Педагогические науки / Современные методы преподавания

к.т.н. Никулин А.В., к. ф.-м.н. Наконечная Т.В.,

Днепровский государственный технический университет, Украина

Днепропетровский национальный университет им. О. Гончара, Украина

ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ СТУДЕНТОВ

ПРИ МЕХАНИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ

В настоящее время в условиях рыночной экономики, в которой одним из основных ресурсов становится мобильный и высококвалифицированный человеческий капитал, в Украине происходит модернизация системы образования [1]. В последние десятилетия в парадигме образования, в том числе и высшего профессионального, совершился переход к компетентностному подходу. Компетентность – это способность личности меняться как ответ на вызов складывающейся ситуации с сохранением ядра своего образования: целостного мировоззрения и системы ценностей. Основные требования, предъявляемые к выпускникам на каждой ступени обучения, связаны с наличием у них соответствующих компетентностей, необходимых для успешной профессиональной, социальной деятельности и жизнедеятельности в целом в ответ на актуальные вызовы.

Анализ нормативной и психолого-педагогической литературы показывает, что существуют различные подходы к трактовке понятия «компетентность». А.В. Хуторским перечень ключевых образовательных компетентностей определен на основе главных целей образования, структурного представления социального опыта и опыта личности [2]. При этом учитываются основные виды деятельности обучающегося, позволяющие ему овладевать социальным опытом, получать навыки жизни и практической деятельности в современном обществе. В образовательных программах подготовки бакалавров и магистров наблюдается существенное продвижение по пути нормирования формирования компетентностей в зависимости от специализации.

Целью работы является анализ и синтез в цепочке понятий «компетентности»«математические и механические компетентности»«научно-техничес кие компетентности специалиста технического профиля». Формирование математических и механических компетентностей (рис. 1) будущего бакалавра или магистра можно обозначить как процесс приобретения и становления компонентов образованности и подготовленности, которые характеризуются способностью решать теоретические и прикладные задачи, значимые в профессиональной деятельности современного специалиста.

Рис.1 Схема механико-математических компетентностей

Применение инновационных технологий в образовании [3] открывает широкие перспективы модернизации обучения за счет активного внедрения в процесс системных идей. Направление преобразований определилось задачами активизации у студентов потребности в получении и компетентном использовании знаний, столь необходимых для современного выпускника, изучением и обобщением передового опыта по проблеме применения инновационных технологий в обучении.

Методы решения используют краткое, но информационно насыщенное методическое обеспечение, которое доступно каждому студенту при использовании ИКТ и сетевых технологий, поточный и итоговый контроль с элементами автоматизации. В основе подготовки методического обеспечения – причинно-следственное моделирование (ПСМ). Графическое моделирование упрощает проектирование и построение ПСМ.

Для дисциплин математического и механического циклов важен раздел обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ). Структура учебного раздела определяется узловыми точками: обыкновенные дифференциальные уравнения первого порядка, дифференциальные уравнения второго и высших порядков, общие и частные решения, задача Коши и краевые задачи и т.д. (рис. 2).

Рис. 2 Фрагмент графического представления ПСМ ДУ

Рассмотрим ситуацию, когда в процессе освоения материалов текущего раздела математики, студенту при участии преподавателей нужно пройти этапы от знакомства с основными понятиями и фактами через анализ связей и соотношений между соответствующими математическими объектами к синтезу математических моделей и их исследованию.

Проектирование учебного процесса по дифференциальным уравнениям использует рабочую учебную программу дисциплины, в которой темы и параграфы соответствуют узлам графа ПСМ. План проведения практических занятий определяется ПСМ ДУ и программами дисциплины. Обратные связи при реализации модели осуществляются на основе поточного и итогового контроля, для которого привлекаются технологии тестирования.

В начале семестра со студентами учебных потоков было проведено входное тестирование по дифференциальному и интегральному исчислению, средний балл которого составил 40 баллов. С учетом возможности автоматизации выполнения и проверки использовались варианты [4], составленные из тестовых заданий закрытого типа (I), с таблицами соответствия (II) и с ответами в краткой форме (III):

I. Знайти значення другої похідної функції в точці .

a	б	в	г
	0	2

II. Установіть відповідність між числом (1– 4) та значенням визначеного інтеграла (А – Д).

Число	Інтеграл		а	б	в	г	д
1.	А	1
		2
2.	Б	3
		4
3.	В
4.	Г
	Д

III. При якому значенні параметра пряма поділяє площу фігури, обмеженої лініями у відношенні 2:1?

,

Результатом проведения занятий с привлечением инновационных образовательных технологий стало формирование у студентов механико-математических компетенций по основам моделирования динамических систем. При поточном и итоговом оценивании средний балл вырос до 65 баллов, количество решенных по варианту заданий выросло, а время, потраченное на решение теста, заметно сократилось. Методы, которые применялись для организации обучения, позволили переориентировать самого преподавателя на роль наставника, когда он конкретизирует поле деятельности при обучении дисциплине, управляет активностью студента, давая ему возможность самостоятельно справляться с предложенными заданиями.

Механико-математические компетентности специалиста технического профиля являются составной частью его профессиональной культуры. Высокий уровень таких компетентностей повышает конкурентоспособность специалиста технического профиля на рынке труда, расширяет спектр предприятий технического профиля для его трудоустройства, способствует успешному карьерному росту.

Разработанные материалы, необходимые для проведения занятий, а также технология их использования, помогли не только выработать навыки и умения по математике и прикладной механике, развить математическую компетентность, но и подготовить студентов к изучению специальных математических и профильных дисциплин, адаптировать студентов к системе обучения в вузе.

Литература

1. Олексенко В.М. Реалізація інноваційних педагогічних технологій у підготовці фахівців у вищих технічних навчальних закладах: теорія і практика: монографія / В.М. Олексенко. – Х.: КП Друкарня №13, 2007. – 280 с.

2. Хуторской А. В. Ключевые компетенции как компонент личностно-ориентированного образования//Народное образование. – 2003. - №2. – С.58-64.

3. Кластерные решения проблем в металлургии, энергетике и образовании: Монография / Под общ. ред. акад. А.П. Огурцова. – Днепропетровск, ЛИРА, 2014. – 242 с.

4. Наконечна Т. В. Загальні та спеціальні розділи вищої математики для самостійної роботи студентів інженерних та природничо-наукових напрямків: навч. посіб. / Т.В. Наконечна, О.В. Нікулін. – Дніпропетровськ: Біла К.О., 2016. – 220 с.