Формирование конструкторскотехнологических и исследовательских навыков у студентов вузов
Выбранный нашей страной инновационный путь развития требует подготовки высококвалифицированных, творчески мыслящих специалистов
Ректор Московского регионального института высшего социально-экономического образования Владимир Качнев
Постановка проблемы формирования конструкторско-технологических и исследовательских навыков у студентов вузов взаимосвязана с творческой подготовкой специалистов с высшим образованием, способных к широкой инновационной деятельности в сфере науки и производства. Наш подход к формированию и развитию конструкторских знаний и умений молодежи следующий: конструированию можно обучать также, как и любому другому процессу труда. При этом предложенная ниже теория обучения базируется на следующих утверждениях – формирование конструкторских знаний и умений возможно, если: – учащиеся изучают труд конструктора и технолога на современном производстве; – у школьников формируются первоначальные инженерно-технические представления о конструкции (об устройстве) изделий, механизмов и машин; – учащиеся включаются в решение элементарных задач, отражающих реальную производственную деятельность конструктора и технолога; – процесс обучения рассматривается как непрерывная цепь решений усложняющихся конструкторских задач. Для высшего технического образования внедрение в образовательный процесс сформулированных утверждений не составляет труда. Студенты инженерных вузов в процессе учебной деятельности осваивают фундаментальные технические и технологические знания, изучая такие общетехнические дисциплины, как инженерная графика, теория механизмов и машин, сопротивление материалов, детали машин, технология материалов и др. Естественно, при изучении специальных профессиональных дисциплин постановка перед студентами конструкторских задач на все более и более высоком научном и технологическом уровне вполне закономерна. Примером эффективной творческой научнотехнической деятельности является также труд рабочих-рационализаторов. Не имея специального профессионального образования, они тем не менее успешно справляются с возникающими конструкторско-технологическими задачами, без решения которых функционирование реального производственного процесса невозможно. Вот как в книге «Люди творческой мысли» описывается этот процесс: «мы долго бились над решением одной задачи. Чтобы ее одолеть обратились за помощью к конструкторам и технологам производства. Тем не менее и с их помощью решить задачу не удавалось. И вдруг, однажды, нам пришла мысль до смешного простая – вварить вентиль на трубопроводе обратной гидравлики. Сделали это – картина резко изменилась». Решение доступных и посильных для молодых рабочих и студентов вузов конструкторских задач обеспечивается с помощью метода технического моделирования. Такое обучение элементам инженерного мышления через решение конкретных практических задач очень важно, так как именно «место установки» определяет форму новой детали, ее конструктивные элементы. Индивидуально-ориентированная работа студентов при выполнении конструкторских заданий, поставленных преподавателем – на изменение заданных устройств, их форм и элементов, на конструирование деталей, способов соединений, на конструирование по принципиальным и кинематическим схемам – определяет направленность творческого осмысления теоретического учебного материала предмета и применение его на практике, при решении инновационных задач. Конструкторские задачи подобного типа должны основываться (выдвигаться) на материале общетехнических и специальных дисциплин. При изучении инженерной графики следует предлагать задания на изменение конструкций объектов вычерчивания, на проектирование деталей с учетом принципов и правил конструирования. При изучении теории механизмов и машин сложность задач возрастает, так как от студентов уже требуется конструирование действующих моделей механизмов современных машин. При выполнении предметных курсовых работ с помощью моделирования студенты исследуют происходящие в механизмах машин процессы в условиях приближенным к реальным. К примеру, курс «Детали машин» позволяет углублять конструкторскую деятельность студентов на основе расчетной части моделирования элементов конструктивных решений. Освоение общетехнических предметов и специальных дисциплин должно вовлекать студентов в конструкторско-технологическую деятельность на основе заданий в условиях применения метода технического моделирования. В подтверждение сказанного заметим, что наши выдающиеся конструкторы С.П. Королев, А.Н. Туполев, С.В. Илюшин, А.С. Яковлев и многие другие в юном возрасте не только увлекались техникой, но и активно занимались моделированием.
Формирование у студентов исследовательских навыков
Формирование у студентов технических и гуманитарных вузов исследовательских навыков рассматривается нами как одно из фундаментальных направлений вузовского образования. В обоснование необходимости введения понятия «исследовательские навыки» сошлемся на данные психологии. Эта дисциплина определяет умение как способность выполнять определенную работу. Навык – это закрепленное умение, способность выполнять определенные действия с элементами автоматизма. Такая дефиниция справедлива для простых, частных умений: умение опиливать напильником деталь; проводить в графической деятельности параллельные, взаимоперпендикулярные и другие линии и т.д. В таких простых умениях первично умение, а навык вторичен. Однако для сложных, обобщенных умений (управление автомобилем, выполнение расчетно-графических работ, ведение исследовательской работы и др.), умение не может функционировать без ряда частных навыков (переключение скоростей в коробке передач автомобиля; координация ряда действий в процессе движения и т.п.). Так, чтобы включиться в исследовательскую деятельность (это – сложное, обобщенное умение), необходимо овладеть рядом навыков в области методологии (проведение эксперимента, выстраивание доказательства, объяснение полученных данных и т.д.), целеполагания, рефлексивной деятельности, когнитивной психологии и других дисциплин. Вообще без навыков по анализу ранее выполненных исследований, по обобщению результатов теоретической деятельности невозможно ни одно исследование. Необходимы также навыки по овладению приемами умственной деятельности. Наш способ решения проблемы обучения исследовательской деятельности рассмотрим с учетом следующих положений:
1. Связь исследования с учебным предметом.
2. Исторический подход в исследовании (для определения генезиса научных открытий).
3. Аналитический подход как определяющий сущность результатов исследования, с помощью включения студентов в процесс объяснения (обоснования) изучаемых явлений, процессов, закономерностей.
4. Инновационный подход в исследовании, определяющий направленность внимания студентов на привнесение нового, улучшение (обогащение) явлений, их осмысление, например, с помощью собственных теоретических взглядов.
Решение поставленной проблемы позволит не только повысить качество высшего образования, но и поднять его уровень на более высокую ступень. Речь идет о формировании у студентов (бакалавров, специалистов, магистров) исследовательских навыков, что даст возможность вузам России выпускать бакалавров-исследователей; специалистов-исследователей; магистровисследователей. В организационно-педагогической стороне обеспечения исследовательской деятельности студентов можно выделить следующие этапы: – проведение аудиторных занятий (обзорно-консультационных и проблемных лекций); – организация ознакомления студентов с теорией проблем исследования; – организация изучения студентами процесса исследования; – введение заданий с элементами исследования (на анализ и обоснование – в процессе устного опроса и бесед со студентами); – постановка исследовательской части теоретического исследования (в условиях реализации принципа обобщения путем анализа литературных источников); – решение исследовательских задач при выполнении курсовых и дипломных работ. То есть исследовательская деятельность студентов рассматривается как применение элементов процесса исследования, анализ его результатов, обоснование студентами и обобщение полученных данных. Обозначенное содержание обучения будет отличаться уровнем решаемых студентами задач на различных курсах обучения и глубиной раскрытия тем исследовательских курсовых и дипломных работ.
Необходимость обновления технологий вузовского преподавания
Чтобы исследовательский подход пронизывал весь образовательный процесс, необходимо обновление технологии вузовского преподавания. С нашей точки зрения, модифицированная система обучения должна быть именно системой, и ее начальный и ведущий элемент – постановка перед студентом именно исследовательского задания. Уже на лекциях преподаватель обязан раскрыть сущностное содержание системы заданий, в том числе тестовых, по ряду ведущих тем учебной дисциплины. Момент постановки заданий определяется логикой курса — порядком прохождения разделов (тем) в целях опоры на основные понятия; выведения знаний на уровень применения в разных условиях. Задания включают задачи и некоторую практическую часть: на выполнение действий, операций и работ (по анализу учебного материала, сравнению понятий и определений, формулированию выводов (по графикам, диаграммам) и т.п.). Теоретические взгляды современных ученых помогают определить главное – условия постановки задач как содержащих неполную или избыточную информацию. Здесь студент должен проанализировать условия задач и выполнить отбор необходимых компонентов для ее решения. Возможна задача без условий – указывается лишь направленность исследования. Этим как бы начинается подведение студентов к самостоятельной работе с элементами исследования. Однако центральным в обучении проведению исследований является устный опрос студентов, когда лекции сменяются самостоятельной работой студентов на основе постановки системы заданий и задач с элементами исследования. Более сложной является задание в объеме курсовой работы – исследование по указанному типовому содержанию. Главный вывод из проделанной нами работы состоит в следующем: исследованию можно обучать также, как и любому другому процессу труда. Основным условием обучения студентов исследовательской деятельности является поэтапная организация образовательного процесса: на лекционных занятиях – введение, формирование и закрепление ведущих научных понятий; определение теории выбора темы (как системы; как сложной задачи; как элемента инновационного подхода); изучение процесса исследования; выполнение заданий с элементами исследований; анализ, обоснование и обобщение результатов монографических исследований, а также проведение самостоятельных исследований при написании курсовых и дипломных работ. В учебные планы всех без исключения вузов страны необходимо ввести новый учебный курс «Основы научного исследования» как один из ведущих предметов федерального компонента высшего образования. Уже на современном этапе можно определить содержание этого предмета в форме раскрытия элементов методологии научного исследования; методов научной работы; направлений поиска; процесса исследования; решения исследовательских задач и выполнения конкретных исследований, в том числе взаимосвязанных с производственной экспериментальной базой. Приведенное исследование также показало, что конструкторско-технологическая деятельность должна составлять ядро обучения студентов инженерных вузов – через широкое вовлечение их в техническое моделирование как в исследовательский процесс изучения конструкций в условиях, приближенных к реальным. Система конструкторских задач на материале общетехнических и специальных дисциплин не только углубляет освоение студентами названных дисциплин, но и вовлекает молодых людей в творческую техническую деятельность конструкторского характера. Федеральная программа для втузов также должна быть дополнена предметом «Техническое моделирование» как фундаментальным элементом конструкторско-технологической подготовки студентов – будущих инженеров.
Суббота, 14 февраля 2009 г.
