Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Зарипова И.М. 1

---

1 ФГБОУ ВПО «Альметьевский государственный нефтяной институт»

В статье дано определение проектно-технической компетенции. Рассмотрены принципы отбора содержания дисциплин физика и математика, направленного на формирование проектно-технической компетенции, структурно-функциональная модель формирования проектно-технической компетенции, алгоритм и педагогические условия реализации данной модели в процессе изучения студентами физики и математики. Содержание должно показывать возможности применения знаний по математике и физике в процессе моделирования и проектирования при решении профессионально направленных учебных задач и реализации учебных проектов с профессиональным содержанием. Алгоритм формирования рассматриваемой компетенции состоит из аналитико-подготовительного, организационно-содержательного, процессуально-методического и коррекционно-внедренческого этапов. Основным эффективным элементом инструментария формирования рассматриваемой компетенции является учебно-методическое пособие «Физические и математические задачи межпредметного и профессионально ориентированного типа».

Статья в формате PDF

152 KB

профессиональные компетенции

инженер-нефтяник

отбор содержания обучения математике и физике

модель формирования компетенции

педагогические условия реализации модели

1. Абакумова С.И. Формирование исследовательской компетентности студентов инженерного вуза при изучении математики : автореф. дис. … к. пед. наук. – Ставрополь, 2009. – 23 с.

2. Арбузова Л.В. Подготовка специалистов, не имеющих педагогического образования, к преподавательской деятельности средствами повышения квалификации (на примере внутрифирменных образовательных подразделений) : дис. … к. пед. наук. – Новосибирск, 2007. – 227 с.

3. Мухаметзянова Г.В. Интеграционные процессы в региональной системе профессионального образования / Г.В. Мухаметзянова, А.Р. Шайдуллина. – Казань : Идель-Пресс, 2011. – 232 с.

4. Расчет критерия Пирсона [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.psychol-ok.ru/statistics/pearson/ (дата обращения: 07.01.2012).

5. Шершнева В.А. Формирование математической компетентности студентов инженерного вуза на основе полипарадигмального подхода : монография. – Красноярск : Изд-во Сибирского государственного аэрокосмического университета, 2011. – 210 с.

Становление будущего специалиста для наукоемкого производства в образовательном процессе происходит во взаимодействии внутреннего личностно-профессионального развития и внешнего по отношению к нему обучения. Задача преподавателя состоит в том, чтобы создавая соответствующие педагогические условия и применяя адекватные педагогические технологии, помочь студенту осознать и удовлетворить потребность в самосовершенствовании, сформировать у него профессиональные и личностные качества, необходимые в будущей профессиональной деятельности, т.е. подготовить компетентного, конкурентоспособного на рынке труда специалиста.

Перевод нефтяной индустрии на качественно новый технологический уровень нуждается в инженерах-нефтяниках со сформированными профессиональными компетенциями, отражёнными в ФГОС ВПО по направлению подготовки бакалавров «Нефтегазовое дело», предполагающими их активное участие в разработке и внедрении наукоёмких технологий современного производства, проектировании работы малых коллективов, выполнении проектных заданий с привлечением технических знаний. В связи с этим актуализируется потенциал дисциплин математического и естественно-научного цикла, в процессе изучения которых студенты овладевают целостной системой профессиональных компетенций, профессиональными знаниями и умениями, умением применять физико-математические знания, методы проектирования для решения профессиональных задач.

Все вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что важнейшей составляющей профессиональной компетентности инженера-нефтяника является интеграция проектной и технической компетенций - проектно-техническая компетенция, предполагающая сформированность специальных знаний, умений, навыков и личностных качеств, необходимых для эффективного выполнения специалистами своих профессиональных обязанностей, связанных с реализацией инженерных проектов с выполнением сложных технических расчетов, требующих способностей эффективного поведения в профессиональной деятельности, ориентации в нестандартных производственных ситуациях, адаптации к изменяющимся производственно-необходимым условиям выполнения проектно-технических работ в различных трудовых коллективах.

Анализ программ бакалавриата ФГОС ВПО по направлению «Нефтегазовое дело», требований работодателей позволили выделить следующие требования к содержанию обучения математике и физике, направленного на формирование проектно-технической компетенции студентов технического вуза: целостность и фундаментальность содержания дисциплин, формирующих научно-техническое и логическое мышление студента; отражение в них основных объектов профессиональной деятельности будущего инженера-нефтяника; направленность содержания обучения математике и физике на формирование у них проектно-технической компетенции, необходимой в их будущей профессиональной деятельности, требующей сформированности проектировочных и прогностических умений и компетенций; организованное и последовательное отражение междисциплинарных связей содержания обучения математике и физике, раскрывающее другие области применения данных дисциплин и их связи с перспективами развития инновационного производства; содержание должно показывать возможности применения знаний по математике и физике в процессе моделирования и проектирования при решении профессионально направленных учебных задач и реализации учебных проектов с профессиональным содержанием.

Учитывая различные точки зрения на принципы отбора и структурирования содержания обучения математике и физике, выделяемые исследователями, мы руководствовались следующими принципами отбора его содержания: системности, предполагающим рассмотрение проектно-технической компетенции как системы, позволяющей осуществлять отбор содержания учебного материала, направленного на взаимодополнение и восполнение как внешних, так и внутренних компонент: технической и проектной компетенций, математической и физической составляющих; интеграции, предполагающим междисциплинарные и межтематические интегративные связи, интеграцию видов деятельности (учебной, исследовательской, проектной и производственной), традиционных и инновационных технологий обучения, направленных на эффективное формирование проектно-технической компетенции будущих инженеров-нефтяников; профессиональной направленности, предполагающим такой отбор содержания данных дисциплин, при котором профессионально ориентированные физические и математические задачи представляют собой модель профессиональной ситуации, исследование которой осуществляется физико-математическим инструментарием и способствует профессиональному росту будущего инженера-нефтяника; модульности, предполагающим структурирование учебного материала на информационно и организационно законченные учебные ситуации, проекты, составляющие единое содержание обучения, способствующее поэтапному формированию проектно-технической компетенции студентов, навыков их самостоятельного обучения, обучения в команде, развитию рефлексивных способностей; проблемности, предполагающим наличие в содержании обучения математике и физике заданий и задач проблемного характера, активизирующих познавательную деятельность студентов через такое сочетание содержания, форм, методов и средств обучения, которое основывается на логике поисковой деятельности студентов, связанной с постановкой проблемных ситуаций, формирующих основные мыслительные операции, необходимые в проектировочной деятельности будущего инженера-нефтяника; инновационности, заключающимся в систематическом обновлении содержания и технологий обучения физико-математическим дисциплинам в соответствии с последними достижениями в области профессионального обучения будущих инженеров-нефтяников.

Алгоритм формирования проектно-технической компетенции будущих инженеров-нефтяников в процессе изучения физики и математики состоит из следующих этапов.

1. Аналитико-подготовительный этап предполагает совокупность следующих действий: анализ требований ФГОС ВПО, работодателей к уровню сформированности профессиональных компетенций, необходимых инженеру-нефтянику для эффективного осуществления будущей профессиональной деятельности, базовой частью которых является проектно-техническая компетенция; выявление уровней мотивации студентов к изучению физико-математических дисциплин, самооценке уровней сформированности проектно-технической компетенции, знаний по элементарной математике, уровней механической понятливости (тесты Беннета), проектных умений; выявление факторов, способствующих и блокирующих процесс эффективного формирования проектно-технической компетенции студентов в процессе изучения математики и физики.

2. Организационно-содержательный этап предполагает: выявление общих и специфических тем и разделов физики и математики, направленных на формирование проектно-технической компетенции; установление межтематических и межпредметных связей физико-математических дисциплин с общепрофессиональными и специальными дисциплинами; разработку рабочих программ по физике и математике на компетентностной основе, направленных на формирование проектно-технической компетенции студентов; отбор и структурирование содержания данных дисциплин, направленного на формирование проектно-технической компетенции студентов.

3. Процессуально-методический этап предполагает: подбор и разработку учебных задач и проектных заданий, направленных на формирование проектно-технической компетенции будущих инженеров-нефтяников; разработку заданий проектного типа для самостоятельной работы и научно-исследовательской деятельности студентов; разработку методических приемов использования познавательно-мотивационного потенциала физико-математических дисциплин; оптимальное сочетание методов и технологий формирования проектно-технической компетенции при обучении физике и математике (применение метода проектов, интернет-технологий, реферирования, метода анализа проблемных ситуаций и др.); разработку и внедрение в учебный процесс студентов учебно-методического пособия «Математические и физические задачи межпредметного и профессионально направленного типа»; разработку диагностических и учебных тестов, контрольных работ, проектных заданий, выполнение которых направлено на формирование проектно-технической компетенции студентов в процессе изучения физики и математики.

На данном этапе студентами решаются задачи и выполняются проектные задания из разработанного автором учебно-методического пособия «Математические и физические задачи межпредметного и профессионально направленного типа» в каждом дисциплинарном модуле в аудиторное и внеаудиторное время с последующей оценкой начисленных баллов (стимулирование), мониторингом результатов, их обсуждением и исправлением ошибок; осуществляется реферирование по темам, актуализирующим связь математики и физики со смежными дисциплинами, дисциплинами общепрофессионального цикла; подготовка докладов для участия в студенческих научно-практических конференциях по темам, способствующим формированию проектно-технической компетенции студентов, активизирующим применение математических и физических методов в решении технических и технологических профессиональных задач.

4. На коррекционно-внедренческом этапе разрабатываются личностные, когнитивные, деятельностные и рефлексивные критерии и их показатели, позволяющие диагностировать уровни сформированности проектно-технической компетенции студентов в процессе изучения физики и математики; выявляются педагогические условия эффективного формирования проектно-технической компетенции будущих инженеров-нефтяников в процессе изучения физики и математики (интеграция учебной, исследовательской и проектной деятельности студентов на протяжении всего периода обучения; осуществление инновационно-предпринимательской деятельности технического вуза, предполагающей совместное участие субъектов образовательного процесса и представителей производственного сектора в разработке и продвижении на рынок труда инновационных технических и технологических проектов; научно-методическое обеспечение переподготовки и повышения квалификации преподавателей физико-математических дисциплин высшей технической школы, направленное на эффективное формирование проектно-технической компетенции); осуществлялась корректировка разработанной модели формирования проектно-технической компетенции студентов в процессе изучения математики и физики; разрабатывались методические рекомендации эффективного внедрения модели формирования проектно-технической компетенции студентов в процессе изучения других дисциплин.

Экспериментальное исследование по внедрению структурно-функциональной модели формирования ПТК будущих инженеров-нефтяников и педагогических условий ее эффективной реализации осуществлялось с 2008 по 2014 г. в Альметьевском государственном нефтяном институте. В опытно-экспериментальном исследовании принимали участие 250 студентов первого и второго курсов: экспериментальная группа - 135 студентов, контрольная группа - 115 студентов.

На констатирующем этапе эксперимента был осуществлен анализ нормативных документов, учебных планов, образовательных программ по направлению подготовки 131000 «Нефтегазовое дело», разработаны критерии, показатели, уровни сформированности проектно-технической компетенции, выявлены уровни сформированности проектно-технической компетенции у студентов первого и второго курсов, определена мотивация к формированию и развитию проектно-технической компетенции у студентов и преподавателей, разработаны компетентностно ориентированные рабочие программы по дисциплине «Математика», «Физика».

При определении критериев сформированности проектно-технической компетенции мы выделили компоненты: личностный, когнитивный, деятельностный, рефлексивный. В исследовании личностный компонент прослеживался с помощью анкетирования студентов. Когнитивный показывал уровень овладения системой математических и физических знаний, необходимых при решении прикладных задач и реализации проектов, уровень знаний о проектно-технической деятельности и определялся методом решения задач, по элементам будущей профессиональной деятельности, смоделированной в учебной деятельности. Деятельностный критерий учитывал умение самостоятельно переносить полученные знания, умения и навыки на решение физико-технических задач и качество продукта проектной деятельности, качество презентации проекта. Оценивание деятельностного компонента осуществлялось через тестирование по тестам механической понятливости Беннета, оценивание проектов и презентаций. Рефлексивный критерий включал способность к самоанализу, объективной самооценке, самокритике; умение адекватно оценивать собственные результаты по достижению целей обучения, изменений собственной личности, в частности осуществлять самооценку уровня сформированности проектно-технической компетенции. Оценивание проводилось методом наблюдения, опроса, с помощью анкетирования по самооценке уровня проектно-технической компетенции у студентов.

Для оценки уровня сформированности проектно-технической компетенции у студентов было решено принять трехуровневую градацию: низкий, средний и высокий. Низкий уровень сформированности компетенции предполагает способность студента решать только единичные задачи формируемой деятельности и ограниченную способность ориентироваться в условиях, что может привести к неверному применению имеющихся в его распоряжении методов, не соответствующих реальным условиям задачи. Средний уровень характеризуется умением решать определенные группы задач формируемой деятельности с пониманием условий и границ применимости способов их решения. Высокий уровень предполагает способность решать любые задачи, определенные в рамках формируемой деятельности, с применением различных методов и полным учетом существующих условий задачи.

Выявление исходного уровня проектно-технической компетенции проводилось в начале учебного года, до начала изучения математики и физики (табл. 1).

Таблица 1

Результаты диагностики уровня сформированности проектно-технической компетенции студентов 1 и 2-го курса на констатирующем этапе, %

Достоверность различий в уровнях сформированности проектно-технической компетенции мы проверяли критерием χ², который не показал значимых отличий в диагностируемых группах (χ²_расч = 2,8, χ²_расч =5,9; χ²_расч ^< χ²_крит). Это позволило нам принять группы 1-го потока как контрольные, группы 2-го потока как экспериментальные.

На формирующем этапе эксперимента (2009-2012 учебные года) в образовательный процесс высшей школы внедрялось разработанное научно-учебно-методическое обеспечение содержания формирования проектно-технической компетенции у студентов, алгоритм формирования проектно-технической компетенции у студентов при изучении математики и физики, осуществлялся непрерывный мониторинг уровней сформированности проектно-технической компетенции у студентов, в соответствии с которым проводилась корректировка содержания обучения данным дисциплинам.

На заключительном этапе эксперимента выявлялась динамика уровня сформированности проектно-технической компетенции у студентов - будущих нефтяников до и после проведения формирующего этапа эксперимента, изменения в отношении преподавателей к необходимости формирования проектно-технической компетенции, разрабатывались рекомендации для преподавателей высшей и средней профессиональной школы по формированию и развитию проектно-технической компетенции у студентов при обучении дисциплинам математического и естественно-научного цикла (табл. 2).

Таблица 2

Результаты диагностики уровня сформированности проектно-технической компетенции студентов 1 и 2-го курса на заключительном этапе, %

Анализ результатов показал, что в экспериментальных группах большее количество студентов перешло на средний уровень сформированности проектно-технической компетенции, в то время как в контрольных группах существенных изменений не произошло. Достоверность различий мы проверили критерием χ² при помощи online-программы расчета [4]. Экспериментальная проверка комплекса педагогических условий и разработанного алгоритма реализации модели формирования проектно-технической компетенции средствами физико-математических дисциплин показала их эффективность. Проведенный педагогический эксперимент доказал, что реализация модели формирования проектно-технической компетенции при обучении физике и математике с учетом педагогических условий эффективной ее реализации ведет к повышению уровня сформированности проектно-технической компетенции, а значит формирует профессиональную компетентность будущих специалистов нефтегазовой отрасли.

Рецензенты:

Читалин Н.А., д.п.н., профессор, старший научный сотрудник Института педагогики и психологии профессионального образования Российской академии образования, г. Казань.

Шайдуллина А.Р., д.п.н., заведующий кафедрой «Иностранные языки» ГБОУ ВПО «Альметьевский государственный нефтяной институт», г. Альметьевск.

Библиографическая ссылка