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: https://science-education.ru/ru/article/view?id=5933 (дата обращения: 19.04.2024).