Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Файлы

Штагер Е.В. Пышной А.М.

Статья в формате PDF

139 KB

 Решение данной задачи носит многоплановый характер, связанный с разработкой методологических и организационно-методических основ проектирования всего дисциплинарного образовательного пространства инженерного вуза. Вместе с тем в общей структуре подготовки инженеров просматриваются такие локальные предметные зоны, «функционирование» которых призвано обеспечить формирование фундаментального ядра знаний для целого ряда направлений техники и технологии. Одной из таких зон выступает механический субцикл. Данный субцикл включает в себя учебные предметы, объединенные интегрированной единицей «Механика», введенной в ГОС ВПО второго поколения в цикл общепрофессиональных дисциплин и представленной теоретической механикой, сопротивлением материалов, теорией механизмов и машин, деталями машин и основами конструирования.

Объективными основаниями объединения данных учебных предметов выступила общая задача, которую они решают в процессе подготовки инженера - изучение закономерностей простейшей формы движения материи - механического движения. Однако исследование содержания данных дисциплин, представленное в Госстандарте, не позволяет говорить об интегрированной единице «Механика» как о системообразующем звене, интеграторе всего научного и предметного знания механики в общепрофессиональном цикле. Налицо факт узкопрофильной подачи учебного материала, понятийная и хронологическая разобщенность учебной информации дисциплин механического профиля. Не обозначены пути взаимодействия данных дисциплин с фундаментальным естественнонаучным знанием, задающим когнитивную основу профессионально-ориентированных видов деятельности. Поэтому разработка теоретических основ и организационно-методических мероприятий, направленных на обеспечение междисциплинарного взаимодействия в интегрированной единице «Механика» представляется весьма актуальной.

В результате исследования данной проблемы был сформирован следующий алгоритм проектирования непрерывного образовательного процесса в «поле» дисциплин механического профиля:

• определение обобщенного профессионально-деятельностного конструкта (ОПДК) как системообразующего основания профессиональной подготовки по всем направлениям техники и технологии;
• выявление дисциплинарного образа ОПДК для дисциплин механического профиля;
• формулировка междисциплинарной образовательной цели в механическом субцикле;
• определение комплекса интегративных параметров диагностики данной образовательной цели;
• исследование проявлений интегративных параметров дисциплинарного образа ОПДК в механическом субцикле с целью построения информационной модели междисциплинарных связей;
• определение на этой основе «содержательных каналов» взаимодействия между дисциплинами и формирование междисциплинарных цикловых комплексов как дидактического продукта междисциплинарной интеграции;
• разработка принципов проектирования непрерывной образовательной технологии на основе междисциплинарных цикловых комплексов.

К основным результатам проектно-технологической деятельности, системное обобщение которых позволило сформировать данный алгоритм и представить его в виде взаимосвязанной иерархической последовательности проектировочных мероприятий, отнесено следующее:

1. Проблемно-целевое исследование профессиональных областей политехнического знания выявило ОПДК для всех направлений технической подготовки - техническая система (ТС). Междисциплинарная функция понятия ТС проявляется в том, что в общем случае теоретическое исследование любой технической системы складывается из синтеза описания естественных процессов, происходящих в ней (естественнонаучное знание), ее технических свойств и структурной организации (технико-профессиональное знание).
2. Понятие технической системы как адекватного отражения полифункциональной структуры инженерной деятельности позволило конституционировать дисциплинарный образ ОПДК для дисциплин механического профиля - механическая система (МС). Под механической системой понимается вся совокупность идеальных и материальных объектов, теоретическим фундаментом описания состояния и поведения которых является классическая механика.
3. На этой основе была сформулирована междисциплинарная цель профессиональной подготовки в комплексе дисциплин, объединяемых интегрированной образовательной единицей «Механика» - формирование мировоззренческих и теоретико-практических основ проектирования и исследования поведения различных механических систем.
4. Практическое включение понятия МС в процесс проектирования содержательной целостности механических дисциплин потребовало выявления комплекса диагностирующих параметров «образовательного функционирования» МС, позволяющих наиболее полно оценить достижение междисциплинарной цели «механической подготовки». Был сформирован следующий ряд параметров диагностики: уровень методологического анализа изучения закономерностей поведения МС (параметр П₁, имеющий четыре градации); тип МС (параметр П₂); закон функционирования МС (параметр П₃).
5. Исследование проявлений диагностирующих параметров МС в содержании учебных дисциплин интегрированной единицы «Механика» инициировало возможность построения информационной модели междисциплинарных связей механического субцикла. В процессе решения данной задачи с наглядностью было обнаружено, что в предметном содержании «меню» курсов механики есть дисциплина, напрямую «работающая» практически со всем спектром интегративных параметров МС - «Теоретическая механика». Такое объектное конструирование предметного содержания теоретической механики однозначно проявило данную дисциплину в качестве интегративного ядра всего знания механики.
6. Определение «содержательных каналов» взаимодействия методологических оснований теоретической механики с фундаментальным естественнонаучным знанием позволило сформировать гносеологическую зону перехода между общепрофессиональным и естественнонаучным циклами посредством пересечения информационных множеств раздела курса физики «Физические основы механики» и теоретической механики. Научная теория классической механики, сформировавшая данный раздел физики, выступает в качестве методологической и мировоззренческой основы изучения «образовательного функционирования» МС. В этой связи построение непрерывной образовательной стратегии при изучении теоретических и прикладных вопросов механики потребовало поиска путей интеграции фундаментального физического знания в технико-ориентированную компоненту профессиональной подготовки инженера. Решение этой задачи было осуществлено на основе формирования дидактической вертикали непрерывной подготовки по механике в виде двух взаимосвязанных междисциплинарных цикловых комплексов (МЦК): фундаментального, объединившего физику и теоретическую механику, и профильного, включившего в себя сопротивление материалов, теорию механизмов и машин, детали машин и основы конструирования.
7. Построенные МЦК «работают» в направлении обеспечения единства методологических и методических установок при изучении научного и предметного знания механики. Общность методологических установок проявляется в унифицированном подходе к представлению фундаментальной компоненты учебного знания дисциплин, основанном на концепции взаимосвязи общенаучной, естественнонаучной и физической картин мира. Введение в физике системы межпредметных инвариантов (фундаментальных философских и физических понятий) и установление взаимосвязей между ними позволило построить структурно-логический граф содержания научной теории механики. На основе анализа этого графа учебная информация теоретической механики была структурирована а ряд логико-понятийных модулей, наполненных не всем предметным содержанием, а взаимосвязанными учебными элементами (фундаментальные понятия, принципы, законы), позволяющими наглядно показать теоретическую основу научного знания курса и выяснить специфику его организации.

Данные модули являются «инструментом» обработки знаний в профильном МЦК, позволяющим представить профессиональный язык в виде упорядоченной, логичной и рациональной системы и, тем самым, сформировать логико-дидактическую структуру каждой учебной дисциплины.

Использование логико-понятийных модулей теоретической механики в качестве дидактического продукта категориально-понятийного структурирования научной теории механики обеспечивает общность методических установок при организации непрерывной стратегии подготовки по механике. Она реализована разработкой нового организационно-методического средства обучения - дидактического фрейма (ДФ). Каждый ДФ представляет собой банк учебной информации, содержащий следующие разделы: логико-понятийный комплекс научной теории механики; предметно-теоретический блок учебного материала дисциплины; основные типы учебно-профессиональных задач дисциплины; предметное содержание самостоятельной работы; рейтинговая оценка качества обучения. Пересечение категориально-понятийных множеств научной теории механики (первый раздел ДФ) с предметным знанием профильного МЦК (второй раздел ДФ) формирует инвариантное ядро знаний в дисциплинах механического профиля, представляющее собой целостную информационную систему. Тем самым основополагающим аспектом проектирования междисциплинарного взаимодействия в механическом субцикле объявлена не перестройка учебного процесса как такового, а организация предметно-специализированного способа мышления, позволяющего сделать процесс обучения наиболее простым и эффективным.

В результате проведенного педагогического эксперимента было показано, что разработанные дидактические фреймы для представления как научного, так и предметного знания механики реализуют все функции учебного процесса - гносеологическую, аксиологическую, эпистемологическую, праксиологическую. По-нашему мнению, предлагаемый подход к проектированию непрерывного образовательного пространства дисциплин механического профиля позволяет наиболее полно раскрыть единство фундаментальной компоненты учебного знания и профессиональных компетентностей подготавливаемых специалистов.

Библиографическая ссылка