно-управленческих, общепрофессиональных компетенций, которые призваны служить фундаментом, позволяющим выпускнику бакалавриата гибко ориентироваться на рынке труда.
Выпускники военных инженерных вузов обучаются по программе спе-циалитета, срок обучения составляет 5-5,5 лет.
Анализ научных публикаций, диссертационных исследований, выступления на конференциях и семинарах, беседы с коллегами из многих военных инженерных вузов, показали что теории и практике формирования инженерной компетентности у студентов гражданских инженерных вузов, тем более военных инженерных вузов должного внимания уделяется недостаточно. Само определение понятия «инженерная компетентность», её преломление для студентов военного инженерного вуза не устоялось в теории и практике.
Для формулировки понятия инженерная компетентность обратимся к трудам известного философа и педагога Б.С. Гершунского, который в своей книге «Философия образования для XXI века» пишет: «что именно общее образование, рассматриваемое в качестве базового звена системы непрерывного образования, выступает в качестве основного объекта концептуальных теоретических и прикладных научных изысканий не только педагогического, но и междисциплинарного характера. Наметилось несколько подходов к анализу функционального предназначения, содержательного, предметного наполнения категории «грамотность» как некоего исходного результативного компонента образовательной деятельности» [32].
Б.С. Гершунский отмечает, что исходным результатом образовательной деятельности являются такие категории, как «грамотность», «образованность», «профессиональная компетентность», «культура», «менталитет», характеризующие структуру становления личности [32].Эти категории взаимосвязаны и обладают преемственностью, причём грамотность – это «необходимая ступень и образованности, и профессиональной компетентности, и культуры, и широко понимаемой ментальности личности». Индуктивная логика восхождения от условно «низких» к условно более «высоким» ступеням личностных образовательных приобретений (от «грамотности» - к «мен-тальности»), не исключает логику дедуктивного (от «ментальности» - к «грамотности») продвижения. В этом случае нормативно обоснованные структурные компоненты ментальности, культуры, профессиональной компетентности, образованности, надо полагать, позволяет выйти и на содержание «эмбриональных» компонентов грамотности[32].
Грамотность полиструктурна. «В минимально необходимом по объему, но в строго научном и вместе с тем в доступном для учащегося виде в ней должны найти свое воплощение важнейшие объективные характеристики и параметры природы, общества, человека, его духовные, нравственные личностные устои и ориентиры, а также способы познания этих характеристик и параметров в естественном единстве с формируемыми отношениями к ним» [32]. Грамотный человек подготовлен к дальнейшему развитию своего образовательного потенциала. Важнейшая собственно педагогическая характеристика грамотности – доступность овладения ею для всех и каждого здорового человека [32].
Межпредметные связи общетехнических дисциплин с профессиональными дисциплинами
Решение проблем является особенно проблематичным в условиях дефицита учебного времени на изучение общетехнических дисциплин: - «Теория механизмов и машин» - 162 ч.; - «Сопротивление материалов» - 216 ч.; - «Детали машин и основы конструирования» - 162 ч.; - «Термодинамика и теплопередача» - 144 ч.; - «Материаловедение и технология конструкционных материалов» - 144 ч.; - «Электротехника, электроника и электропривод» - 144 ч.; - Производственная практика - 108 ч.; - Тактико-эксплуатационная практика – 108 ч.; - Войсковая практика – 108 ч.; - Войсковая стажировка – 216 ч.; - Практика и несение внутренней караульной службы – 108 ч.; - Научно-исследовательская (военно-научная)работа – 48 ч. Установление межпредметных связей этих дисциплин с дисциплинами профессионального цикла, такими как «конструкция автомобилей и тракто-42 ров» «технология производства автомобилей и тракторов» «эксплуатация автомобилей и тракторов» является одним из направлений решения возникающих задач. Межпредметные связи дисциплины «Эксплуатация автомобилей и тракторов» с дисциплинами естественнонаучного и общетехнического циклов представлены в табл. 2.1.
Для выявления межпредметных связей профессиональных дисциплин, таких как «Конструкция автомобилей и тракторов», «Технология производства автомобилей и тракторов», «Эксплуатация автомобилей и тракторов» с дисциплинами естественнонаучного и общетехнического цикла нами построены таблицы аналогичные вышеприведённой таблице. Исследование показа-53 ло, что наибольшей плотностью связей обладают такие дисциплины как теория машин и механизмов и конструкции автомобилей и тракторов, термодинамика и теплопередача, электротехника, электроника и электропривод, с дисциплинами энергетические установки автомобилей и тракторов, электрооборудование автомобилей и тракторов, конструкции автомобилей и тракторов. Из таблицы 2.2 следует, что наибольшая плотность межпредметных связей осуществляется между дисциплинами общетехнического цикла, такими как «Детали машин основы конструирования» и «Конструкция автомобилей и тракторов», между «Теория механизмов и машин» и «Конструкция автомобилей и тракторов»; между «Технология производства автомобилей и тракторов» и «Теория механизмов и машин»; между «Электротехника, электроника и электропривод» и «Электрооборудование автомобилей и тракторов» и «эксплуатация автомобилей и тракторов». Установленные закономерности учитывались при построении методической системы формирование инженерной компетентности курсантов военных инженерных вузов при интеграции общетехнических и профессиональных дисциплин. 1. При построении методической системы формирования инженерной компетентности курсантов военного инженерного вуза мы опирались на основные концептуальные подходы, разработанные учёными, такими как: А.Н. Леонтьев, Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин и др., разработавшие теорию деятельностного подхода к обучению и развитию. Де-ятельностный подход обусловлен различными формами, методами и средствами деятельности в формировании целостной личности военного инженера, обладающей высоким уровнем инженерной компетентности; А.П. Беляева, С.М. Маркова, М.Н. Берулава, Э.В. Майков, А.В. Козлов и др., разработавшие теорию интегративного подхода. Интегративный подход состоит в рассмотрении методической системы как совокупности процессуальных и результирующих составляющих; С.И. Архангельский, В.П. Беспалько Н.В. Кузьмина и др., разработавшие теорию системного подхода к анализу педагогических явлений. Системный подход состоит в том, что процесс формирования инженерной компетентности курсантов военного инженерного вуза рассматривается как целостная система, состоящая из многоуровневых компонентов, находящихся в многообразных связях; А.А. Вербицкий, разработавший теорию контекстного подхода. Контекстный подход направлен на обучение в контексте будущей профессии; Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, А.В. Хуторской, С.Е. Шишов, разработавшие теорию компетентностного подхода. Компетентностный подход направлен на формирование готовности личности к самостоятельному поиску и решению новых проблем. 2. Нами сконструирована модель методической системы формирования инженерной компетентности курсантов военных инженерных вузов, состоя щая из блоков: - целевой блок отражает цель модели – формирование инженерной компетентности у курсантов военных технических вузов – будущих военных инженеров; - содержательный блок включает в себя систему принципов, на основе которых происходит отбор содержания по блоку общетехнических дисциплин (теория механизмов и машин, сопротивление материалов, детали машин и основы конструирования, термодинамика и теплопередача, материаловедение и технология конструкционных материалов, электротехника, электроника и электропривод); - процессуальный блок модели направлен на формирование инженерной компетенции будущих военных инженеров применением инновационных методов, форм, средств обучения; - результативно-оценочный компонент модели представлен критериями оценки уровней достижения инженерной компетентности будущих военных инженеров. 3. Установлены межпредметные связи ряда профессиональных и обще технических дисциплин, рассчитана плотность этих межпредметных связей. Установлено, что наибольшая плотность межпредметных связей осуществля ется между дисциплинами общетехнического цикла, такими как «Детали машин и основы конструирования» и «Конструкция автомобилей и тракто ров», между «Теория механизмов и машин» и «Конструкция автомобилей и тракторов»; между «Технология производства автомобилей и тракторов» и «Теория механизмов и машин»; между «Электротехника, электроника и электропривод» и «эксплуатация автомобилей и тракторов», «Электрообору дование автомобилей и тракторов» и «Эксплуатация автомобилей и тракто ров».
Формирование инженерной компетентности студентов на групповых формах занятий
В военных вузах распределение учебного времени по дисциплине предусматривает после лекционного занятия по теме проведение и практического, семинарского и (или) лабораторного занятия, на котором изучаемые теоретические законы изучаются на конкретных элементах военной техники. Рассмотрим построение разработанной нами методической системы формирования инженерной компетентности курсантов военного инженерного вуза на примере дисциплины «Теория механизмов и машин», на изучение которой отводится 162 часов, из них - 120 часов аудиторных занятий и 42 часов на самостоятельное изучение дисциплины. Исследования А.А. Червовой показали, что соотношение лекций и групповых форм занятий должно соотноситься 1:1, что подтверждается и нашими наблюдениями [124]. Групповые формы занятий организуются, как правило, в специализированных аудиториях, оборудованных специальными агрегатами, наглядной информацией, механизмами, приборами, компьютерами. Для углубленного изучения устройства и конструкции машин используются плакаты, рабочие тетради, разрезные устройства, а также мультимедийное оборудование и ЭВМ. Изучение каждой общетехнической дисциплины сопряжено с теорией технической эксплуатации автомобиля, его механизмов и узлов.
Например, на практических занятиях по дисциплине «Теория механизмов и машин» курсанты академии РВСН имени Петра Великого изучают теорию по теме «Планетарные и дифференциальные передачи» на базе многоосного специального колесного шасси (МСКШ), обслуживание которого они производят в специализированной аудитории автомобильного парка вуза, макеты и отдельные узлы являются наглядными пособиями на лекциях, практических занятиях.
Для углубленного изучения теоретического материала, сообщенного на лекции проводятся такие групповые формы занятий, как практические занятия и семинары. Развитие творческой самостоятельности обучаемых, умение разрешать проблемные ситуации является доминирующей задачей данного вида деятельности.
Покажем, как проходит бинарное практическое занятие по теме «Термодинамические циклы двигателей», имеющее высокий коэффициент междисциплинарных связей с другими дисциплинами. Материал занятия интегрируют дисциплину «Термодинамика и теплопередача» с дисциплиной «Термодинамические циклы двигателей».
Организационно практическое занятие содержит несколько этапов. Вначале проходит текущий контроль теоретических знаний по теме «Основные законы термодинамики» с помощью билетов-тестов, дающих возможность курсантам выразить свои мысли письменно профессиональным языком дисциплины. Текущий контроль знаний курсантов в начале занятия стимулирует их дальнейшую работу на протяжении всего занятия. Рефлексируя над полнотой и правильностью ответов на вопросы тестов, курсанты стараются активнее вступить в дальнейшую учебную деятельность. Далее курсантам предлагается алгоритм решения теоретической задачи по термодинамике. Необходимо добиваться активного вовлечения всех обучаемых в познавательную деятельность. Для этого мы практикуем дифференцированный подход к курсантам путем коррекции исходных данных типовых задач в сторону усложнения или упрощения. Опережающее решение задач поощряется преподавателями, что существенно активизирует познавательную деятельность курсантов.
Затем проводится тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания, для чего определяются предполагаемые параметры рабочего цикла, характеризующие рабочие процессы двигателя, а также величины, определяющие энергетические и экономические показатели его работы, по данным расчета рабочего цикла курсанты строят индикаторную диаграмму, определяют среднее индикаторное и эффективное давления и по заданной мощности и частоте вращения определяют число и размеры цилиндров двигателя.
Продолжается занятие в компьютерном классе, где с помощью программы для ЭВМ по данной теме курсанты могут наглядно убедиться, как каждый отдельный параметр влияет на конечный результат. Обратная связь здесь осуществляется не только при контроле, но и в процессе усвоения знаний, что дает курсанту объективные данные о ходе этого процесса. Курсанты проявляют самостоятельность, инициативу, так необходимую будущему военному специалисту. Курсанты констатируют результат наблюдения, что результаты расчета существенным образом зависят от начальных этапов, связанных с расчетами рабочих процессов двигателя и параметров рабочего тела. Следовательно, принципиально может существовать множество конструктивных решений двигателя, удовлетворяющих исходным данным. Поэтому задача курсантов состоит в оценке всех возможных вариантов и выборе из них наиболее приемлемого или лучшего варианта, удовлетворяющего некоторым дополнительным требованиям, всегда присутствующим в практике реального проектирования. Самодеятельность курсантов очевидна. Пре-66 подаватель не столько руководит, сколько умело организовывает и направляет к успеху деятельность курсантов [136; 137]. Практическое занятие проходит активно, интересно, курсанты видят возможность выбора варианта и принятия более оправданного целесообразного решения. На таких занятиях формируются когнитивный, деятельност-ный, аксиологический компоненты квазиинженерной и инженерной компетентности.
Применение контекстного подхода дает возможность более раннего вхождения обучаемого в профессиональную деятельность и формирования различных уровней инженерной компетентности. Выпускники военного учебного заведения должны обладать высоким уровнем инженерной компетентности, необходимой для организации правильной эксплуатации, ухода и сбережения военной техники. Они должны обладать широким техническим кругозором, который бы позволял им самостоятельно в короткий срок изучать новую технику, поступающую на вооружение. Надо отметить, что достаточно очевидной проблемой является надежность агрегатов и узлов военной техники, которая играет очень важную роль в боевых условиях и сведение ее к минимуму ведет к срыву выполнения боевой задачи. Огромное значение кроме этого имеют эргономические качества военной техники, сохранение боеспособности механика-водителя в тяжелых условиях боевой обстановки. На практических занятиях перед курсантами ставится задача проблемного характера об определении (диагностике) неисправности в элементах трансмиссии и устранении ее в ходе проведения контрольного осмотра или ежедневного технического обслуживания. В процессе занятия курсанты разрешают следующие проблемные ситуации: - вследствие эксплуатации автомобиля увеличился суммарный люфт в рулевом управлении автомобиля КАМАЗ. Каким образом провести диагностику рулевого управления автомобиля, определить причину и устранить неисправность.
При создании проблемной ситуации преподаватель вовлекает группу курсантов к дискуссии. Курсанты задают друг другу вопросы, высказывают свои суждения, вступают в оппонирование отвечающему, то есть, разрешают проблемную ситуацию, при этом формируется когнитивный, деятельностный и аксиологический компоненты различных иерархических уровней инженерной компетентности.
Анализируя свои мысли, курсанты, изучившие тему «Червячные передачи» дисциплины «Детали машин и основы конструирования», знают, что суммарный люфт рулевого управления – это люфт червячной передачи рулевого механизма плюс люфт рулевого привода, который должен быть для грузового автомобиля с гидравлическим усилителем руля не более 25 градусов, курсанты выстроили логическую цепочку решения проблемы и приступили к практическому расчету. Чтобы индивидуализировать учебную деятельность и на основании многовариантного решения сделать общие выводы, исходные данные для каждой подгруппы необходимо изменять.
Констатирующий этап педагогического эксперимента и его результаты
Констатирующий этап эксперимента проводился в 2007-2008, 2008-2009 гг. с целью изучения состояния проблемы формирования инженерной компетентности курсантов военных вузов – будущих военных инженеров. Для этого проводился теоретический анализ психолого-педагогической, методической и профессиональной литературы по теме исследования, собирался материал наблюдений, и как следствие, были сформулированы следующие задачи: 1. Выявить роль общетехнических дисциплин в формировании ин женерной компетентности курсантов военных вузов – будущих военных инженеров. 2. Провести исследование среди преподавателей общетехнических и профессиональных дисциплин военных инженерных вузов по проблеме интеграции этих дисциплин для формирования инженерной компетентности курсантов военных вузов – будущих военных инженеров. 3. Изучить состояние проблемы формирования инженерной компетентности у курсантов после окончания цикла математических и естественнонаучных дисциплин, после окончания изучения цикла общетехнических дисциплин и цикла профессиональных дисциплин. Результаты констатирующего эксперимента показали низкий уровень развития инженерной компетентности у курсантов контрольной и экспериментальной группы и подтвердили их однородность. Для решения этих задач было проведено анкетирование преподавателей и тестирование курсантов Военной академии РВСН имени Петра Великого в г. Москва, ее филиала в г. Серпухове. Содержание анкет и тестов, в которые входили вопросы и задания, соответствующие, решаемым в ходе констатирующего этапа эксперимента приведены в приложениях. Ниже приведены результаты анкетирования. С целью выявить роль инженерной компетенции в формировании у будущих военных инженеров профессиональной инженерной компетентности курсантам была предложена анкета. Из 120 опрошенных курсантов 94 (78%) считают, что интеграция общетехнических и специальных дисциплин явится эффективным инструментом организации обучения в военном вузе; отрицательный ответ дали – 12курсантов (10%); не определились 14 курсантов (12% ). Классы, оснащенные современным военным техническим оборудованием, компьютерами и мультимедийными средствами, недостаточно доступны для всех курсантов (95%). Подавляющее число курсантов (98%) считают, что использование на занятиях по общетехническим дисциплинам элементов военной техники и оборудования, обучающих компьютерных программ поможет понять физи- ческие процессы, происходящие в военной технике; считают, что это делает процесс обучения более интересным и позволяет входить в будущую профессию, 95% курсантов считают, что необходимо больше внедрять обучающие программы и ставить виртуальные эксперименты, позволяющие наблюдать процессы, недоступные в натурном исполнении. 6 курсантов (5%) считают, что традиционные методы обучения достаточны для обучения общетехническим и профессиональным дисциплинам в военном вузе и дополнительные виды деятельности не нужны. Соотношение между лекционными и практическими и лабораторными занятиями должно составлять 1/1 считают 108 курсантов (90%), увеличить количество лабораторных работ, основанных на интеграции общетехнических и профессиональных дисциплин предлагают 108 курсантов (90%), увеличить количество часов, отводимых на войсковую стажировку, военно-научную работу предлагают 95% курсантов.
Таким образом, результаты анкетирования преподавателей, тестирования курсантов подтверждают, что современный образовательный процесс в военном инженерном вузе не обеспечивает должного уровня подготовки будущих специалистов в области общетехнических дисциплин, т.е. подтверждают актуальность исследования и раскрывают проблему формирования инженерной компетентности курсантов военных вузов – будущих военных инженеров.
Для разработки тестовых заданий по общетехническим и профессиональным дисциплинам мы применили методику, разработанную А.А. Червовой и приведённую в докторской диссертации «Педагогические основы совершенствования преподавания физики в высших военных учебных заведениях»[124]. Эта методика позволяет оценить когнитивный компонент инженерной грамотности, образованности, квазиинженерной компетентности и инженерной компетентности курсантов военных инженерных вузов. Червова А.А. отмечает, что «объективность и сравнение результатов при обучении существенно повышаются, если для проведения контроля использовать тесты. Это объясняется прежде всего тем, что любой вопрос теста требует однозначного ответа, правильность которого оценивается тоже однозначно. А единые, научно обоснованные критерии оценки подготовленности исключить элементы субъективизма и произвольного толкования качества ответов» [124]. «Применение тестов позволяет существенно увеличить объем материала, подлежащего контролю. Это связало с тем, что определенная формализация стандартизованных вопросов обеспечивается конкретностью ответов и лаконичностью формулировок. В итоге, не увеличивая времени для контроля каждого из курсантов, в билет-тест включено не три (по традиционной методике), а девять вопросов» [124]. Мы используем в тестах вопросы различной категории сложности, в результате чего проверяем у курсантов высокий, средний, низкий уровень когнитивного компонента, что соответствует иерархическим уровням инженерной компетентности. Задания подразделяются на 3 категории сложности: - задания первого уровня сложности проверяют знание конкретных понятий, положений теории, терминов, законов, правил, определений физических и технических величин, единиц их измерения, что соответствует низкому уровню когнитивного компонента; - задания второго уровня сложности требуют для ответа анализа признаков того или иного понятия, анализ событий на основе известных законов и формул, понимание функциональных зависимостей между величинами, входящими в закон, описывающий физическое или техническое явление или устройство, что соответствует среднему уровню когнитивного компонента; - задания третьего уровня сложности представляют собой физические задачи или задачи по общетехническим дисциплинам, для решения которых необходимо уметь использовать законы физики, теории механизмов и машин, сопротивления материалов, деталей машин и основ конструирования, термодинамики и теплопередачи, материаловедения и технологии конструкционных материалов, электротехники, электроники и электропривода, для объяснения сути различных примеров из военной техники и её применения в экстремальных ситуациях, что соответствует высокому уровню когнитивного компонента.
Проверка преподавателями ответов на билет-тест производится с помощью таблиц кодов или компьютерной программы, а затем в течение 7-12 минут преподаватели беседуют с каждым курсантом по его билету-тесту, уточняя результаты ответа. В ходе беседы удается ВЫЯВИТЬ погрешности в ответе курсанта, которые не позволили ему правильно ответить на вопрос, что повышает уровень когнитивного компонентов курсанта. И наоборот, исключить как правильный тот ответ, который угадан курсантом. Из расчетов проведённых А.А. Червовой следует, что вероятность угадывания не превышает 2% [124].
Главным результатом оценки уровня когнитивного компонента инженерной компетентности по билетам-тестам является выявление преподавателем распределения когнитивного компонента курсантов по уровням сложности и по темам, характеризующееся коэффициентом N =Д/М, где Д - число правильных ответов по данному уровню сложности, N- число вопросов по данному уровню при определении коэффициента освоения данной общетехнической дисциплины [124].
