Педагогические науки/ 2.Проблемы подготовки специалистов.

 

к.п.н. Шафиев М.И., ст. преп. Соболева В.В.

Астраханский государственный университет, Россия

Астраханский инженерно-строительный институт, Россия

 

К проблеме практической реализации метода сквозного проектирования при подготовке инженеров строительного профиля

 

Физика является приоритетной базовой дисциплиной в образовательном процессе при подготовке инженерных кадров. Понимание физических явлений, фундаментальных законов, объясняющих эти явления, составляет не только основу для освоения в дальнейшем общетехнических и специальных дисциплин, но и формирует у будущих специалистов умение мыслить.

За многие десятилетия в технических вузах сложилась традиционная, хорошо отлаженная система обучения физике. Учебный процесс подготовки инженеров включает такие традиционные формы занятий: лекции, лабораторный практикум, решение задач. В то же время успехи фундаментальных исследований по физике, достигнутые в последние годы, потребности производства в модернизации технологических процессов, возможности информационных технологий, естественным образом требуют пересмотра как учебной программы по физике, так и методики преподавания, а именно использование инновационных образовательных технологий.

Для решения любой профессиональной задачи специалисту необходимо уметь интегрировать знания из различных областей наук. В связи с этим процесс инженерной подготовки будущего специалиста должен представлять собой целостный педагогический процесс, конечным результатом которого - готовность выпускника к будущей профессиональной деятельности. При этом одним из необходимых условий, на наш взгляд, является ориентированность образовательного процесса на конечные профессиональные компетенции.

Среди огромного числа инновационных методов формирования профессиональных компетенций инженера - строителя, особого внимания заслуживают те, в основе которых лежит взаимосвязь общеобразовательных и технических дисциплин, т.е. идея межпредметной интеграции [1]. Междисциплинарный подход к обучению позволяет  обучить студентов самостоятельно добывать знания из разных областей науки и отраслей производства, группировать их и концентрировать в контексте конкретной решаемой профессиональной задачи. В этом случае границы между курсами и дисциплинами становятся более гибкими и подвижными, что позволяет формировать у студентов целостную систему знаний, а также предоставляет студентам новые средства для самооценки.

Наше исследования, проводимые на базе Астраханского инженерно- строительного института с 2004 года, показывают, что наиболее успешным в организации обучения физике в строительных вузах является метод сквозного проектирования, направленный на повышение профессиональных компетенций и мотивацию усвоения знаний, умений и навыков в контексте их применимости к  инженерной практике [2]. 

Суть метода сквозного проектирования (МСП) состоит в системном подходе к организации всей учебной  деятельности студентов, основанной на интеграции фундаментального (естественнонаучного) и специального образования.

Обучение физике студентов 1 и 2 курсов выполняется в рамках проблемно-ориентированного обучения междисциплинарного подхода, а также принципа фундаментального единства и профессиональной направленности. Это позволяет подготовить студентов к дальнейшей плодотворной работе на старших курсах при выполнении курсовых и дипломных работ.

Итоговой государственной аттестацией выпускника считается дипломный проект. К нему по методу сквозного проектирования студент приступает с первого года обучения. В результате сам дипломный проект является результатом многогранной работы студента на протяжении всего процесса обучения в вузе, поскольку его деятельность основывается на научно-исследовательских, проектно-конструкторских разработках органически объединенных тематикой и содержанием проекта.

Так как метод сквозного проектирования (МСП) направлен на получения конечного объекта квалификационной работы выпускника – дипломный проект, то тематика, методы выполнения и содержание тематик сквозных заданий и курсовых работ должны выстраиваться согласно теме дипломного или курсового проекте на принципе междисциплинарных связей.

Таким образом, сквозное проектирование представляет собой поэтапное выполнение дипломного проекта через курсовое проектирование, т.е. такую форму реализации учебной программы, которая обеспечивает осознанную и целенаправленную работу студента на протяжении также всего курса обучения в высшем учебном заведении.

В дидактической модели МСП выделяются внутренние и внешние связи между общепрофессиональными и общенаучными знаниями. Внутренняя связь является результатом анализа содержания физических знаний на предмет выявления в нем ведущих положений и основных связеобразующих элементов в общем курсе физике.

 Внешняя связь – это структурно-логический анализ тем специальных и общетехнических дисциплин учебного плана с целью выделения степени корреляции их содержания с фундаментальными законами, понятиями физики и выявление «опорных» межпредметных знаний, которые необходимы для подготовки специалистов при изучении физики.

Для реализации данного метода при изучении курса общей физики на первом курсе преподавателю необходимо:

1. Установить междисциплинарные  связи физики с общетехническими и специальными дисциплинами, которые позволяют установить «вкрапления» физики в профессиональную деятельность студентов будущих инженеров-строителей.

2. Организовать профессионально направленное обучение студентов физике  по методу сквозного проектирования.

3. Разработать и внедрить в учебный процесс комплекс творческих, профессионально значимых заданий в области физики в соответствии со следующими требованиями:

Ø     задание должно показывать возможности применения изучаемого физического материала в практической деятельности;

Ø     задания должны быть связаны с реальными объектами профессиональной деятельности, т.е. при решении этих задач студенты должны  иметь дело не с вымышленными, абстрактными объектами, а с конкретными объектами, которые в будущем они будут использовать в профессиональной деятельности;

Ø     задания должны быть во взаимосвязи с общетехническими и  специальными дисциплинами;

Ø     задания должны развивать познавательно-творческую и изобретательскую деятельность студентов. Для разработки таких заданий должна использоваться элементы теории решения изобретательских задач (ТРИЗ-педагогика).

Для того чтобы знания и умения, которые студенты приобрели при изучении естественнонаучных дисциплин, были пригодными для практического применения в будущей профессиональной деятельности, необходимо, на наш взгляд, установить преемственность в преподавании общеобразовательных, общепрофессиональных и специальных дисциплин.

Исходя из этого положения, в ходе проведения практических занятий мы предлагаем решать задачи устанавливающие взаимосвязь между физикой и специальными дисциплинами, а также с профессиональной деятельностью будущих инженеров.

Приведем в качестве примеров несколько задач разного уровня сложности, удовлетворяющие вышеуказанным требованиям:

Задание № 1. Масса 1 м3 воды равна 1т, глинистой суспензии - 1,3т, цементного раствора - 1,5т, пластичного бетона - 2,0т. Насколько отличается их давление на вертикальную стенку?

Задание № 2. Предложите простой способ доказательства того, что в воде давление в точке вертикальное и горизонтальное равны между собой, а в сыпучем материале, например, песке – не равны. Какое больше?

Задание № 3. В толстый слой каучука, расположенного на столе, вдавливается жесткий квадратной формы в плане штамп. Размер каучука в плане принимается равным размеру штампа и большим. Во втором случае вокруг штампа в каучуке образуется воронка.

 

Рисунок к заданию № 3

В каком случае штамп получит более значительную осадку? Будет ли увеличение размера каучука в плане влиять на величину осадки штампа? Если будет, то почему?

Задание № 4. В банно-прачечном комплексе расположено 15 стиральных машин, наполняемых из одного бака. Бак высотой 1,8 м расположен на расстоянии 1 м от поверхности Земли. Диаметр труб, соединяющих бак со стиральными машинами равен 25 мм. Водонапорный бак соединен с водопроводной сетью трубой диаметром 32 мм. Эксплуатационный  расход воды равен 1,1 л/с. Рассчитать расход воды и определить достаточная ли высота бака. Считать систему идеализированной и потерями в трубопроводе пренебречь [3].

 

 

Рисунок к заданию № 5


Задание № 5. В строительстве используются в основном два вида покрытия крыш: (а) плоское и (б) не плоское. Исследуйте с точки зрения законов физики, в каких точках А, ВВ/, СС/ необходимо усилить крепление крыши, чтобы  не было сноса  ее ветром.

Учебная деятельность, организованная на основе инновационного метода сквозного проектирования, позволяет повышать мотивацию студентов к изучению курса физики, а также обеспечивает успешное усвоение ими общетехнических, специальных дисциплин и формирует у них профессиональные компетенции.

 

Литература:

1.     Наумкин Н. И. Инновационные методы обучения в техническом вузе / Н. И. Наумкин; под ред. П.В. Сенина, Л.В. Масленниковой, Э.В. Майкова – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007 – 122 с.

2.     Соболева, В.В. Технология применения метода сквозного проектирования в обучении физике в инженерном вузе// материалы Х Международной научно-методической конференции: «Физическое образование: проблемы и перспективы развития», часть 3. – М.: МПГУ, 2011 г. – стр.112-114

3.     Бондарь, В.А. Задачи по физике с техническим содержанием [Текст]: кн. для учителя/ В.А. Бондарь, Д.И. Кульбицкий, В.А. Яковенко. – Мн.: Нар.асвета, 1986. – 167 с.