Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ФОРМИРОВАНИЕ КОНСТРУКТОРСКО–ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ В ИНФОРМАЦИОННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ

Шабанов Г.И. 1
1 Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва
Совершенствование образования в целом и конструкторско-технологического в частности требует разработки комплексной методической системы обучения на основе информационной образовательной среды. Предлагаемая модель методической системы обучения студентов технического профиля имеет иерархическую структуру. Учебно-методическими уровнями модели являются ключевые информацион-но-профессиональные содержательные линии современного инженерного образования. Взаимосвязь ал-горитмических, конструкторских и технологических элементов модели обучения осуществляется как по вертикали, так и по горизонтали. Происходит синергетическое представление расчетных инженерных методик, исследовательских моделей различной классификации и проектных процедур анализа, структурного и параметрического синтеза и критериальной оптимизации. Замыкается данная образовательная структура на диагностический блок, который выполняет оценку уровня сформированности конструкторско-технологических компетенций на расчетно-алгоритмическом, конструкторско-исследовательском и проектно-технологическом уровнях. Характерной особенностью модели обучения является включение в её структуру подсистемы пропедевтических знаний по этапам внедрения конструкторско-технологической разработки в промышленное производство.
компетентность.
компетенции
содержательные линии
модель методической системы обучения
Конструкторско-технологическое образование
1. Костянов Д.А. Этапы реализации курсового проекта по курсу «Основы технологии машиностроения» в учебно-информационной среде // Социальные и гуманитарные исследования: традиции и реальности. - Саранск, 2010. - С. 204-207.
2. Майков Э.В. Масленникова Л.В. Интеграция фундаментальности с профессиональной направленностью в системе инженерного образования // Интеграция образования. - Саранск, 2001. - Вып. 3. - С. 22-28.
3. Наумкин Н.И., Грошева Е.П. Междисциплинарная интеграция инженерного образования в процессе формирования у студентов технических вузов способности к инновационной инженерной деятельности // Наука и образование. - 2008. - Вып. 6. - С. 46-54.
4. Чучалин А.И. Качества инженерного образования: мировые тенденции в терминах компетенции // Высшее образование в России. - 2006. - Вып. 8. - С. 13-16.
5. Шабанов Г.И., Костянов Д.А. Формирование ключевых информационных компетенций в информационно-образовательной среде // Формирование профессиональных компетенций средствами ИКТ. - Саранск, 2010. - С. 70-72.
Введение

Задача подготовки конкурентоспособных специалистов мирового уровня требует модернизации всех звеньев учебного процесса, в том числе разработки и реализации методических систем обучения, на основе компетентностного подхода. С учётом глобальной компьютеризации образования спектр компетенций выпускника технического вуза должен формироваться на широкой информационно-профессиональной платформе.

В настоящее время перед будущими специалистами технического профиля стоит задача повышения уровня сформированности конструкторско-технологических компетенций (КТК). Одними из основных направлений её решения являются: совершенствование непрерывной информационно-профессиональной подготовки методом внедрения новых информационных технологий в учебно-методическое сопровождение образовательного процесса; выделение информационных составляющих дисциплин учебного плана с целью подготовки специалиста, способного быстро осваивать новые наукоемкие технологии на основе информационных; ориентация на выявление сущностных явлений и процессов в сфере профессиональной деятельности будущего специалиста; учет специфики будущей профессии (вычислительных алгоритмов, исследовательских моделей, технологических проектов) во всех циклах дисциплин; соответствие профессиональной компетентности выпускника уровню современной высокотехнологичной промышленности, для которой осуществляется подготовка кадров.

Анализ исследований данной проблемы осуществлялся в рамках выполнения государственного задания Министерства образования и науки РФ, проект 53/18-12 «Формирование у студентов национальных исследовательских университетов компетентности в инновационной инженерной деятельности на основе погружения в инженерное творчество» [2-4]. Он, показал, что на современном этапе требуется интегрированная модель методической системы обучения естественно-научных, общетехнических, конструкторско-технологических, компьютерных и базовых внедренческих знаний в информационно-образовательной среде (ИОС). Типовые подсистемы ИОС, формирующие сквозные информационные линии, содержат специальные расчетно-алгоритмические, конструкторско-исследовательские и проектно-технологические образовательные темы и разделы [1; 5]. Однако, учитывая недостаточную трансфер-технологическую (внедренческую) подготовку выпускников втузов, целесообразно ввести в структуру ИОС соответствующую подсистему. Интеграция данных подсистем позволит не только сформировать КТК, но и подготовить будущего специалиста к оперативному продвижению конструкторско-технологических разработок (через региональные технопарки) до промышленного производства. Тогда иерархическая структура ИОС будет включать не только уровни обучения и подсистемы диагностики, но и трансфер-технологический модуль.

На расчетно-алгоритмическом уровне формируются базовые информационные знания, реализуемые в дисциплинах естественно-научного цикла в виде компьютерных демонстраций фундаментальных законов и явлений как основы технических теорий и положений. Изучаются расчетные естественно-научные методики, методы их трансформации в алгоритмы решения задач на примере профессиональных объектов, формируется информационно-терминологический базис для перехода к следующему циклу дисциплин.

На конструкторско-исследовательском уровне, с учетом естественно-научных знаний предыдущего этапа, осуществляется освоение методов конструирования и моделирования деталей, механизмов и узлов. Изучаются следующие концепции: геометрическая - в которой детали и кинематические связи представляют систему опорных точек, число и размещение которых зависит от заданных степеней свободы и геометрических свойств; машиностроительная - в которой связь геометрии и кинематики представляет собой систему опорных поверхностей; топологическая - в которой конструируется вид связей, не зависящий от функционального содержания. Практически реализуются методы моделирования: детерминированный (отображение детерминированных процессов, в которых отсутствуют всякие случайные величины), стохастический (отображение вероятностных процессов и событий), статический (описание поведения объекта в какой-либо момент времени), динамический (отражение поведения объекта во времени), дискретный (отображение объекта в определенный момент времени), непрерывный (отображение непрерывного процесса в системе), физический (отображение процессов на макете с преобразователями сигналов для компьютерного управления). Формируется творческое мышление, при котором обучаемый представляет ожидаемый результат работы и вариативным исследовательским путем достигает его.

 

Рис. 1. Компетентностно-ориентированная модель обучения в ИОС.

На проектно-технологическом уровне, с учетом знаний предыдущих уровней, осуществляется освоение CAD-CAM-CAE-систем для проектирования изделий с оптимальными техническими и экономическими показателями. Изучаются типовые процедуры анализа технических объектов: автоматизация системного, схемотехнического, технологического, геометрического, конструкторского, функционально-логического проектирования. Математическое обеспечение процедур проектных решений представлено на данном уровне методами структурного и параметрического синтеза и методами оптимизации.

Опираясь на типовые подсистемы цели, задач, подходов, принципов, содержания и средств обучения, предлагается компетентностно-ориентированная модель обучения в ИОС (рис. 1), включающая целевой, функциональный, содержательный, организационный, диагностический и трансфер-технологический блоки.

Целевой компонент включает цели и задачи обучения.

Функциональный компонент объединяет системный, деятельностный и компетентностный подходы и принципы фундаментальности, профессиональной направленности и непрерывности информационно-конструкторского и информационно-технологического обучения.

Содержательный компонент представляет собой содержание обучения.

В организационный компонент входят формы (фронтальная, групповая, индивидуальная), методы (информационно-иллюстративный, репродуктивный, частично-поисковый, исследовательский) и средства (компьютеры со специальным программным обеспечением, учебно-методический комплекс для компьютерной реализации алгоритмов, моделей и проектов) обучения.

Диагностический блок методической системы обучения выполняет диагностику уровня сформированности конструкторско-технологических компетенций на расчетно-алгоритмическом, проектно-конструкторском и проектно-технологическом уровнях.

Трансфер-технологическая подсистема является вспомогательной и включает в себя пропедевтические знания по разработке трансфертной стратегии, определению технологий для трансфера, маркетингу, выбору механизмов трансфера технологий, формированию бизнес-документации.

Данная структура ИОС основана на принципе открытой архитектуры, что позволяет преподавателю конструкторско-технологической дисциплины вносить дополнения в любой блок.

Рецензенты

  • Наумкин Николай Иванович, доктор педагогических наук, доцент, заведующий кафедрой основ конструирования механизмов и машин института механики и энергетики Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва, г. Саранск.
  • Свешников Виктор Константинович, доктор технических наук, профессор кафедры физики и методики преподавания физики Мордовского государственного педагогического института им. М.Е. Евсевьева, г. Саранск.

Библиографическая ссылка

Шабанов Г.И. ФОРМИРОВАНИЕ КОНСТРУКТОРСКО–ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ В ИНФОРМАЦИОННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 2.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=5933 (дата обращения: 15.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074