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

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ СВЯЗИ ПРИ КОМПЕТЕНТНОСТНОМ ПОДХОДЕ К ПОДГОТОВКЕ БАКАЛАВРОВ

Данилов А.М. 1 Гарькина И.А. 1 Маркелова И.В. 1
1 ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»
Определяются пути перехода от традиционных требований к усвоению обучающимися стандартного набора знаний, умений и навыков к компетентностному подходу по развитию способностей ориентироваться в разнообразии сложных, непредсказуемых рабочих ситуаций. Анализируется компетентностно-кредитный формат обучения на основе современной парадигмы междисциплинарных аспектов науки и образования. Рассматривается формирование с учетом междисциплинарных связей и непрерывности математической подготовки компетенций, предусмотренных государственным образовательным стандартом для подготовки бакалавров по направлению «Строительство», на примере ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»; для каждой из рассматриваемых компетенций определяются соответствующие дисциплины учебного плана. Приводятся примеры, иллюстрирующие междисциплинарность при формировании профессиональных компетенций в процессе обучения.
примеры
формирование компетенций
междисциплинарные связи
компетентностный подход
подготовка бакалавров
1. Гарькина И.А., Данилов А.М. Системный подход к повышению качества образования // Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова. – 2013. – № 4. – Т. 19. – С. 4-7.
2. Гарькина И.А., Данилов А.М. Системные методология в управлении качеством образования // Педагогика высшей школы и проф. образования. – 2012. – № 1. – С. 7-9.
3. Данилов А.М., Гарькина И.А. Образовательная система с позиций идентификации и управления // Региональная архитектура и строительство. – 2013. – № 2. – С. 143-146.
4. Данилов А.М., Гарькина И.А., Маркелова И.В. Методологические принципы оценки качества образовательной системы // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 2. - URL: www.science-education.ru/116-12335.
5. Данилов А.М., Гарькина И.А. Теория вероятностей и математическая статистика с инженерными приложениями : учебное пособие. – Пенза : ПГУАС, 2010. – 228 с.
6. Скачков Ю.П., Данилов А.М., Гарькина И.А. Модификация метода ПАТТЕРН к решению архитектурно-строительных задач // Региональная архитектура и строительство. – 2011. – № 1 (10). – C. 4-9.

В последнее десятилетие произошла резкая переориентация оценки результатов образования в связи с переходом на компетентностный подход. Вместо понятий «подготовленность», «образованность», «общая культура», «воспитанность» стали использоваться «компетенция» или «компетентность» (приобретение информации, знаний и практического опыта); произошел переход от требований усвоения обучающимися стандартного набора знаний, умений и навыков к развитию способности ориентироваться в разнообразии сложных, непредсказуемых рабочих ситуаций. Все чаще подчеркивается, что производственной сфере требуется не квалификация (функциональное соответствие между требованиями к рабочему месту и целями образования), а компетентность (квалификация, социальное поведение, способность работать в коллективе, инициативность и др.).

Ограничимся рассмотрением (на примере ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства») формирования профессиональных компетенций с использованием междисциплинарного компетентностного подхода к процессу непрерывной математической подготовки бакалавров по направлению «Строительство» (табл. 1).

Таблица 1. Содержание компетенций и соответствующие дисциплины

Содержание компетенций

Дисциплины

ПК-1

Использование основных законов естественно-научных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования

Б.2. Математический и естественно-научный цикл

Б.2.Б.1 Математика

Б.2.Б.4 Химия

Б.2.Б.5 Физика

Б.2.Б.7.1 Теоретическая механика

Б.2.Б.7.2 Техническая механика

Б.2.Б.7.3 Механика грунтов

Б.2.Б.8 Инженерное обеспечение

Б.2.Б.9 Основы архитектуры и строительных конструкций

Б.2.В.ДВ.1.1 Численные методы в механике деформируемого твердого тела

Б.2.В.ДВ.1.2 Строительная физика

Б.2.В.ДВ.2.1 Прикладные задачи теоретической механики

Б.2.В.ДВ.2.2 Химия в строительстве

Б.3.Профессиональный цикл

Б.3.Б.2 Строительные материалы

Б.3.В.ОД.1 Сопротивление материалов

Б.3.В.ОД.2 Архитектура гражданских зданий

Б.3.В.ДВ.1.1 Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела

Б.3.В.ДВ.1.4 Органическая и физическая химия

Б.3.В.ДВ.1.6 Основы водоснабжения и водоотведения населенных пунктов

Б.3.В.ДВ.2.3 Комплексное инженерное благоустройство городских территорий

Б.3.В.ДВ.2.7 Планирование и контроллинг

Б.3.В.ДВ.3.3 Инженерная подготовка территорий

Б.3.В.ДВ.3.6 Насосы и насосные станции

Б.3.В.ДВ.3.7 Основы строительной механики

Б.3.В.ДВ.3.8 Автоматизированное проектирование автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.4.3 Математические методы в строительном материаловедении

Б.3.В.ДВ.4.5 Реконструкция систем и сооружений водоснабжения и водоотведения

Б.3.В.ДВ.4.7 Методы повышения несущей способности и стабильности грунтов

Б.3.В.ДВ.5.3 Реконструкция зданий и сооружений

Б.3.В.ДВ.5.6 Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения

Б.3.В.ДВ.5.7 Кадастр недвижимости и оценка стоимости земли

Б.3.В.ДВ.6.8 Транспортная планировка городов

Б.3.В.ДВ.7.3 Планировка, застройка и реконструкция населенных мест

Б.3.В.ДВ.7.7 Операции с недвижимостью и страхование

Б.3.В.ДВ.7.8 Реконструкция автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.8.3 Градостроительное регулирование населенных мест

Б.3.В.ДВ.8.4 Ресурсы энергосбережения в производстве строительных материалов, изделий и конструкций

Б.3.В.ДВ.8.5 Прикладная аэродинамика

Б.3.В.ДВ.8.7 Финансы, денежное обращение и ипотека

Б.3.В.ДВ.8.8 Спецкурс по проектированию дорог

Б.3.В.ДВ.9.1 Теория упругости

Б.3.В.ДВ.9.2 Инженерные изыскания, инвентаризация и реконструкция застройки

Б.3.В.ДВ.9.3 Строительное материаловедение

Б.3.В.ДВ.9.4 Техническая термодинамика

Б.3.В.ДВ.9.5 Химия воды и микробиология

Б.3.В.ДВ.10.1 Архитектура промышленных зданий

Б.3.В.ДВ.10.2 Процессы и аппараты в технологии строительных изделий

Б.3.В.ДВ.10.5 Основы территориально-пространственного развития города

Б.3.В.ДВ.10.6 Основы проектирования автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.11.1 Строительная механика

Б.3.В.ДВ.11.4 Охрана окружающей среды

Б.3.В.ДВ.12.2 Конструкции городских сооружений и зданий

Б.3.В.ДВ.12.3 Вяжущие вещества

Б.3.В.ДВ.12.7 Технология и организация строительства автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.13.2 Основы расчета и конструирования зданий и городских инженерных сооружений

Б.3.В.ДВ.13.5 Водоподготовка и водозаборные сооружения

Б.3.В.ДВ.13.7 Изыскания и проектирование автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.14.2 Техническая эксплуатация зданий, сооружений и городских территорий

Б.3.В.ДВ.14.7 Эксплуатация автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.15.2 Технология строительной керамики

Б.3.В.ДВ.15.4 Водопроводные сети

Б.3.В.ДВ.15.5 Девелопмент и современные методы управления проектами

Б.3.В.ДВ.16.3 Проектирование предприятий строительной индустрии

Б.3.В.ДВ.16.5 Комплексное использование водных ресурсов

Б.3.В.ДВ.16.6 Железобетонные конструкции

Б.3.В.ДВ.17.5 Металлические и деревянные конструкции

ПК-2

Способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий математический аппарат

Б.2. Математический и естественно-научный цикл

Б.2.Б1 Математика

Б.2.Б.4 Химия

Б.2.Б.5 Физика

Б.2.Б.7.1 Теоретическая механика

Б.2.Б.7.2 Техническая механика

Б.2.Б.7.3 Механика грунтов

Б.2.В.ДВ.1.1 Численные методы в механике деформируемого твердого тела

Б.2.В.ДВ.1.2 Строительная физика

Б.2.В.ДВ.2.1 Прикладные задачи теоретической механики

Б.2.В.ДВ.2.2 Химия в строительстве

ПК-5

Владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; навыки работы с компьютером как средством управления информацией

Б.2. Математический и естественно-научный цикл

Б.2.Б1 Математика

Б.2.Б.2 Информатика

Б.2.Б.4 Химия

Б.2.Б.5 Физика

Б.2.Б.7.1 Теоретическая механика

Б.2.Б.7.2 Техническая механика

Б.2.Б.7.3 Механика грунтов

Б.2.В.ОД.1 Основы механики жидкости и газа

Б.2.В.ОД.2 Компьютерная графика

Б.2.В.ДВ.1.1 Численные методы в механике деформируемого твердого тела

Б.2.В.ДВ.1.2 Строительная физика

Б.2.В.ДВ.2.1 Прикладные задачи теоретической механики

Б.2.Б.9 Основы архитектуры и строительных конструкций

Б.3. Профессиональный цикл

Б.3.В.ДВ.1.4 Органическая и физическая химия

Б.3.В.ДВ.1.7 Бухгалтерский учет и налогообложение

Б.3.В.ДВ.1.8 Общий курс путей сообщения

Б.3.В.ДВ.2.4 Организация и экономика производства строительных материалов

Б.3.В.ДВ.2.8 Контроль качества дорожных работ

Б.3.В.ДВ.3.6 Насосы и насосные станции

Б.3.В.ДВ.3.8 Автоматизированное проектирование автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.5.7 Кадастр недвижимости и оценка стоимости земли

Б.3.В.ДВ.5.8 Экономика дорожно-строительной отрасли

Б.3.В.ДВ.6.8 Транспортная планировка городов

Б.3.В.ДВ.7.4 Инженерная защита окружающей среды на предприятиях строительной индустрии

Б.3.В.ДВ.7.7 Операции с недвижимостью и страхование

Б.3.В.ДВ.7.8 Реконструкция автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.8.4 Ресурсы энергосбережения в производстве строительных материалов, изделий и конструкций

Б.3.В.ДВ.8.5 Прикладная аэродинамика

Б.3.В.ДВ.8.7 Финансы, денежное обращение и ипотека

Б.3.В.ДВ.8.8 Спецкурс по проектированию дорог

Б.3.В.ДВ.9.2 Инженерные изыскания, инвентаризация и реконструкция застройки

Б.3.В.ДВ.9.4 Техническая термодинамика

Б.3.В.ДВ.10.2 Процессы и аппараты в технологии строительных изделий

Б.3.В.ДВ.10.3 Строительная теплофизика

Б.3.В.ДВ.10.5 Основы территориально-пространственного развития города

Б.3.В.ДВ.10.6 Основы проектирования автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.12.2 Конструкции городских сооружений и зданий

Б.3.В.ДВ.12.7 Технология и организация строительства автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.13.2 Основы расчета и конструирования зданий и городских инженерных сооружений

Б.3.В.ДВ.13.7 Изыскания и проектирование автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.14.7 Эксплуатация автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.15.5 Девелопмент и современные методы управления проектами

Б.3.В.ДВ.16.6 Железобетонные конструкции

Б.3.В.ДВ.16.7 Инженерные сооружения в транспортном строительстве

Б.3.В.ДВ.17.5 Металлические и деревянные конструкции

Б.3.В.ДВ.17.6 Основы проектирования транспортных сооружений

Б.5. Практика. НИР

Б.5.У.1 Геодезическая

Б.5.У.2 Геологическая

ПК-18

Владение математическим моделированием на базе стандартных пакетов автоматизации проектирования и исследований, методами постановки и проведения экспериментов по заданным методикам

Б.2. Математический и естественно-научный цикл

Б.2.Б.1 Математика

Б.3. Профессиональный цикл

Б.3.Б.2 Строительные материалы

Б.3.В.ОД.1 Сопротивление материалов

Б.3.В.ДВ.1.1 Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела

Б.3.В.ДВ.1.6 Основы водоснабжения и водоотведения населенных пунктов

Б.3.В.ДВ.3.6 Насосы и насосные станции

Б.3.В.ДВ.3.7 Основы строительной механики

Б.3.В.ДВ.3.8 Автоматизированное проектирование автомобильных дорог

Б.3.В.ДВ.4.3 Математические методы в строительном материаловедении

Б.3.В.ДВ.4.5 Реконструкция систем и сооружений водоснабжения и водоотведения

Б.3.В.ДВ.4.7 Методы повышения несущей способности и стабильности грунтов

Б.3.В.ДВ.5.3 Реконструкция зданий и сооружений

Б.3.В.ДВ.5.6 Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения

Б.3.В.ДВ.6.5 Металловедение и сварка

Б.3.В.ДВ.6.6 Гидрология и гидротехнические сооружения

Б.3.В.ДВ.7.6 Основы промышленного водоотведения

Б.3.В.ДВ.8.6 Основы промышленного водоснабжения

Б.3.В.ДВ.10.4 Водоотводящие сети

Б.3.В.ДВ.12.3 Вяжущие вещества

Компетентностный подход предполагает построение учебного процесса [1-4] исходя из результата образования (в учебную программу закладываются отчётливые и сопоставимые параметры описания того, что студент будет знать и уметь в конце обучения). Такой подход непосредственно связан с идеей всесторонней подготовки и воспитания обучающегося не только в качестве профессионала, но и как личности: передача студенту совокупности знаний, умений и навыков в определённой сфере, развитие кругозора, междисциплинарного чутья, способности к самообучению и формированию гуманистических ценностей.

Для иллюстрации приведем ряд задач из различных дисциплин, решение которых будет способствовать формированию указанных в табл. 1 компетенций.

1. Размещение головных сооружений

Имеются три площадки для размещения головных предприятий: 1, 2 – для забора подземных вод; 3 – для забора поверхностных вод. Требуется разместить головные водопроводные сооружения для подачи воды трём потребителям с заданными расходами:

1 потребитель - = 30000 /сутки; 2 потребитель - = 20000 /сутки; 3 потребитель - = 40000 /сутки. При этом максимальные производительности водозаборов для 1-й и 2-й площадки не должны превышать 20000 м3/сутки. Стоимость водозаборных сооружений для поверхностных вод (водозабор, очистные сооружения) - = 37 тыс. руб/м3; стоимость водозаборных сооружений для забора подземных вод тыс. руб/ м3. Расстояния между потребителями и площадками для водозаборных сооружений приведены на рис. 1. Определить оптимальные производительности водозаборов и транспортируемое из пункта в пункт количество воды , обеспечивающие наименьшую стоимость сооружений, если подача 1 м3 на 1 км обходится: = 25 тыс. руб. – с первой площадки; = 20 тыс. руб. – со второй площадки; = 10 тыс. руб. – с третьей площадки.

Рис. 1. Расстояния между потребителями и площадками для водозаборных сооружений

Таким образом, целью решения является минимизация целевой функции

; .

Получили типичную задачу линейного программирования.

2. Размещение сети культурно-бытового обслуживания

Пусть известны численность населения города и численность В населения, обслуживаемого культурно-бытовыми учреждениями. Должны иметь B=A. Пусть далее:

n – число жилых районов города, j – номера районов, – население j-го района, m – число культурно-бытовых учреждений, – численность населения, обслуживаемого культурно-бытовым центром, (), – минимальные затраты времени на передвижение из каждого j-го населённого места в каждый i-й центр культурно-бытового обслуживания.

Требуется определить численность населения j-го жилого района, обслуживаемого i-м культурно-бытовым центром, обеспечивающую суммарный минимум времени на передвижение населения к центрам культурно-бытового обслуживания: из условий минимума определить значения при ограничениях.

Решение указанных задач может производиться известными методами [5; 6]; наиболее распространенным является симплекс-метод (существуют стандартные программы).

3. Надежность и экспертиза

Испытывается узел управления системами отопления, состоящий из системы задвижек, элеватора и регулятора расхода. Надежности элементов (выходят из строя независимо друг от друга) соответственно равны: ; ; . До срока капитального ремонта выяснилось, что рассматриваемый узел управления системы отопления неисправен. Найти с учетом этого вероятности гипотез: - неисправна система задвижек, - неисправен элеватор, - неисправен регулятор расхода.

Опыт показал, что имеет место одна из гипотез , то есть событие (до опыта возможны были не три, а восемь гипотез: - исправны все три элемента, - неисправны система задвижек и элеватор, - неисправны система задвижек и регулятор расхода, - неисправны элеватор и регулятор расхода, - неисправны все три элемента). Априорные и апостериорные вероятности гипотез: ; ; ; ; ; .

Часто возникает задача, аналогичная рассмотренной, но с некоторым видоизменением. Пусть узел управления системы отопления подвергается текущим испытаниям. Оказалось, что он неисправен. Для локализации неисправности система подвергается испытаниям: на прочность (давлением), на плотность (воздушным давлением), на температурный режим. Первые две проверки не показали неисправности (арматура и оборудование не вышли из строя); третья показала отклонение от нормы, то есть произошло событие . Известные вероятностные ошибки проверок ( - номер проверки, - номер гипотезы; результаты испытаний независимы) при наличии гипотез : , , ; , , ; , , . Требуется определить наиболее вероятную гипотезу о причине неисправности.

В качестве априорных вероятностей для учета результатов проверки возьмем данные предыдущей задачи: ; ; .

Условные вероятности события : ;

;.

По формуле Байеса:

;.

Результаты обучения бакалавра с точки зрения рабочей нагрузки, уровня, результатов обучения, компетенций и профиля, естественно, определяются компетентностно-кредитным форматом образовательного стандарта и на основе современной парадигмы междисциплинарных аспектов науки и образования [6].

Рецензенты:

Ласьков Н.Н., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Строительные конструкции», ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», г. Пенза.

Логанина В.И., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Управление качеством и технологии строительного производства», ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», г. Пенза.


Библиографическая ссылка

Данилов А.М., Гарькина И.А., Маркелова И.В. МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ СВЯЗИ ПРИ КОМПЕТЕНТНОСТНОМ ПОДХОДЕ К ПОДГОТОВКЕ БАКАЛАВРОВ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=13065 (дата обращения: 17.11.2019).

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

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074