Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

РАЗВИТИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОФИЛЯ

Савельева Н.Н. 1 Боголюбова М.Н. 1
1 ФГБОУ ВПО Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Рассматривается процесс развития научно-исследовательских компетенций у будущих бакалавров и магистров в Томском политехническом университете на кафедре Технологии автоматизированного машиностроительного производства. Уточнено понятие «научно-исследовательская компетентность» для подготовки студентов машиностроительного профиля. Рассмотрены этапы, при которых эффективно формируются и развиваются научно-исследовательские компетенции. Выделены компоненты научно-исследовательской профессиональной компетентности – мотивационный, когнитивный, деятельностный и рефлексивно-оценочный. Обоснованы критерии оценки научно-исследовательской компетенции. Особенно значимым является осуществление научно-исследовательской деятельности с формированием и развитием профессиональных компетенций посредством выполнения междисциплинарных интегрированных проектов. В ходе педагогического эксперимента наблюдалась положительная динамика в обучении. Улучшились учебные показатели студентов, повысилась познавательная активность, появился творческий подход к исследовательской деятельности, усилилось стремление к саморазвитию и самообразованию. Увеличилось число студентов, желающих и способных проводить научные исследования и представлять результаты исследований на научно – практических конференциях.
критерии оценки компетентности
компоненты компетентности
магистры
бакалавры
научно-исследовательская компетентность
1. Государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования (ГОС ВПО). http://www.edu.ru/db/portal/spe/index.htm.
2. Боголюбова М.Н., Охотин И.С. Информационно-образовательный комплекс на основе электронных образовательных ресурсов//Современная техника и технологии: Труды XIХ Международной научно-практической конференции: в 3-х т. - Томск: Изд. ТПУ, 2013. – c. 267-268.
3. Савельева Н.Н. Современные подходы к подготовке кадров для высокотехнологичных производств экономики региона // Среднее профессиональное образование. – Москва, 2012. – № 2. – С.16-18 – авт. 100 %.
4. Савельева Н.Н. Подготовка будущих бакалавров машиностроения к профессиональной деятельности на высокотехнологичных предприятиях: Автореф. дис. канд. пед. наук. – Томск, 2015. – 24с.
5. Соколова И.Ю. Профессиональные предпочтения и индивидуальные особенности студентов технического ВУЗа /И.Ю. Соколова, В.Г. Морогин - Психол. журн. 1995. Т.16. – № 2. – С. 114–119.
Внедрение новых инновационных технологий и информационных ресурсов в современное машиностроительное производство определяет его как сложный научно-производственный комплекс, и предъявляет повышенные требования к качеству подготовки компетентных специалистов - обладающих разносторонними знаниями, владеющими опытом собственной профессиональной и научной деятельности и способными принимать обоснованные решения [2] .

Подготовка компетентных специалистов тесно связана с развитием профессиональных компетенций при подготовке бакалавров и отражением этих процессов в структуре высшего технического образования.

Согласно ФГОС ВПО [1] одним из основных направлений образовательного процесса является научно-исследовательская деятельность. Для подготовки студента технической специальности к научно-исследовательской деятельности необходимы: развитие творческих способностей в плане поиска эффективных решений технических задач; нахождение обоснованных - оптимальных решений; создание и развитие компетенций по научному направлению будущей профессиональной деятельности. Для формирования научно-исследовательской компетентности студенту необходимо владеть современными методами системного подхода к решению проблемы, математического моделирования исследуемой предметной области, владение пакетами прикладных профессиональных программ, созданием алгоритмов и программ для ЭВМ, и т. д.

В соответствии с профессиональными требованиями к специалисту, сформулированными в стандартах нового поколения, а также потребностей высокотехнологичных производств нами сформированы компоненты научно-исследовательской компетентности бакалавра - будущего магистра, по направлению «Машиностроение». Структура научно-исследовательской компетентности приведена в таблице 1.

Мотивационный компонент основан на наличии положительного отношения и проявления постоянного интереса к научно-исследовательской деятельности, которая достигается проведением исследований в течение всего периода обучения с использованием информационных технологий, моделированием и оптимизацией решения профессиональных задач и экспериментальным испытанием на современном высокотехнологичном оборудовании [3].

Когнитивный компонент, основан на знании основ создания моделей и алгоритмов, для научных исследований, приобретения умений и навыков, формировании способностей, необходимых для научно-исследовательской деятельности. Когнитивный компонент демонстрируется через знания правил моделирования профессиональных задач, законов поиска оптимальных решений, в выделении наиболее значимых задач проекта, в создании алгоритмов поиска оптимальных решений исследуемых проблем, владении основами компьютерного моделирования, владения информационными прикладными профессиональными программами и электронными образовательными ресурсами.

Деятельностный компонент основан на комплексе умений и навыков научно-исследовательской деятельности, включающий способы проектной деятельности, выдвижение и проверку гипотез, генерирование альтернативных вариантов, экспертную оценку и отсеивание неприемлемых вариантов, построение математической модели, формирование моделирующего алгоритма, оптимизацию решения математической модели, визуальное отображение результатов решения задачи, анализ результатов, варьирование исходных данных и моделей в ряде последовательных итераций исследовательского процесса, создание базы данных и ряд других этапов.

Таблица 1

Структура научно-исследовательской компетентности бакалавра машиностроения.

Компетентность

Компоненты

Составляющие действия

научно-исследовательская компетентность

 

мотивационный

 

осознает смысл и значение научно-исследовательской компетентности

демонстрирует разносторонние знания в сфере мировых научных достижений в профессиональной области

проявляет устойчивый интерес к решению актуальных проблем с помощью научно-исследовательских методов

 

 

когнитивный

определяет цель и задачи проекта

анализирует поставленную задачу на основе профессиональных знаний, исследовательских умений и навыков

выявляет критерии оптимизации и методы решения

создает алгоритм поиска оптимальных решений поставленных и исследуемых задач

 

 

деятельностный

создает модели предметной области

исследует созданные модели на адекватность объекту

выполняет моделирование на ЭВМ с помощью систем СКМ типа MATLAB, SIMULINK и др.

получает оптимальный вариант решения задачи в соответствии с заданными критериями эффективности

рефлексивно-

оценочный

проводит анализ исследовательской деятельности

проводит оценку исследовательской деятельности

Рефлексивно-оценочный компонент основан на анализе и оценке своей научно-исследовательской деятельности, направленной на раскрытие профессиональных знаний, умений, навыков.

Процесс формирования научно-исследовательских компетенций оценивается следующими критериями:

  • приобретением научно-исследовательских знаний, умений и навыков работы в прикладных профессиональных проектах и в решении научных задач (когнитивный компонент);
  • осуществлением научно-исследовательской деятельности с формированием и развитием профессиональных компетенций посредством выполнения междисциплинарных интегрированных проектов (деятельностный компонент).

Результаты формирования научно-исследовательских компетенций студентов при выполнении междисциплинарных интегрированных проектов приведены в таблице 2.

Таблица 2

Дисциплины

 

Компетенции

Начертательная геометрия и инженерная графика

Детали машин и основы конструи-рования

Процессы и операции формо-образования

Метрология, стандар-тизация и сертификации

Техноло-гическая оснастка

Матема-тическое модели-рование

Технология машино-строения

САПР для станков с ЧПУ

НИРС, УИРС, Творческ. проект

Научно-исследовательская деятельность

Систематическое изучение научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Создание моделей и алгоритмов поиска оптимальных решений исследуемых задач

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Моделирование технологических процессов с использованием средств автоматизированного проектирования и ЭВМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проведение экспериментов. Обработка, анализ и оценка результатов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способность участвовать в работе над инновационными проектами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Участие в научных исследованиях и внедрении результатов в производство

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процесс развития научно-исследовательских компетенций студентов представлен нами с позиции системного подхода в виде следующих основных этапов [4]:

  • Формулирование проблемы и оценка ее актуальности.
  • Литературный обзор. Патентный поиск. Анализ информации в Internet.
  • Определение главной цели исследования системы. Декомпозиция цели на подцели. Расстановка приоритетов.
  • Определение функций и структуры системы.
  • Генерирование множества альтернативных вариантов.
  • Принятие решения на основе прогнозирования результатов по таким критериям, как эффективность, надежность, устойчивость, адаптивность и др.
  • Разработка структуры информационного обеспечения системы.
  • Построение моделей системы: информационной, математической, имитационной, и др.
  • Формализованное представление исходной, промежуточной и выходной информации в виде схем, графиков, таблиц, аудио-, видеодокументов;
  • Разработка алгоритмического и программно-математического обеспечения.
  • Разработка электронных образовательных ресурсов для проведения научных исследований.
  • Оптимизация решения поставленных задач с позиции экстремального значения целевой функции с учетом ограничений, накладываемых на параметры системы.
  • Конструкторско-технологическое проектирование на основе электронных образовательных ресурсов.
  • Реализация поэтапного процесса мониторинга функционирования системы и оценка качества в соответствии с заданными критериями эффективности [4].
  • Верификация и валидация результатов исследования. Проведение эксперимента.
  • Анализ результатов эксперимента. Оценка затрат финансовых, материальных, временных, эксплуатационных и др.
  • Выполнение итерационного процесса создания и исследования системы путем внесения корректирующих действий на любом из этапов с целью определения диапазона исходных данных для получения оптимального решения.
  • Синтез оптимальной системы на основе проведенного научно-исследовательского анализа.

В ходе эксперимента в Томском политехническом университете на кафедре Технологии автоматизированного машиностроительного производства при подготовке бакалавров по направлению «Машиностроение» с целью формирования и развития научно-исследовательской компетентности наблюдалась положительная динамика в обучении. Улучшились учебные показатели студентов, повысилась познавательная активность, появился творческий подход к исследовательской деятельности, усилилось стремление к саморазвитию и самообразованию. Увеличилось число студентов, желающих и способных проводить научные исследования и представлять свои результаты на студенческих и научно - практических конференциях и совершенствовать дальнейшую научно-исследовательскую работу в магистратуре.

Рецензенты:

Кирсанов С.В., д.т.н., профессор кафедры технологии автоматизированного машиностроительного производства ФГАОУ ВО Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск;

Крауиньш П.Я., д.т.н., профессор кафедры автоматизации и роботизации в машиностроении ФГАОУ ВО Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск.


Библиографическая ссылка

Савельева Н.Н., Боголюбова М.Н. РАЗВИТИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОФИЛЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-2. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=19924 (дата обращения: 07.12.2021).

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