Специфика математической и естественнонаучной подготовки инженерно-технических кадров в вузе
А.
В. КонышеваБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Конышева
А.
В. Специфика математической и естественнонаучной подготовки инженерно-технических кадров в вузе // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2015. – № 10 (октябрь). – С.
131–135. – URL:
http://e-koncept.ru/2015/15361.htm.
Аннотация. В статье рассматривается специфика математической и естественнонаучной подготовки инженерно-технических кадров в современных условиях развития образовательного пространства. Выделены основные этапы, ключевые функции, принципы реализации математической и естественнонаучной подготовки инженерно-технических кадров в высшей школе.
Ключевые слова:
инженерно-технические кадры, математическая и естественнонаучная подготовка, функции математической и естественнонаучной подготовки инженерно-технических кадров
Текст статьи
Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 1
ART15361УДК 378.14
Конышева Алия Вазиховна,
старший преподаватель кафедры педагогики ФГБОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет», г. Кировav.konysheva@mail.ru
Специфика математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в вузе
Аннотация.В статье рассматривается специфика математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в современных условиях развития образовательного пространства. Выделены основные этапы, ключевые функции, принципы реализации математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в высшей школе.Ключевые слова: математическая и естественнонаучная подготовка, инженернотехнические кадры, функции математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров.Раздел:(01) педагогика; история педагогики и образования; теория и методика обучения ивоспитания (по предметным областям).
В условиях модернизации социальноэкономического сектора страны вопрос подготовки инженернотехнических кадров является все более актуальным и требуетглубокого переосмысления, как на теоретическом, таки на практическом уровнях. Это обусловлено не только усложнением техники и развитием новых технологий, расширением объема знаний, но и изменением структуры инженернотехнической деятельности и задач, решаемых в ней. В связи с этим возрастают требования, предъявляемые к подготовке будущих инженеров. Образ инженера двадцать первого века складывается из таких составляющих, какпрофессиональная компетентность, уверенность в своих способностях, умение работать в команде, готовность принимать и реализовывать обоснованные решения в профессиональном плане. Такой подход требует качественного пересмотра и совершенствования как содержательных, так и технологических компонентов системы подготовки. Без серьезного повышения качества инженернотехнического образования и социального потенциала инженерных кадров, совершенствования структуры инженерной подготовки невозможно осуществить более быстрый и интенсивный научнотехнический прогресс, масштабное внедрение и освоение новейших технологий [1]. Рассматривая различные аспекты подготовки инженернотехнических кадров в целом, исследователи отмечают ее многокритериальность, вариативность и многокомпонентность. Многокритериальность определена существованием в педагогической науке и практике различных подходов к оценке качества подготовки современного инженера. Вариативность предусматривает реализацию разнообразных направлений и профилей системы подготовки.В настоящее время, согласноПриказу Министерства образования и науки РФ от 12 сентября 2013г. №1061 «Об утверждении перечней специальностей и направлений подготовки высшего образования» [2], подготовка инженернотехнических кадров в РФ осуществляется по 79 направлениям подготовки бакалавриата и магистратуры, а также по 45 специальностям подготовки высшего профессионального образования.Инженернотехническая деятельностьсвязанас разработкой, конструированием, проектированием, изготовлением образцов, разработкойтехнологий и процесКонышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 2
сом производства. Глобальная цель инженерной деятельности состоит в принятии инженернотехнических, инженерноуправленческих, инженерноэкономических,инженерносоциальных решений по производству искусственной среды [3]. Такая позиция складывается из понимания объекта инженерной деятельности инженерной задачи, мыслимой как заданная в конкретных условиях цель опосредованного удовлетворения общественныхпотребностей путем создания и реализации знаковых моделей, технических объектов, технологий и организационнотехнических решений [4]. Данное определение иллюстрирует двунаправленный характер деятельности инженера: интеллектуальный и операционный. Первый предполагает оперирование образами, знаковыми моделями, анализ и оценку явлений и объектов, прогнозирование возможного результата. Операционный компонент включает в себя моделирование,инженерные расчеты, конструирование, разработку технологий, технических системи эксплуатацию различных объектов. Помимо указанныхтакже выделяют еще один компонент инженернотехнической деятельности творческий, который предполагает «деятельность в условиях недостаточной определенности цели, совершаемой по эвристическим алгоритмам…» [5]. Творческий характер деятельности инженера проявляется в изобретении, в принятии инженерного решения, в процессе внедрения и функционирования новой техники и технологии.Вышесказанное позволяет заключить, что интеллектуальная, операционная и творческая составляющие инженернотехнической деятельности требуют развитого логического и критического мышления, сформированности умений работы с массивами данных, осуществления мыслительного и реального эксперимента, выдвижения гипотез, аргументации и доказательств. По мнению специалистов,способности к указанным действиям в рамках профессиональной подготовки следует формировать и развиватьначиная с первого курса, используя дидактический потенциал и функциональные возможности прежде всегоматематических и естественнонаучных дисциплин. Анализ требований к результату обучения будущих инженеров, выдвинутых российскими изарубежными специалистами, также подтверждает вышеизложенную идею. Нами были рассмотрены требования, предъявляемые Ассоциацией инженерного образования (АИОР, Россия), Советом по аккредитации в области техники итехнологий(AccreditationBoardforEngineeringandTechnology, ABET, США), Инженерным советом Канады (CanadianEngineeringAccreditationBoard,CEAB),Японским советомпоаккредитацииинженерного образования(JapanAccreditationBoardforEngineeringEducation).Анализ данных, а также интерпретация сущности Концепции CDIO международного проекта по реформированиюбазового инженерного образования [6], ФГОС ВПО для подготовки инженернотехнических кадров, профессиограммы «Инженер» позволилисделать вывод о том, что знания, умения и способности, формируемые в ходе изучения математических и естественнонаучных дисциплин, являются необходимыми для обеспечения качественной профессиональной подготовки. В частности,будущий инженер должен владеть базовыми знаниями в области математических и естественнонаучных дисциплин; обладать готовностью к использованию основных законов физики, химии в профессиональной деятельности; применять методы математического анализа и моделирования,теоретического и экспериментального исследования; выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлекать для их решения соответствующий физико(химико)математический аппарат. Такой подход требует обоснования единства математической и естественнонаучной подготовки в системе обучения инженернотехнических кадров в вузе. Вышесказанное определяется следующими позициями.Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 3
Вопервых, наличие междисциплинарных связей между математическими и естественнонаучными дисциплинами, обеспечивающих процесс математизации естествознания. Вовторых,освоение содержания математических и естественнонаучных дисциплин является неотъемлемой частью непрерывной профессиональной подготовки будущих инженеров.Втретьих, компьютеризация и электронизация профессиональной деятельности инженернотехнических кадров определяют необходимость наличия соответствующих компетенций, формируемых в ходе изучения математических и естественнонаучных дисциплин.Вышесказанное позволяет рассмотреть сущность математической и естественнонаучной подготовки с единых позиций. В частности,для нашего исследования интерес представляет процессуальный аспект выделение этапов реализации математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в вузе. Понимая вслед за А.С. Ворониным под подготовкой формирование и обогащениеустановок, знаний и умений, необходимых индивиду для адекватного выполнения специфических задач, а также основываясь на идее Э.Ф. Зеера об этапности профессионального обучения, мы выделяем следующие этапы математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в вузе: адаптация, интенсификация, идентификация [7, 8]. Раскроем сущность каждого этапа более подробно. Первый этап (адаптация) предполагает актуализацию знаний и умений студентов, учет индивидуальных особенностейи личностных характеристик, что позволяет индивидуализировать и дифференцировать процесс подготовки инженернотехнических кадров в вузе. Второй этап характеризуется структуризацией и систематизацией знаний, умений при помощи использования современных образовательных технологий. При таком подходе создаются благоприятные условия для интенсификации процесса обучения. Задача этого этапа активизация субъектной позиции студентов.Идентификация обусловлена двумя предшествующими этапами иглавным образом направлена на реализацию практикоориентированности процесса математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в вузе. На этом этапе студентам предлагаются «знания в действии», отражающие специфику будущей профессиональной деятельности. Обозначенная идея явилась ключевой для нашего исследования, определившейлогику дальнейшего изложения материала. Нами были выделены причины, обусловившие значимость математической и естественнонаучной подготовки студентов в профессиональном становлении будущего инженера; рассмотрены ее ключевые функции и принципы; определены и выявлены существующие проблемы в реальной практике изучения математических и естественнонаучных дисциплин. Рассмотрим каждый из указанных аспектов более подробно.Анализ нормативноправовых документов, аналитических, психологопедагогических исследований позволил нам выделить причины, обусловившие значимость математической и естественнонаучной подготовки студентов в профессиональном становлении будущего инженера. Рассмотрим их более подробно.Вопервых, вступительные (профильные) экзамены на направления подготовки, включенные в область образования «Инженерное дело, технологии, технические науки»,осуществляются по математическим и естественнонаучным дисциплинам; вовторых, последние являются предшествующими для изучения профессиональных дисциплин.В тоже время реальный уровень математической и естественнонаучной подготовки не является достаточно высоким. Этот факт оказывает значительное влияние Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 4
на весь процесс обучения в целом. В связи с этимособый интерес для нашего исследования представляет вопрос оценки уровня математической и естественнонаучной подготовки потенциальных абитуриентов. Согласно Федеральному закону «Об образовании в РФ» (ст.59, п.3) [9],Государственная итоговая аттестация по образовательным программам среднего общего образования проводится в форме Единого государственного экзамена (ЕГЭ). Согласно качественному анализу данных результатов ЕГЭ, причинами недостаточно высокого уровня математической и естественнонаучной подготовки, по мнению специалистов, являются мотивационные (низкий уровень мотивации), содержательные (недооценка значимости математического и естественнонаучного образования, формализм знаний, преобладание стандартных, алгоритмических задач), организационные (отсутствие индивидуального подхода в обучении и др.).Вышесказанное явилось предпосылкойк организации и проведению на базе МГУ имени М.В. Ломоносова всероссийских съездов учителей математики, физики, химии. Итогами работы стали выводы и руководства к действию, направленные на повышение эффективности математического и естественнонаучного образования. В частности, подчеркивалось, что уровень подготовки по основным математическим и естественнонаучным дисциплинам на протяжении последних 1015 лет ежегодно снижается. Этот факт актуализирует тему исследования и обусловливает поиск механизмов, направленных на совершенствование математической и естественнонаучной подготовки на всех уровнях российской системы образования.Следующей причиной, определившей пристальное внимание к математической и естественнонаучной подготовке инженернотехнических кадров, является ее методологический потенциал и функциональные возможности в профессиональном становлении будущего инженера.Исследуя вопрос функциональности математической и естественнонаучной подготовки, считаем целесообразным обозначить ее специфические особенности. Для этого обратимся к анализу историкопедагогической и методической литературы.Обзор источников показал, что зарождение и развитие математики относится к глубокой древности (VIVвв.до н.э.). Первоначально ее функциями были «подсчёт, измерения иописания формы объектов».Со временем математика приобрела статус самостоятельной науки со сложившимся научным аппаратом, отличающимся логической стройностью, абстрактностью, строго дедуктивным характером построений теорий, наличием знаковосимвольного языка. При помощи последнего выражаются количественные зависимости между свойствами и явлениями, процессами, происходящими в живой и неживой природе.Ключевая особенность заключается в том, что предметом исследования в математике являются не реальные процессы и объекты, а их прообразы. По мнению ученых, в этом состоит одно из самых главных отличий математики от естествознания, которое направлено на изучение природы, реального взаимодействия веществ и материй. Эта идея находит отражение в классификации учебных предметов И.К.Журавлева, согласно которой естественнонаучные дисциплины представляют собой совокупность научных знаний, тогда как математика наука об определенных способах деятельности. Несмотря на различия между двумя указанными областями научных знаний, существует и общее. В частности, их объединяет признак принадлежности к группе дисциплин с ведущим интеллектуальным потенциалом. Это обусловлено следующими факторами: количественнокачественный язык описания моделей действительности, строгие причинноследственные связи и (со)отношения, действенность общих законов и теорем, доказательность и аргументированность научных положений и теорий, экспериментальное подтверждение истины. Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 5
Учитывая вышеуказанные особенности, а также принимая во внимание специфику будущей деятельности инженера, мы выделили три ключевых подхода к определению функций математической подготовки инженернотехнических кадров в вузе. Первыйпозволяет рассматривать математику в роли самостоятельной науки и раскрывает ее методологический потенциал. В исследованиях А.Д. Мышкиса, С.В.Плотниковой подчеркивается, что изучение указанной дисциплины способствует развитию «аналитического и логического мышления, пространственных представлений и воображения, алгоритмической культуры, формированию умений устанавливать причинноследственные связи, обосновывать утверждения, моделировать ситуации, побуждает к творчеству и развитию интеллектуальных способностей». Осмысление вышесказанного позволяет рассматривать математику в подготовке инженернотехнических кадров в качестве ведущего инструмента познания окружающей действительности, формирующего такие общенаучные методы,как аналогия, сравнение, анализ, синтез, обобщение, индукция, дедукция, моделирование идр. Это является важным, так как названные методы составляют суть основы решения профессиональных задач будущего инженера. В тоже времяотметим, что математические и естественнонаучные предметы в основном изучаются на первом и втором курсах. По мнению ученых,к этому времени этап формирования методологической культуры познания окружающего мира не является завершенным. В этом контексте представляется целесообразным рассмотреть когнитивную функцию математической подготовки будущих инженеров.Второй подход, определяющий функциональное назначение математики, обусловлен ее прикладной направленностью ивозможностью применения математического аппарата в решении задач из области естествознания. Представленная точка зрения является результатом осмысления различных научных оснований. В частности,ее философские идеи прослеживаются в трудах Г.В.Ф. Гегеля, которыйсчитал, что «книга природы» написана математическим языком; в концепции «жизненного мира» Э.Гуссерля, актуализирующего вопрос математизации естествознания; в современной позиции А.Д. Гладуна, раскрывающей неразрывную связь математики и естествознания. Вышесказанное позволяет рассматривать математику и естествознание как взаимосвязанные и взаимообусловленные области научного знания.Современная интерпретация указанного подхода нашла отражение в работах О.В.Бочкаревой,Л.Н.Трофимовойи др. Исследователи отмечают, что прикладная направленность математики реализуется посредством внедрения в систему подготовки системы прикладных задач, содержание которых отражает специфику будущей профессиональной деятельности. Вчастности,О.В. Бочкарева и Л.Н. Трофимова подчеркивают, что понимание взаимосвязи содержания математической подготовки с профессиональной является ключевым условием успешности обучения.Это является особенно важным, так как при таком подходе студенты воспринимают математику не как некую «абстрактную дисциплину», не имеющую отношения к будущей профессиональной деятельности. В связи с этим значимой является позиция И.Г. Михайловой [10]. Автор систематизирует направления реализации рассматриваемого подхода: разработка и решение задач прикладного характера в соответствии со спецификой будущей профессиональной деятельности, использование метода математического моделирования, применение технических средств обучения и др. Представленные идеи явились ключевыми для нашего исследования и нашлиотражение в дальнейшей логике изложения материала.Сущность третьего подхода определена интеграцией позиций первого и второго подходов. Обобщенной идеей по данному вопросу может служить точка зрения Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 6
А.Я.Хинчина. Рассматривая задачи изучения математики ввузе, он отмечает их двунаправленность, выраженную в стремлении способствовать студенту овладением методом высшей математикикак орудием познания и приучении будущего специалиста к практике математических расчетов. В качестве условия достижения указанной цели автор выделяет возможность связи каждой новой мысли теории «с примыкающими к ней практическими расчетами» [11].Схожую точку зрениявысказываетТ.В. Емельянова [12]. В частности,назначение математики определяется в двух аспектах: как цель и как средство. Изучая функциональные характеристики математики в подготовке будущего инженера, она отмечает, что два рассмотренных выше подхода взаимообусловлены и дополняют друг друга. Эта позиция определила дальнейшее направление исследования.Таким образом, разделяя указанные мнения по вопросу функционального назначения математической подготовки инженернотехнических кадров в вузе, приходим к выводу, что она выполняет когнитивную и прикладную функции. С одной стороны, она является методологической основой системыподготовки, с другой направлена на подготовку к будущей профессиональной деятельности, использование математических знаний при изучении профессиональных дисциплин.Учитывая взаимосвязь математических и естественнонаучных дисциплин, перейдем к рассмотрению функций последних. Изучивпсихологопедагогическую и методическую литературу, а также ряд диссертационных исследований, мы пришли к выводу, что рассмотренные нами работы можно условно разделить на две группы. Первая включает в себя исследования, отражающие вопросы подготовки по определенной области естествознания: проблемы обучения физике (Д.Д.Дондоков, М.В.Солодихина и др.); вопросы совершенствования химической подготовки (С.В.Зенкина, С.С. Тихонова, Е.Ю.Раткевич и др.); аспекты экологической составляющей в инженерном образовании (В.Д. Кальнер, Е.В.Муравьева, Л.С. Насрутдинова) и др. Вторую группу составили работы, предметом комплексного изучения которых является естественнонаучная подготовка в целом: использованиеинформационнокоммуникационных технологий в естественнонаучной подготовке (В.А. Елисеев, А.И.Крылов, М.К. Медведева и др.); вопросы контроля и оценки качества естественнонаучной подготовки (И.Р. Павлова и др.); развитие мотивации при изучении естественнонаучных дисциплин и др. Резюмируя вышесказанное, отметим, что анализ трудов позволил нам выявить функциональное многообразие естественнонаучной подготовки.В частности,С.Э.Харзеева акцентирует внимание на ее развивающем потенциале, З.А. Скрипко рассматривает мировоззренческую, культурологическую и практикоориентированную функции, Н.И. Важеевская выделяет аксиологическую, В.Н.Краптева экологическую. В исследовании А.Ю. Пигарева определены следующие функции естественнонаучного знания: гностическая; мировоззренческая; социальноуправленческая; производственнотехнологическая; инновационная; жизненнопрактическая; воспитательная. Соотнося указанные позиции с характеристикой профессиональной деятельности инженера, а также учитывая специфику математики и естествознания, мы приходим к следующему выводу. Считаем, что ключевыми функциями, реализуемыми в ходе изучения естественнонаучных дисциплин, являются когнитивная и прикладная.Когнитивная позволяет сформировать определенный «знаниевый базис», направленный на поиск, сбор, изучение явлений окружающей действительности, а также способов и методов ее постижения. Результат функции представлен совокупностью знаний фактов, законов, правил, формул, отражающих научную картину мира. Отметим, что когнитивная функция сопряжена с методологической (мировоззренческой). Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 7
Приоритет и признание методологической функции также отраженыв работах Ю.А. Саурова [13], A.Д. Суханова [14] и др. Исследователи подчеркивают, что главной целью естественнонаучногообразования «становится не столько задача приобретения новых знаний, сколько задача формирования естественнонаучного рационального мышления и представлений об окружающем мире в целом, воплощенных в современной естественнонаучной картине мира». По определению С.А. Суровикиной естественнонаучное мышление рассматривается как мышление, которое формируется и развивается на основе диалектической связи структурных компонентов физических, химических и биологических знаний, характеризующейся преобразованием предметной реальности во всевозможные модели (образную, знаковую, логическую и др.) [15]. Е.В.Гайнуллина, К.М.Гуревич указывают на тесную связь естественнонаучного и математического видов мышления. Этот факт в первую очередь определяется смежностью указанных научных областей, их значением в формировании инженерного (технического) мышления. Следует подчеркнуть, что в основе развития математического и естественнонаучного мышления деятельностная теория обучения. Именно поэтому важен прикладной характер обучения, позволяющий формировать различные операции, необходимые для успешного осуществления профессиональной деятельности инженернотехнических кадров: анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение, систематизация и др.Прикладной характер реализуется посредством операционной (прикладной) функции, которая позволяет применять теоретические знания к решению прикладных задач. Анализ исследований показал, что межпредметные связи являются важным средством достижения прикладной направленности обученияестественнонаучным предметам. О.В. Плотниковой были выделены педагогические условия эффективного развития естественнонаучного мышления и реализация межпредметных связей в процессе изучения естественнонаучных дисциплин. Ключевыми из них автор считает следующие: использование качественных задач в процессе обучения; стимулирование познавательной самостоятельности и творческой активности студентов в усвоении предметных и межпредметных знаний; реализация личностно ориентированного подхода в учебнопознавательной деятельности; создание благоприятного интеллектуальнопсихологического климата в коллективе.Рассмотренные выше функции математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадровсопряжены с реализацией общедидактических и специфическихпринципов обучения. Сущность общедидактических принципов (системности, последовательности, сознательной активности, индивидуализации и дифференциации, наглядности, доступности и др.) достаточно подробно разработанаи описанав педагогике Ю.К. Бабанским, И.Я.Лернером, М.Н.Скаткиными др. Выявление специфических особенностей математической и естественнонаучной подготовки то основание, на котором строятся последующие научнотеоретические аспекты исследования.Анализ теоретических положений и учет специфики вышеописанных функций математической и естественнонаучной подготовки (когнитивная и прикладная) определили целесообразность реализации таких принципов,как фундаментальность, практикоориентированность, информатизация, экологизация и экономизация.Принцип фундаментальностиявляется ключевым в формировании методологической культуры профессионала и заключается в обеспечении системности, последовательности и научности процесса подготовки. Принцип практикоориентированностинаправлен на разрешение проблемы соответствия подготовки к будущей профессиональной деятельности реальному содержанию обучения. Здесь уместно обраКонышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 8
тить внимание на продолжающуюся научную дискуссию: что приоритетно фундаментальность,которую защищают как теоретический базис,или практикоориентированностьприкладной характер инженерного образования. Это вопрос нашел отражение в работах В.В. Гриншкуна, Н.А. Дука, В.И. Лившица, И.В. Левченко, М.Ю.Королева и др.Вслед за В.И.Лившицемсчитаем, что указанные приоритеты должны быть не противоборствующими, а взаимодополняющими.Следующий принцип организации и осуществления математической и естественнонаучной подготовки будущих инженернотехнических кадров страны принцип информатизации.Он обусловлен двумя основными аспектами. Первый определен условиями современного информационного общества, характеризующегося непрерывным увеличением объемов информации, высоким уровнем информационной культуры конкурентоспособных специалистов, удовлетворением информационных потребностей посредством использования современных информационнокоммуникационных технологий. Второй аспект непосредственно связан с интеллектуальным компонентом инженерной деятельности, который предполагает умение работать синформацией, осуществлять ее систематизацию, производить анализ, синтез и обобщение. Принцип экологизациипредусматривает экологическую направленность системы подготовки будущих инженеров. Это вызвано тем, что современный инженер должен не только уметь исследовать, прогнозировать и моделировать технические объекты и системы, но также оценивать экологические риски своей деятельности.Принцип экологизации подразумевает собой рассмотрение содержания образования с позиции анализа, оценки и прогноза экологической безопасности природы. В исследованиях, посвященных экологической составляющей подготовки будущего инженера, отмечается, что он должен владеть не только культурой безопасности, но также и рискориентированным мышлением. Такой подход обусловлен тем, что вопросы сохранения окружающей среды рассматриваются в качестве важнейших приоритетов развития современного общества.Кроме того, функционируя и развиваясь в современном обществе, инженер, учитывая высокий уровень корреляции между уровнем развития производственных сил страны и ее экономической стабильностью, должен уметь принимать управленческие решения в своей деятельности, рассчитывать ее экономический баланс и др. Вышесказанное обусловило значимость такого принципа, как экономизация.Он ориентирован на привлечение экономических методов для решения прикладных задач с целью анализа, прогноза, оценки результата деятельности и принятия управленческих решений. Несмотря на значимость указанных принципов, зачастую на практике они реализуются нев полной мере. Главным образомэто объясняется рядом затруднений и противоречий, возникающих в ходе организации и осуществления математической и естественнонаучной подготовки. Таким образом, математическая и естественнонаучная подготовка инженернотехнических кадров в вузе представляет собой целенаправленный, технологически и методически обеспеченный, специально организованный процесс обучения математическим и естественнонаучным дисциплинам, характеризующийся последовательной реализацией этапов адаптации, интенсификации, идентификации, направленный на освоение студентами образовательных программ.
Ссылки на источники1.Проектирование образовательной среды формирования современного инженера / под ред. Л.Н.Банниковой, Ю.Р. Вишневского. Екатеринбург: УрФУ, 2013. С. 5.2.Приказ Министерства образования и науки РФ от 12 сентября 2013г. №1061 «Об утверждении перечней специальностей и направлений подготовки высшего образования».Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 9
3.Гурье Л.И. Методологическая подготовка в технологическом университете // Высшее образование в России. 2004. № 2. С. 6670. 4.ЛернерП.С. Инженер третьего тысячелетия: учеб. пособие для профильной и профессиональной ориентации ипрофильного обучения школьников. М.: Изд.центр «Академия», 2005. С. 67.5.Гурье Л.И.Указ. соч.6.Всемирная инициатива CDIO. Стандарты: информационнометодическое издание / пер. с англ. и ред. А.И. Чучалина, Т.С. Петровской, Е.С. Кулюкиной; Томский политехнический университет. Томск: Издво Томского политехнического университета, 2011. 17 с.7.Воронин А.С. Словарь терминов по общей и социальной педагогике. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУУПИ, 2006.135 с.
8.Зеер Э.Ф. Психология профессионального образования: учеб.для студ. Учрежд.высш. проф. образования.М.: Изд. центр «Академия», 2013. 416 с. 9.ФедеральныйЗакон Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. № 273ФЗ «Об образовании в Российской Федерации».10.МихайловаИ.Г. Математическая подготовка инженера в условиях профессиональной направленности межпредметных связей:дис. ... канд. пед. наук:13.00.02. Тобольск, 1998.172 с.11.Хинчин А.Я. О воспитательном эффекте уроков математики // Педагогические статьи. М.: Издво АПН РСФСР,1963. С. 128160. 12.ЕмельяноваТ.В. Основы построения автоматизированных информационных систем. М.: ИнфраМ, 2007. 112 с.13.СауровЮ. А. Вопросы методологии деятельности со знаниями в обучении // Проблемы современного математического образования в вузах и школах России. Киров: Издво ВятГГУ, 2012. С. 4955.14.Суханов A.Д. и др. Курс физики. Кн.1. М.: Высш.шк., 2004. 423 с.15.СуровикинаС.А. Теория деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике: теоретический и практический аспекты: монография. Омск: Издво ОмГТУ, 2006. 238 с.
Alia Konysheva,
Senior Lecturerat the chairof Pedagogy,Vyatka State University of Humanities, Kirovav.konysheva@mail.ruSpecificity of mathematical and scientific training of technical personnel in high schoolAbstract.The paper deals withthe specificity of mathematical and naturalscience training of technical personnel in modern conditions of development of educational space. Theauthor singles out thebasic stages, key features, principles of implementation of mathematical and naturalscience training of technical personnel in higher education.Keywords:mathematical and scientific training, engineering and technical personnel, functions, mathematical and naturalscience training of technical personnel.References1.Bannikova, L. N. & Vishnevskiy, Ju. R. (2013) Proektirovanie obrazovatel'noj sredy formirovanija sovremennogo inzhenera,UrFU, Ekaterinburg, p. 5(in Russian).2.Prikaz Ministerstva obrazovanija i nauki RF ot 12 sentjabrja 2013 g. № 1061 “Ob utverzhdenii perechnej special'nostej i napravlenij podgotovki vysshego obrazovanija”(in Russian).3.Gur'e,L. I. (2004) “Metodologicheskaja podgotovka v tehnologicheskom universitete”,Vysshee obrazovanie v Rossii, № 2, pp. 6670(in Russian). 4.Lerner,P. S. (2005) Inzhener tret'ego tysjacheletija: ucheb. posobie dlja profil'noj i professional'noj orientacii i profil'nogo obuchenija shkol'nikov, Izd. centr “Akademija”, Moscow, p. 67(in Russian).5.Gur'e,L. I. (2004) Op. cit.6.Chuchalin, A. I.,Petrovskaya, T. S. & Kuljukina E. S. (eds.) (2011) Vsemirnaja iniciativa CDIO. Standarty: informacionnometodicheskoe izdanie/ Tomskij politehnicheskij universitet, Izdvo Tomskogo politehnicheskogo universiteta, Tomsk, 17 p.(in Russian).7.Voronin,A. S. (2006) Slovar' terminov po obshhej i social'noj pedagogike, GOU VPO UGTUUPI, Ekaterinburg, 135 p. (in Russian).8.Zeer,Je. F. (2013) Psihologija professional'nogo obrazovanija: ucheb. dlja stud. Uchrezhd. vyssh. prof. obrazovanija, Izd. centr “Akademija”, Moscow, 416 p. (in Russian).9.Federal'nyj Zakon Rossijskoj Federacii ot 29 dekabrja 2012 g. № 273FZ “Ob obrazovanii v Rossijskoj Federacii”(in Russian).10.Mihajlova I. G. (1998) Matematicheskaja podgotovka inzhenera v uslovijah professional'noj napravlennosti mezhpredmetnyh svjazej: dis. ... kand. ped. nauk: 13.00.02, Tobol'sk, 172 p.(in Russian).Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 10
11.Hinchin A. Ja. (1963) “O vospitatel'nomjeffekte urokov matematiki”,Pedagogicheskie stat'i, Moscow Izdvo APN RSFSR, pp. 128160(in Russian). 12.Emel'janova,T. V.(2007)Osnovy postroenija avtomatizirovannyh informacionnyh sistem, InfraM, Moscow, 112 p.(in Russian).13.Saurov,Ju. A. (2012) “Voprosy metodologii dejatel'nosti so znanijami v obuchenii”,Problemy sovremennogo matematicheskogo obrazovanija v vuzah i shkolah Rossii, Izdvo VjatGGU, Kirov, pp.4955(in Russian).14.Suhanov,A. D. et al. (2004) Kurs fiziki. Kn. 1, Vyssh. shk., Moscow, 423 p.(in Russian).15.Surovikina,S. A. (2006) Teorija dejatel'nostnogo razvitija estestvennonauchnogo myshlenija uchashhihsja v processe obuchenija fizike: teoreticheskij i prakticheskij aspekty: monografija, Izdvo OmGTU, Omsk, 238 p.(in Russian).
Рекомендованокпубликации:
Утёмовым В. В., кандидатом педагогических наук;
ГоревымП. М., кандидатом педагогических наук, главным редактором журнала «Концепт»
Поступила в редакциюReceived01.10.15Получена положительная рецензияReceived a positive review03.10.15ПринятакпубликацииAccepted for publication03.10.15ОпубликованаPublished22.10.15
© Концепт, научнометодический электронный журнал, 2015©Конышева А. В., 2015
www.ekoncept.ru
ART15361УДК 378.14
Конышева Алия Вазиховна,
старший преподаватель кафедры педагогики ФГБОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет», г. Кировav.konysheva@mail.ru
Специфика математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в вузе
Аннотация.В статье рассматривается специфика математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в современных условиях развития образовательного пространства. Выделены основные этапы, ключевые функции, принципы реализации математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в высшей школе.Ключевые слова: математическая и естественнонаучная подготовка, инженернотехнические кадры, функции математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров.Раздел:(01) педагогика; история педагогики и образования; теория и методика обучения ивоспитания (по предметным областям).
В условиях модернизации социальноэкономического сектора страны вопрос подготовки инженернотехнических кадров является все более актуальным и требуетглубокого переосмысления, как на теоретическом, таки на практическом уровнях. Это обусловлено не только усложнением техники и развитием новых технологий, расширением объема знаний, но и изменением структуры инженернотехнической деятельности и задач, решаемых в ней. В связи с этим возрастают требования, предъявляемые к подготовке будущих инженеров. Образ инженера двадцать первого века складывается из таких составляющих, какпрофессиональная компетентность, уверенность в своих способностях, умение работать в команде, готовность принимать и реализовывать обоснованные решения в профессиональном плане. Такой подход требует качественного пересмотра и совершенствования как содержательных, так и технологических компонентов системы подготовки. Без серьезного повышения качества инженернотехнического образования и социального потенциала инженерных кадров, совершенствования структуры инженерной подготовки невозможно осуществить более быстрый и интенсивный научнотехнический прогресс, масштабное внедрение и освоение новейших технологий [1]. Рассматривая различные аспекты подготовки инженернотехнических кадров в целом, исследователи отмечают ее многокритериальность, вариативность и многокомпонентность. Многокритериальность определена существованием в педагогической науке и практике различных подходов к оценке качества подготовки современного инженера. Вариативность предусматривает реализацию разнообразных направлений и профилей системы подготовки.В настоящее время, согласноПриказу Министерства образования и науки РФ от 12 сентября 2013г. №1061 «Об утверждении перечней специальностей и направлений подготовки высшего образования» [2], подготовка инженернотехнических кадров в РФ осуществляется по 79 направлениям подготовки бакалавриата и магистратуры, а также по 45 специальностям подготовки высшего профессионального образования.Инженернотехническая деятельностьсвязанас разработкой, конструированием, проектированием, изготовлением образцов, разработкойтехнологий и процесКонышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 2
сом производства. Глобальная цель инженерной деятельности состоит в принятии инженернотехнических, инженерноуправленческих, инженерноэкономических,инженерносоциальных решений по производству искусственной среды [3]. Такая позиция складывается из понимания объекта инженерной деятельности инженерной задачи, мыслимой как заданная в конкретных условиях цель опосредованного удовлетворения общественныхпотребностей путем создания и реализации знаковых моделей, технических объектов, технологий и организационнотехнических решений [4]. Данное определение иллюстрирует двунаправленный характер деятельности инженера: интеллектуальный и операционный. Первый предполагает оперирование образами, знаковыми моделями, анализ и оценку явлений и объектов, прогнозирование возможного результата. Операционный компонент включает в себя моделирование,инженерные расчеты, конструирование, разработку технологий, технических системи эксплуатацию различных объектов. Помимо указанныхтакже выделяют еще один компонент инженернотехнической деятельности творческий, который предполагает «деятельность в условиях недостаточной определенности цели, совершаемой по эвристическим алгоритмам…» [5]. Творческий характер деятельности инженера проявляется в изобретении, в принятии инженерного решения, в процессе внедрения и функционирования новой техники и технологии.Вышесказанное позволяет заключить, что интеллектуальная, операционная и творческая составляющие инженернотехнической деятельности требуют развитого логического и критического мышления, сформированности умений работы с массивами данных, осуществления мыслительного и реального эксперимента, выдвижения гипотез, аргументации и доказательств. По мнению специалистов,способности к указанным действиям в рамках профессиональной подготовки следует формировать и развиватьначиная с первого курса, используя дидактический потенциал и функциональные возможности прежде всегоматематических и естественнонаучных дисциплин. Анализ требований к результату обучения будущих инженеров, выдвинутых российскими изарубежными специалистами, также подтверждает вышеизложенную идею. Нами были рассмотрены требования, предъявляемые Ассоциацией инженерного образования (АИОР, Россия), Советом по аккредитации в области техники итехнологий(AccreditationBoardforEngineeringandTechnology, ABET, США), Инженерным советом Канады (CanadianEngineeringAccreditationBoard,CEAB),Японским советомпоаккредитацииинженерного образования(JapanAccreditationBoardforEngineeringEducation).Анализ данных, а также интерпретация сущности Концепции CDIO международного проекта по реформированиюбазового инженерного образования [6], ФГОС ВПО для подготовки инженернотехнических кадров, профессиограммы «Инженер» позволилисделать вывод о том, что знания, умения и способности, формируемые в ходе изучения математических и естественнонаучных дисциплин, являются необходимыми для обеспечения качественной профессиональной подготовки. В частности,будущий инженер должен владеть базовыми знаниями в области математических и естественнонаучных дисциплин; обладать готовностью к использованию основных законов физики, химии в профессиональной деятельности; применять методы математического анализа и моделирования,теоретического и экспериментального исследования; выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлекать для их решения соответствующий физико(химико)математический аппарат. Такой подход требует обоснования единства математической и естественнонаучной подготовки в системе обучения инженернотехнических кадров в вузе. Вышесказанное определяется следующими позициями.Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 3
Вопервых, наличие междисциплинарных связей между математическими и естественнонаучными дисциплинами, обеспечивающих процесс математизации естествознания. Вовторых,освоение содержания математических и естественнонаучных дисциплин является неотъемлемой частью непрерывной профессиональной подготовки будущих инженеров.Втретьих, компьютеризация и электронизация профессиональной деятельности инженернотехнических кадров определяют необходимость наличия соответствующих компетенций, формируемых в ходе изучения математических и естественнонаучных дисциплин.Вышесказанное позволяет рассмотреть сущность математической и естественнонаучной подготовки с единых позиций. В частности,для нашего исследования интерес представляет процессуальный аспект выделение этапов реализации математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в вузе. Понимая вслед за А.С. Ворониным под подготовкой формирование и обогащениеустановок, знаний и умений, необходимых индивиду для адекватного выполнения специфических задач, а также основываясь на идее Э.Ф. Зеера об этапности профессионального обучения, мы выделяем следующие этапы математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в вузе: адаптация, интенсификация, идентификация [7, 8]. Раскроем сущность каждого этапа более подробно. Первый этап (адаптация) предполагает актуализацию знаний и умений студентов, учет индивидуальных особенностейи личностных характеристик, что позволяет индивидуализировать и дифференцировать процесс подготовки инженернотехнических кадров в вузе. Второй этап характеризуется структуризацией и систематизацией знаний, умений при помощи использования современных образовательных технологий. При таком подходе создаются благоприятные условия для интенсификации процесса обучения. Задача этого этапа активизация субъектной позиции студентов.Идентификация обусловлена двумя предшествующими этапами иглавным образом направлена на реализацию практикоориентированности процесса математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадров в вузе. На этом этапе студентам предлагаются «знания в действии», отражающие специфику будущей профессиональной деятельности. Обозначенная идея явилась ключевой для нашего исследования, определившейлогику дальнейшего изложения материала. Нами были выделены причины, обусловившие значимость математической и естественнонаучной подготовки студентов в профессиональном становлении будущего инженера; рассмотрены ее ключевые функции и принципы; определены и выявлены существующие проблемы в реальной практике изучения математических и естественнонаучных дисциплин. Рассмотрим каждый из указанных аспектов более подробно.Анализ нормативноправовых документов, аналитических, психологопедагогических исследований позволил нам выделить причины, обусловившие значимость математической и естественнонаучной подготовки студентов в профессиональном становлении будущего инженера. Рассмотрим их более подробно.Вопервых, вступительные (профильные) экзамены на направления подготовки, включенные в область образования «Инженерное дело, технологии, технические науки»,осуществляются по математическим и естественнонаучным дисциплинам; вовторых, последние являются предшествующими для изучения профессиональных дисциплин.В тоже время реальный уровень математической и естественнонаучной подготовки не является достаточно высоким. Этот факт оказывает значительное влияние Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 4
на весь процесс обучения в целом. В связи с этимособый интерес для нашего исследования представляет вопрос оценки уровня математической и естественнонаучной подготовки потенциальных абитуриентов. Согласно Федеральному закону «Об образовании в РФ» (ст.59, п.3) [9],Государственная итоговая аттестация по образовательным программам среднего общего образования проводится в форме Единого государственного экзамена (ЕГЭ). Согласно качественному анализу данных результатов ЕГЭ, причинами недостаточно высокого уровня математической и естественнонаучной подготовки, по мнению специалистов, являются мотивационные (низкий уровень мотивации), содержательные (недооценка значимости математического и естественнонаучного образования, формализм знаний, преобладание стандартных, алгоритмических задач), организационные (отсутствие индивидуального подхода в обучении и др.).Вышесказанное явилось предпосылкойк организации и проведению на базе МГУ имени М.В. Ломоносова всероссийских съездов учителей математики, физики, химии. Итогами работы стали выводы и руководства к действию, направленные на повышение эффективности математического и естественнонаучного образования. В частности, подчеркивалось, что уровень подготовки по основным математическим и естественнонаучным дисциплинам на протяжении последних 1015 лет ежегодно снижается. Этот факт актуализирует тему исследования и обусловливает поиск механизмов, направленных на совершенствование математической и естественнонаучной подготовки на всех уровнях российской системы образования.Следующей причиной, определившей пристальное внимание к математической и естественнонаучной подготовке инженернотехнических кадров, является ее методологический потенциал и функциональные возможности в профессиональном становлении будущего инженера.Исследуя вопрос функциональности математической и естественнонаучной подготовки, считаем целесообразным обозначить ее специфические особенности. Для этого обратимся к анализу историкопедагогической и методической литературы.Обзор источников показал, что зарождение и развитие математики относится к глубокой древности (VIVвв.до н.э.). Первоначально ее функциями были «подсчёт, измерения иописания формы объектов».Со временем математика приобрела статус самостоятельной науки со сложившимся научным аппаратом, отличающимся логической стройностью, абстрактностью, строго дедуктивным характером построений теорий, наличием знаковосимвольного языка. При помощи последнего выражаются количественные зависимости между свойствами и явлениями, процессами, происходящими в живой и неживой природе.Ключевая особенность заключается в том, что предметом исследования в математике являются не реальные процессы и объекты, а их прообразы. По мнению ученых, в этом состоит одно из самых главных отличий математики от естествознания, которое направлено на изучение природы, реального взаимодействия веществ и материй. Эта идея находит отражение в классификации учебных предметов И.К.Журавлева, согласно которой естественнонаучные дисциплины представляют собой совокупность научных знаний, тогда как математика наука об определенных способах деятельности. Несмотря на различия между двумя указанными областями научных знаний, существует и общее. В частности, их объединяет признак принадлежности к группе дисциплин с ведущим интеллектуальным потенциалом. Это обусловлено следующими факторами: количественнокачественный язык описания моделей действительности, строгие причинноследственные связи и (со)отношения, действенность общих законов и теорем, доказательность и аргументированность научных положений и теорий, экспериментальное подтверждение истины. Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 5
Учитывая вышеуказанные особенности, а также принимая во внимание специфику будущей деятельности инженера, мы выделили три ключевых подхода к определению функций математической подготовки инженернотехнических кадров в вузе. Первыйпозволяет рассматривать математику в роли самостоятельной науки и раскрывает ее методологический потенциал. В исследованиях А.Д. Мышкиса, С.В.Плотниковой подчеркивается, что изучение указанной дисциплины способствует развитию «аналитического и логического мышления, пространственных представлений и воображения, алгоритмической культуры, формированию умений устанавливать причинноследственные связи, обосновывать утверждения, моделировать ситуации, побуждает к творчеству и развитию интеллектуальных способностей». Осмысление вышесказанного позволяет рассматривать математику в подготовке инженернотехнических кадров в качестве ведущего инструмента познания окружающей действительности, формирующего такие общенаучные методы,как аналогия, сравнение, анализ, синтез, обобщение, индукция, дедукция, моделирование идр. Это является важным, так как названные методы составляют суть основы решения профессиональных задач будущего инженера. В тоже времяотметим, что математические и естественнонаучные предметы в основном изучаются на первом и втором курсах. По мнению ученых,к этому времени этап формирования методологической культуры познания окружающего мира не является завершенным. В этом контексте представляется целесообразным рассмотреть когнитивную функцию математической подготовки будущих инженеров.Второй подход, определяющий функциональное назначение математики, обусловлен ее прикладной направленностью ивозможностью применения математического аппарата в решении задач из области естествознания. Представленная точка зрения является результатом осмысления различных научных оснований. В частности,ее философские идеи прослеживаются в трудах Г.В.Ф. Гегеля, которыйсчитал, что «книга природы» написана математическим языком; в концепции «жизненного мира» Э.Гуссерля, актуализирующего вопрос математизации естествознания; в современной позиции А.Д. Гладуна, раскрывающей неразрывную связь математики и естествознания. Вышесказанное позволяет рассматривать математику и естествознание как взаимосвязанные и взаимообусловленные области научного знания.Современная интерпретация указанного подхода нашла отражение в работах О.В.Бочкаревой,Л.Н.Трофимовойи др. Исследователи отмечают, что прикладная направленность математики реализуется посредством внедрения в систему подготовки системы прикладных задач, содержание которых отражает специфику будущей профессиональной деятельности. Вчастности,О.В. Бочкарева и Л.Н. Трофимова подчеркивают, что понимание взаимосвязи содержания математической подготовки с профессиональной является ключевым условием успешности обучения.Это является особенно важным, так как при таком подходе студенты воспринимают математику не как некую «абстрактную дисциплину», не имеющую отношения к будущей профессиональной деятельности. В связи с этим значимой является позиция И.Г. Михайловой [10]. Автор систематизирует направления реализации рассматриваемого подхода: разработка и решение задач прикладного характера в соответствии со спецификой будущей профессиональной деятельности, использование метода математического моделирования, применение технических средств обучения и др. Представленные идеи явились ключевыми для нашего исследования и нашлиотражение в дальнейшей логике изложения материала.Сущность третьего подхода определена интеграцией позиций первого и второго подходов. Обобщенной идеей по данному вопросу может служить точка зрения Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 6
А.Я.Хинчина. Рассматривая задачи изучения математики ввузе, он отмечает их двунаправленность, выраженную в стремлении способствовать студенту овладением методом высшей математикикак орудием познания и приучении будущего специалиста к практике математических расчетов. В качестве условия достижения указанной цели автор выделяет возможность связи каждой новой мысли теории «с примыкающими к ней практическими расчетами» [11].Схожую точку зрениявысказываетТ.В. Емельянова [12]. В частности,назначение математики определяется в двух аспектах: как цель и как средство. Изучая функциональные характеристики математики в подготовке будущего инженера, она отмечает, что два рассмотренных выше подхода взаимообусловлены и дополняют друг друга. Эта позиция определила дальнейшее направление исследования.Таким образом, разделяя указанные мнения по вопросу функционального назначения математической подготовки инженернотехнических кадров в вузе, приходим к выводу, что она выполняет когнитивную и прикладную функции. С одной стороны, она является методологической основой системыподготовки, с другой направлена на подготовку к будущей профессиональной деятельности, использование математических знаний при изучении профессиональных дисциплин.Учитывая взаимосвязь математических и естественнонаучных дисциплин, перейдем к рассмотрению функций последних. Изучивпсихологопедагогическую и методическую литературу, а также ряд диссертационных исследований, мы пришли к выводу, что рассмотренные нами работы можно условно разделить на две группы. Первая включает в себя исследования, отражающие вопросы подготовки по определенной области естествознания: проблемы обучения физике (Д.Д.Дондоков, М.В.Солодихина и др.); вопросы совершенствования химической подготовки (С.В.Зенкина, С.С. Тихонова, Е.Ю.Раткевич и др.); аспекты экологической составляющей в инженерном образовании (В.Д. Кальнер, Е.В.Муравьева, Л.С. Насрутдинова) и др. Вторую группу составили работы, предметом комплексного изучения которых является естественнонаучная подготовка в целом: использованиеинформационнокоммуникационных технологий в естественнонаучной подготовке (В.А. Елисеев, А.И.Крылов, М.К. Медведева и др.); вопросы контроля и оценки качества естественнонаучной подготовки (И.Р. Павлова и др.); развитие мотивации при изучении естественнонаучных дисциплин и др. Резюмируя вышесказанное, отметим, что анализ трудов позволил нам выявить функциональное многообразие естественнонаучной подготовки.В частности,С.Э.Харзеева акцентирует внимание на ее развивающем потенциале, З.А. Скрипко рассматривает мировоззренческую, культурологическую и практикоориентированную функции, Н.И. Важеевская выделяет аксиологическую, В.Н.Краптева экологическую. В исследовании А.Ю. Пигарева определены следующие функции естественнонаучного знания: гностическая; мировоззренческая; социальноуправленческая; производственнотехнологическая; инновационная; жизненнопрактическая; воспитательная. Соотнося указанные позиции с характеристикой профессиональной деятельности инженера, а также учитывая специфику математики и естествознания, мы приходим к следующему выводу. Считаем, что ключевыми функциями, реализуемыми в ходе изучения естественнонаучных дисциплин, являются когнитивная и прикладная.Когнитивная позволяет сформировать определенный «знаниевый базис», направленный на поиск, сбор, изучение явлений окружающей действительности, а также способов и методов ее постижения. Результат функции представлен совокупностью знаний фактов, законов, правил, формул, отражающих научную картину мира. Отметим, что когнитивная функция сопряжена с методологической (мировоззренческой). Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 7
Приоритет и признание методологической функции также отраженыв работах Ю.А. Саурова [13], A.Д. Суханова [14] и др. Исследователи подчеркивают, что главной целью естественнонаучногообразования «становится не столько задача приобретения новых знаний, сколько задача формирования естественнонаучного рационального мышления и представлений об окружающем мире в целом, воплощенных в современной естественнонаучной картине мира». По определению С.А. Суровикиной естественнонаучное мышление рассматривается как мышление, которое формируется и развивается на основе диалектической связи структурных компонентов физических, химических и биологических знаний, характеризующейся преобразованием предметной реальности во всевозможные модели (образную, знаковую, логическую и др.) [15]. Е.В.Гайнуллина, К.М.Гуревич указывают на тесную связь естественнонаучного и математического видов мышления. Этот факт в первую очередь определяется смежностью указанных научных областей, их значением в формировании инженерного (технического) мышления. Следует подчеркнуть, что в основе развития математического и естественнонаучного мышления деятельностная теория обучения. Именно поэтому важен прикладной характер обучения, позволяющий формировать различные операции, необходимые для успешного осуществления профессиональной деятельности инженернотехнических кадров: анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение, систематизация и др.Прикладной характер реализуется посредством операционной (прикладной) функции, которая позволяет применять теоретические знания к решению прикладных задач. Анализ исследований показал, что межпредметные связи являются важным средством достижения прикладной направленности обученияестественнонаучным предметам. О.В. Плотниковой были выделены педагогические условия эффективного развития естественнонаучного мышления и реализация межпредметных связей в процессе изучения естественнонаучных дисциплин. Ключевыми из них автор считает следующие: использование качественных задач в процессе обучения; стимулирование познавательной самостоятельности и творческой активности студентов в усвоении предметных и межпредметных знаний; реализация личностно ориентированного подхода в учебнопознавательной деятельности; создание благоприятного интеллектуальнопсихологического климата в коллективе.Рассмотренные выше функции математической и естественнонаучной подготовки инженернотехнических кадровсопряжены с реализацией общедидактических и специфическихпринципов обучения. Сущность общедидактических принципов (системности, последовательности, сознательной активности, индивидуализации и дифференциации, наглядности, доступности и др.) достаточно подробно разработанаи описанав педагогике Ю.К. Бабанским, И.Я.Лернером, М.Н.Скаткиными др. Выявление специфических особенностей математической и естественнонаучной подготовки то основание, на котором строятся последующие научнотеоретические аспекты исследования.Анализ теоретических положений и учет специфики вышеописанных функций математической и естественнонаучной подготовки (когнитивная и прикладная) определили целесообразность реализации таких принципов,как фундаментальность, практикоориентированность, информатизация, экологизация и экономизация.Принцип фундаментальностиявляется ключевым в формировании методологической культуры профессионала и заключается в обеспечении системности, последовательности и научности процесса подготовки. Принцип практикоориентированностинаправлен на разрешение проблемы соответствия подготовки к будущей профессиональной деятельности реальному содержанию обучения. Здесь уместно обраКонышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 8
тить внимание на продолжающуюся научную дискуссию: что приоритетно фундаментальность,которую защищают как теоретический базис,или практикоориентированностьприкладной характер инженерного образования. Это вопрос нашел отражение в работах В.В. Гриншкуна, Н.А. Дука, В.И. Лившица, И.В. Левченко, М.Ю.Королева и др.Вслед за В.И.Лившицемсчитаем, что указанные приоритеты должны быть не противоборствующими, а взаимодополняющими.Следующий принцип организации и осуществления математической и естественнонаучной подготовки будущих инженернотехнических кадров страны принцип информатизации.Он обусловлен двумя основными аспектами. Первый определен условиями современного информационного общества, характеризующегося непрерывным увеличением объемов информации, высоким уровнем информационной культуры конкурентоспособных специалистов, удовлетворением информационных потребностей посредством использования современных информационнокоммуникационных технологий. Второй аспект непосредственно связан с интеллектуальным компонентом инженерной деятельности, который предполагает умение работать синформацией, осуществлять ее систематизацию, производить анализ, синтез и обобщение. Принцип экологизациипредусматривает экологическую направленность системы подготовки будущих инженеров. Это вызвано тем, что современный инженер должен не только уметь исследовать, прогнозировать и моделировать технические объекты и системы, но также оценивать экологические риски своей деятельности.Принцип экологизации подразумевает собой рассмотрение содержания образования с позиции анализа, оценки и прогноза экологической безопасности природы. В исследованиях, посвященных экологической составляющей подготовки будущего инженера, отмечается, что он должен владеть не только культурой безопасности, но также и рискориентированным мышлением. Такой подход обусловлен тем, что вопросы сохранения окружающей среды рассматриваются в качестве важнейших приоритетов развития современного общества.Кроме того, функционируя и развиваясь в современном обществе, инженер, учитывая высокий уровень корреляции между уровнем развития производственных сил страны и ее экономической стабильностью, должен уметь принимать управленческие решения в своей деятельности, рассчитывать ее экономический баланс и др. Вышесказанное обусловило значимость такого принципа, как экономизация.Он ориентирован на привлечение экономических методов для решения прикладных задач с целью анализа, прогноза, оценки результата деятельности и принятия управленческих решений. Несмотря на значимость указанных принципов, зачастую на практике они реализуются нев полной мере. Главным образомэто объясняется рядом затруднений и противоречий, возникающих в ходе организации и осуществления математической и естественнонаучной подготовки. Таким образом, математическая и естественнонаучная подготовка инженернотехнических кадров в вузе представляет собой целенаправленный, технологически и методически обеспеченный, специально организованный процесс обучения математическим и естественнонаучным дисциплинам, характеризующийся последовательной реализацией этапов адаптации, интенсификации, идентификации, направленный на освоение студентами образовательных программ.
Ссылки на источники1.Проектирование образовательной среды формирования современного инженера / под ред. Л.Н.Банниковой, Ю.Р. Вишневского. Екатеринбург: УрФУ, 2013. С. 5.2.Приказ Министерства образования и науки РФ от 12 сентября 2013г. №1061 «Об утверждении перечней специальностей и направлений подготовки высшего образования».Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 9
3.Гурье Л.И. Методологическая подготовка в технологическом университете // Высшее образование в России. 2004. № 2. С. 6670. 4.ЛернерП.С. Инженер третьего тысячелетия: учеб. пособие для профильной и профессиональной ориентации ипрофильного обучения школьников. М.: Изд.центр «Академия», 2005. С. 67.5.Гурье Л.И.Указ. соч.6.Всемирная инициатива CDIO. Стандарты: информационнометодическое издание / пер. с англ. и ред. А.И. Чучалина, Т.С. Петровской, Е.С. Кулюкиной; Томский политехнический университет. Томск: Издво Томского политехнического университета, 2011. 17 с.7.Воронин А.С. Словарь терминов по общей и социальной педагогике. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУУПИ, 2006.135 с.
8.Зеер Э.Ф. Психология профессионального образования: учеб.для студ. Учрежд.высш. проф. образования.М.: Изд. центр «Академия», 2013. 416 с. 9.ФедеральныйЗакон Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. № 273ФЗ «Об образовании в Российской Федерации».10.МихайловаИ.Г. Математическая подготовка инженера в условиях профессиональной направленности межпредметных связей:дис. ... канд. пед. наук:13.00.02. Тобольск, 1998.172 с.11.Хинчин А.Я. О воспитательном эффекте уроков математики // Педагогические статьи. М.: Издво АПН РСФСР,1963. С. 128160. 12.ЕмельяноваТ.В. Основы построения автоматизированных информационных систем. М.: ИнфраМ, 2007. 112 с.13.СауровЮ. А. Вопросы методологии деятельности со знаниями в обучении // Проблемы современного математического образования в вузах и школах России. Киров: Издво ВятГГУ, 2012. С. 4955.14.Суханов A.Д. и др. Курс физики. Кн.1. М.: Высш.шк., 2004. 423 с.15.СуровикинаС.А. Теория деятельностного развития естественнонаучного мышления учащихся в процессе обучения физике: теоретический и практический аспекты: монография. Омск: Издво ОмГТУ, 2006. 238 с.
Alia Konysheva,
Senior Lecturerat the chairof Pedagogy,Vyatka State University of Humanities, Kirovav.konysheva@mail.ruSpecificity of mathematical and scientific training of technical personnel in high schoolAbstract.The paper deals withthe specificity of mathematical and naturalscience training of technical personnel in modern conditions of development of educational space. Theauthor singles out thebasic stages, key features, principles of implementation of mathematical and naturalscience training of technical personnel in higher education.Keywords:mathematical and scientific training, engineering and technical personnel, functions, mathematical and naturalscience training of technical personnel.References1.Bannikova, L. N. & Vishnevskiy, Ju. R. (2013) Proektirovanie obrazovatel'noj sredy formirovanija sovremennogo inzhenera,UrFU, Ekaterinburg, p. 5(in Russian).2.Prikaz Ministerstva obrazovanija i nauki RF ot 12 sentjabrja 2013 g. № 1061 “Ob utverzhdenii perechnej special'nostej i napravlenij podgotovki vysshego obrazovanija”(in Russian).3.Gur'e,L. I. (2004) “Metodologicheskaja podgotovka v tehnologicheskom universitete”,Vysshee obrazovanie v Rossii, № 2, pp. 6670(in Russian). 4.Lerner,P. S. (2005) Inzhener tret'ego tysjacheletija: ucheb. posobie dlja profil'noj i professional'noj orientacii i profil'nogo obuchenija shkol'nikov, Izd. centr “Akademija”, Moscow, p. 67(in Russian).5.Gur'e,L. I. (2004) Op. cit.6.Chuchalin, A. I.,Petrovskaya, T. S. & Kuljukina E. S. (eds.) (2011) Vsemirnaja iniciativa CDIO. Standarty: informacionnometodicheskoe izdanie/ Tomskij politehnicheskij universitet, Izdvo Tomskogo politehnicheskogo universiteta, Tomsk, 17 p.(in Russian).7.Voronin,A. S. (2006) Slovar' terminov po obshhej i social'noj pedagogike, GOU VPO UGTUUPI, Ekaterinburg, 135 p. (in Russian).8.Zeer,Je. F. (2013) Psihologija professional'nogo obrazovanija: ucheb. dlja stud. Uchrezhd. vyssh. prof. obrazovanija, Izd. centr “Akademija”, Moscow, 416 p. (in Russian).9.Federal'nyj Zakon Rossijskoj Federacii ot 29 dekabrja 2012 g. № 273FZ “Ob obrazovanii v Rossijskoj Federacii”(in Russian).10.Mihajlova I. G. (1998) Matematicheskaja podgotovka inzhenera v uslovijah professional'noj napravlennosti mezhpredmetnyh svjazej: dis. ... kand. ped. nauk: 13.00.02, Tobol'sk, 172 p.(in Russian).Конышева А. В.Специфика математической и естественнонаучной подго0товки инженернотехнических кадров в вузе // Концепт. –2015. –№ 10 (ок0тябрь).–ART15361. –0,7п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15361.htm.–ISSN 2304120X. 10
11.Hinchin A. Ja. (1963) “O vospitatel'nomjeffekte urokov matematiki”,Pedagogicheskie stat'i, Moscow Izdvo APN RSFSR, pp. 128160(in Russian). 12.Emel'janova,T. V.(2007)Osnovy postroenija avtomatizirovannyh informacionnyh sistem, InfraM, Moscow, 112 p.(in Russian).13.Saurov,Ju. A. (2012) “Voprosy metodologii dejatel'nosti so znanijami v obuchenii”,Problemy sovremennogo matematicheskogo obrazovanija v vuzah i shkolah Rossii, Izdvo VjatGGU, Kirov, pp.4955(in Russian).14.Suhanov,A. D. et al. (2004) Kurs fiziki. Kn. 1, Vyssh. shk., Moscow, 423 p.(in Russian).15.Surovikina,S. A. (2006) Teorija dejatel'nostnogo razvitija estestvennonauchnogo myshlenija uchashhihsja v processe obuchenija fizike: teoreticheskij i prakticheskij aspekty: monografija, Izdvo OmGTU, Omsk, 238 p.(in Russian).
Рекомендованокпубликации:
Утёмовым В. В., кандидатом педагогических наук;
ГоревымП. М., кандидатом педагогических наук, главным редактором журнала «Концепт»
Поступила в редакциюReceived01.10.15Получена положительная рецензияReceived a positive review03.10.15ПринятакпубликацииAccepted for publication03.10.15ОпубликованаPublished22.10.15
© Концепт, научнометодический электронный журнал, 2015©Конышева А. В., 2015
www.ekoncept.ru
