IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

 

Введение. Научная педагогическая общественность России в течение последнего десятилетия успешно анализировала требования ISO, TQM и Болонской конвенции с целью выбора рациональных путей модернизации профессионального образования. Очевидно, что важнейшими из многочисленных способов повышения качества образования являются: 1) увеличение объема самостоятельной работы обучающихся; 2) рациональная организация учебной деятельности с использованием коллективных форм обучения и ИКТ.

В 2009 г.  опубликованы Федеральные государственные образовательные стандарты (ФГОС) ВПО для каждого направления подготовки бакалавриата. Указанные стандарты определяют совокупность требований государства и работодателей при реализации основных образовательных программ, количество и содержание каждой компетенции, объективной оценке уровня знаний, умений и приобретенных компетенций. Следовательно, дальнейшие исследования приобретают преимущественно практическую направленность по внедрению указанных стандартов.

Нами внесен определенный вклад в дискуссию по реализации принципов компетентностного подхода при подготовке бакалавров технических специальностей. В работе [1] реализован принцип максимального приближения объектов учебного и научного исследования обучающихся к условиям их будущей профессиональной деятельности. В работе [2] предложен вариант программы по формированию информационного поля профессиональной деятельности специалиста. Дан анализ результатов по опросу обучающихся.

Очевидными на данный момент проблемами по реализации основных образовательных программ бакалавриата, т.е. процесса обучения на языке компетенций, являются:

- отсутствие методического инструментария, позволяющего формировать и оценивать компетенции выпускников; разработка и внедрение системы объективных диагностичных образовательных процедур.

Цель исследования: предложить вариант решения проблемы, связанной с формированием и оценкой уровня приобретенных компетенций, при реализации основной образовательной программы бакалавриата по направлению подготовки 131000 «Нефтегазовое дело». Исследования проведены на примере усвоения программы дисциплины «Теоретическая механика» [3] с соблюдением стандарта «Требования п. 0.2. Процессный подход ГОСТ Р ИСО 9001-2008. Системы менеджмента качества». В качестве объекта исследования выбрано технологическое оборудование, используемое при добыче нефти [4].

Далее рассмотрены содержательные модели процесса формирования и оценивания наиболее значимых общекультурных и профессиональных компетенций типа ОК-1; ПК-1; ПК-2; ПК-4; ПК-6 (см. ФГОС ВПО Основная образовательная программа бакалавриата по направлению подготовки 131000).

Выделим операции по формированию и оцениванию компетенций, которые являются общими для всех исследуемых областей информации:

- использование предметно-ориентированных познавательных алгоритмов;

- виды обучающих моделей: проблема, гипотеза, модель, решение, алгоритм, обсуждение, обобщение;

- адаптивные контрольно-обучающие средства - тесты;

- ведение обучающимся сетевого электронного портфолио с выделением процессов самоанализа и самодиагностики; наличие портфолио у преподавателя;

Общекультурная компетенция ОК-1 «обладать способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения».

Вход процесса: сбор и анализ конкретной информации их многочисленных источников.

Методика обучения:

- уточнение компонентного состава (модуля) исследуемого объема информации (понимание смысла);

- разработка дидактической модели структурированного изучения информации (интерпретация и комментарий);

- виды обучающих моделей: канва, контекст, текст, обсуждение, обобщение;

- выявление тенденций, вскрытие причинно-следственных связей, определение целей, выбор средств, выдвижение гипотез, идей.

Выход процесса: оценивание полученных значений компетенции и сравнение их со стандартным «уровнем», разработанным кафедрой.

Профессиональная компетенция ПК-1 «самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии».

Вход процесса: решение задачи по более глубокому и подробному исследованию работы оборудования (механической системы с одной степенью свободы).

Методика обучения:

- использование интерактивных форм проведения занятий (деловые и ролевые игры);

- анализ проблем, возникающих при эксплуатации и обслуживании технологического оборудования, используемого при добыче нефти.

Основные этапы сценария деловой игры «Динамика механической системы с одной степенью свободы»

I этап. Проверка и закрепление уровня знаний обучающихся по вопросам, относящимися к содержанию темы. Например, вид уравнений движения, вычисление кинематических параметров и характера изменения внешних  сил в зависимости от степени неуравновешенности механической системы.

II этап. Постановка основной проблемы: конструирование механической системы с расчетом её энергосиловых параметров. Участники игры самостоятельно решают проблему.

III этап. Коллективное обсуждение разработок с анализом положительных и отрицательных сторон проекта. Выявление наиболее активных обучающихся. Деление участников на малые творческие коллективы (3-5 чел.).

IV этап. Решение задачи по вычислению кинематических и энергосиловых параметров своей конструкции за определенное время. Мониторинг работы каждого участника с выставлением и объяснением оценок за индивидуальную работу. Работа конкурирующих групп сравнивается по скорости счета и точности его результатов.

V этап. Решение подпроблемы: оценить влияние одного из критериев оптимизации, приводящего к снижению нагрузок на звенья системы. Время обдумывания 0,5 часа. Обсуждение результатов с выставление баллов.

VI этап. Подведение итогов игры, анализ ошибок, причины выставления поощрительных и штрафных баллов. Обсуждение полученных итоговых оценок. Общее время деловой игры 6 часов.

Выход процесса: оценивание полученных значений компетенции и сравнение их со стандартным «уровнем», разработанным кафедрой.

Профессиональная компетенция ПК-2 «использовать основные законы естественно-научных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования».

Вход процесса: выбор наиболее учебного инструментария для выполнения математического моделирования и теоретического исследования работы оборудования.

Методика обучения:

- составление и решение дифференциальных уравнений 2-ого рода для исследования многочисленных режимов работы оборудования (механической системы с одной степенью свободы);

- применение методов математического анализа для оптимизации режимов работы механической системы.

Выход процесса: оценивание полученных значений компетенции и сравнение их со стандартным «уровнем», разработанным кафедрой.

Профессиональная компетенция ПК-4 «владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, работать с компьютером как средством управления информацией».

Вход процесса: рационально использовать известные в литературе пакеты компьютерных программ для выполнения и анализа результатов вычислительных экспериментов.

Методика обучения:

- получить навыки работы с пакетами компьютерных программ;

- решение дифференциальных уравнений в форме Лагранжа с использованием пакета MatchCad 14 методом Рунге-Кутта. Получение матрицы значений и графиков изменения кинематических параметров для различных конструктивных схем и режимов работы механической системы.

Компетенция профессиональная ПК-6 «применять процессный подход в практической деятельности, сочетать теорию и практику».

Методика исследования:

- решение вопросов модернизации конструкции и выбора оптимальных режимов её эксплуатации выполняются с использованием основных законов и формул механики;

- составление и утверждение программ, реализирующих практическое влияние каждого критерия оптимизации на условия работы механической системы (снижение нагрузок на звенья).

Выход процесса: оценивание полученных значений компетенции и сравнение их со стандартным «уровнем», разработанным кафедрой.

Работы по созданию фондов оценочных средств (задание, тесты, методы контроля, а также информации о стандартном «уровне» компетенций) выполняются кафедрой».

Программа на разработку и выполнение системы объективных диагностичных образовательных процедур указана на рис. 1.

Выводы: 1. разработана методология формирования и оценивания уровня знаний, умений и приобретенных общекультурных, профессиональных компетенций выпускников бакалавриата по направлению технических специальностей.

2. Основу методологии составляют следующие принципы:

- максимальное приближение объекта учебного и научного исследования к будущей профессиональной деятельности;

- комплексное использование методов математического моделирования и выполнения вычислительных экспериментов с помощью известных математических пакетов;

- организация и проведение интерактивных форм учебного процесса с выделением и поддержкой процессов самоанализа и самодиагностики.

Список литературы

1. Пахлян В.А., Гриненко Н.Ю. Многоуровневый анализ динамики механической системы с одной степенью свободы. - М.: «Международный журнал экспериментального образования». - № 4. 2010 - «Академия Естествознания».

2. Гриненко Н.Ю., Тряпицын Ю.Д. Реализация некоторых принципов компетентностного подхода в системе подготовки бакалавров технического направления. - М.: журнал «Современные наукоемкие технологии». - № 1. 2011 - «Академия Естествознания».

3. Цывильский В.Л. Курс теоретической механики. Учебник. М.: Высш. шк., 2001.

4. Ивановский и др. Скважинные насосные установки для добычи нефти. - М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ», РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина - 2002. - 824 с.

Код для цитирования: Скопировать