Учет развития технических наук в преподавании инженерных дисциплин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Учет развития технических наук в преподавании инженерных дисциплин

Бранспиз Ю.А.,

Бранспиз Е.В.

Аннотации

Учет развития технических наук в преподавании инженерных дисциплин

Показано, что развитие технических наук является важным фактором, который необходимо учитывать в инженерно-педагогическом образовании.

Бранспіз Ю.А, Бранспіз Е.В.

Врахування розвитку технічних наук у викладанні інженерних дисциплін

Показано, що розвиток технічних наук є важливим чинником, який необхідно враховувати в інженерно-педагогічній освіті.

Y. Branspyz, E. Branspyz

Taking into Account Engineering Sciences Development While Teaching Engineering Disciplines

It is shown that engineering sciences development is an important factor which must be taken.

Постановка проблемы. Инженерная составляющая знаний инженера-педагога является одной из основных составляющих его профессиональных знаний. От качества этих знаний зависит и качество профессиональной деятельности инженера-педагога. В этой связи профессиональное становление инженера-педагога существенно определяется качеством его инженерно-технического образования, исследование которого является одним из основных направлений по проблеме инженерно-педагогического образования [1]. Проблема качества инженерного образования имеет место также и при подготовке просто инженерных кадров на базе технических университетов и технических кафедр классических университетов, поскольку без обеспечения определенного современного уровня качества инженерного образования нельзя быть включенным в европейское образовательное пространство [2, 3]. В работе рассматривается общая для обоих случаев проблема качественной передачи и освоения в процессе обучения в высшей школе инженерно-технических знаний.

Современное состояние проблемы. Следует отметить, что решению проблемы качественного инженерно-технического образования в настоящее время уделяется достаточно большое внимание.

В частности, одним из решений этой проблемы многим исследователям видится практическое применение в высшей школе Украины кредитно-модульной системы. Так, Кравцов М.К., и Акимов В.Т. рассматривают системный подход, основанный на неразрывной связи гуманитарной и технической составляющих образования, в результате чего делается, по сути, вывод о необходимости модульного обучения при значительном увеличении объема самостоятельной работы студента [4]. Сикорский Л. отмечает, что качество образования определяется возможностью последовательного непрерывного обучения, которую предоставляет кредитно-модульная система (технология) обучения, если уделить соответствующее внимание самостоятельной работе обучающегося [5] . Голубенко О.Л. на основе анализа тенденций развития высшей школы разных стран, делается вывод об объективности процесса ступенчатого обучения и перехода к обучению, с преобладанием самостоятельной работы [6].

Решение указанной проблемы некоторые исследователи видят также на пути выработки целевых приоритетов деятельности [7, 8].

Существенное внимание при разработке проблемы качественного инженерно-технического образования уделяется также конкретным педагогическим технологиям и методикам обучения, которые достаточно представлены на страницах отечественных журналов ("Вища школа", "Проблеми інженерно-педагогічної освіти" и др.).

Следует отметить, что состояние проблемы качественного инженерно-технического образования за рубежом аналогично тому, что мы имеем и на Украине [3]. инженерный педагогический образование

Анализ последних исследований и публикаций. Исходя из изложенного о состоянии проблемы качественного инженерно-технического образования, можно сделать следующие выводы:

- разработка этой проблемы является актуальной, поскольку ее решение дает стране высококвалифицированные кадры, соответствующие современным условиям промышленного развития;

- при разработке этой проблемы не рассматривается влияние развития технического знания, имеющего место в технических науках и инженерной практике, на решение проблемы.

В связи с этим отметим, что учет в инженерно-технической подготовке именно такого влияния придал бы современное содержание инженерно-педагогическому и инженерному образованию в полном соответствии с требованиями модернизации образования (интересна в этом отношении публикация Десятова Т.М., посвященная анализу современного содержания профессионально-технического образования) [9]. Именно такой учет, как это показано ниже, может быть одним из факторов повышения качества инженерно-педагогического и инженерного образования. Причем такой учет в полной мере соответствует имеющейся в настоящее время тенденции рассмотрения практически во всех специальностях технических наук эволюции соответствующих технических устройств (например, укажем на монографию Шинкаренко В. "Основи теорії еволюції електромеханічних систем" [10] и на паспорт специальности 05.09.01 - электрические машины и аппараты [11]).

Постановка задачи. Как в инженерно-педагогическом, так и в инженерном образовании обучение техническим дисциплинам строится на базе соответствующих технических наук, которые дают методы решения определенных инженерных задач. Поскольку идет развитие технических наук, то, следовательно, имеет место и развитие методов решения инженерных задач. Такое развитие представляет собой определенную проблему, связанную с изменением образовательных тенденций в развитии высшей школы, поскольку необходимо требует включения в преподавание современные достижения технических наук и инженерии [2]. При этом учет развития технических наук является важной компонентой инженерно-технического образования. Целью данной работы как раз и является:

- обосновать объективную необходимость учета развития технических наук в инженерной подготовке, позволяющего обеспечить требуемый качественный уровень этой подготовки;

- указать на основные трудности (проблемы) в преподавании инженерно-технических дисциплин, связанные с развитием технических наук.

Изложение основного материала. О передаче инженерного знания с учетом его развития. Исходим из того, что процесс обучения инженерным дисциплинам включает в себя, как основную компоненту, передачу некоторого знания. При этом имеются два похода к обеспечению определенного качества такой передачи:

- преобразование технического (инженерного) знания, представленного в учебной литературе, в личностное знание на основе формирования убежденности в полученных знаниях (см., например, [12]);

- использование опыта способов передачи знания, применявшихся в прошлом (впрочем, также направленных на воспитание определенной убежденности).

В обоих случаях основные трудности связаны с тем, что знания технических наук представляют, прежде всего, комплексную информацию, которая не является чем-то стабильным, претерпевая развитие. Впрочем, знания технических наук есть преимущественно знание теоретическое, оформленное в виде математических моделей определенных процессов. Как и любое научное знание, оно содержит в себе некую константную информацию. Поэтому выявление этой константной информации и передача ее и может быть тем, что позволит избежать указанных трудностей.

В этой связи укажем на то, что физические процессы, реализуемые в различных технических устройствах, могут быть описаны на основе исходных однотипных уравнений, которые, собственно и служат для создания математических моделей этих процессов. Соответствующие базовые уравнения (например, для электротехнических устройств - это уравнения электромагнитного поля, а для механизмов - это уравнения механики) и предлагается рассматривать в качестве той константной информации, которая имеется в знаниях технических наук, а, потому, и подлежит передаче в процессе обучения.

Конечно, это требует такой организации соответствующих дисциплин, которая будет ориентирована на понимание физической сущности базовых уравнений - математических моделей для описания различных физических явлений. А такое понимание необходимо для качественного использования определенных расчетных выражений с учетом ограничений и допущений, принимаемых для возможности практического решения базовых уравнений. Характерным при этом является то, что именно модифицированные базовые уравнения (с учетом ограничений и допущений) в уравнения математической модели заменяют собой те в процессе обучения те технические устройства, для которых эти модели разрабатываются. То есть, в процессе преподавания инженерных дисциплин передаче и усвоению подлежит математическая модель технических устройств, которая на определенном этапе развития техники остается одной и той же.

При этом, как показывает развитие физики, хотя базовые уравнения и не изменяются, но изменяется их интерпретация, что также создает определенные трудности, связанные со сложностями понимания современных интерпретаций физических явлений, основанных на рассмотрении этих явлений микроскопическом уровне. Фактором, который увеличивает эти сложности, является ограниченная возможность в реальном преподавании опираться непосредственно на экспериментальную основу соответствующих знаний. Ведь эта экспериментальная основа представляет собой практически весь комплекс экспериментального уровня познания в данной области знания, включающий в себя как опыты демонстрационного уровня, так и опыты (эксперименты), базирующиеся на использовании достаточно сложного оборудования.

Как следствие указанных трудностей большое значение при передаче и освоении инженерных знаний имеет рациональное обоснование этих знаний, которое превращает процесс образования в процесс убеждения. Именно рациональное обоснование инженерного знания на этапе его передачи дает освоение его на уровне убежденности.

Впрочем, поскольку рациональное обоснование строится на определенных исходных гипотезах (гипотетико-дедуктивный метод), которые сами не могут быть рационально обоснованы, то восприятие исходных гипотез может быть основано лишь на научной вере (авторитет науки, не основанная на знании убежденность в чем-то), давая в знаниях компонент не основанной на знании убежденности. Такая убежденность, обусловленная ограниченностью индивидуального и коллективного опыта, компенсируя недостаток средств рационального обоснования самой гипотезы, может стать причиной "консервации" знаний в устоявшихся курсах дисциплин, что может сказаться негативно на процессе передачи знания: передача ограниченного объема знаний, лишь подтвержденного авторитетом науки (по сути - авторитетом данной научной школы); игнорирование знаний других научных школ (использующих другие исходные гипотезы, или использующих эти гипотезы иначе).

Исходя из изложенного, можно утверждать, что передача знаний при преподавании инженерных дисциплин должна строиться на основе:

- максимального использования общезначимой составляющей этих знаний (исходные уравнения различных физических процессов, реализуемых в конкретных технических устройствах);

- понимания сущности различных физических процессов, реализуемых в конкретных технических устройствах, с учетом достижений современной физики;

- относительной достоверности (релятивизма) знания технических наук, как приближенного знания (с учетом ограничений и допущений).

В связи с последним утверждением отметим, что релятивизм знаний технических наук позволяет утверждать возможность дальнейшего развития этого знания. Введение такой возможности в процесс образования, как представляется, повысит и качество инженерного образования. Причем для этого можно воспользоваться известной формой организации обучения в виде научно-исследовательской работы студентов, в которой наставничество сочетается с самостоятельным поиском нового знания.

Развитие технических наук как фактор подготовки специалистов. При изложении знаний инженерных дисциплин следует учитывать, что эти знания соответствуют определенному этапу не просто развития определенной технической науки, а определенному этапу в решении той или иной проблемы данной науки. Как следствие, это обуславливает необходимость решения в процессе обучения инженерным дисциплинам следующих задач:

- ознакомления будущих специалистов с проблемами данной технической науки в их взаимосвязи;

- умения использовать "проблематичность" результатов технических наук (выше она обозначена как релятивизм знаний технических наук) в своей непосредственной практике (педагогической или инженерной).

При решении указанных задач следует учитывать, что в любом научном результате есть определенная преемственность с предыдущим (хотя бы по целевой установке на истину), поскольку даже в отрицании неизбежно присутствует отрицаемое или его элементы. При решении указанных задач следует учитывать также, что любое исследование и его результаты являются элементами определенной структуры (например, по постановке задачи и целям).

Как следствие, надо учитывать, что используемые методы решения проблем не являются произвольными, а получаемые результаты (новое знание) являются в определенной мере ожидаемыми. Это следует из того, что и методы, и результаты науки определяются достигнутым общим уровнем знаний в ней и смежных областях. В самом деле, ведь общая схема получения любого нового знания может быть представлена как последовательный переход от гипотезы (результат рационального осмысления каких-либо опытных фактов) к верификации или фальсификации ее в эксперименте, с последующим изменением (уточнением) гипотезы или выдвижением новой объясняющей гипотезы.

Отметим, что эта схема соответствует сложившимся в практической науке представлениям о роли гипотезы и теоретического уровня познания, согласно которым гипотеза позволяет не только объяснить опытные факты, но и выбирать из всего множества таких фактов самые характерные [13]. Эта схема соответствует также сложившимся представлениям о поэтапном движении науки на основе постепенного уточнения знания об изучаемых явлениях в виде определенных моделей, когда на каждом этапе развития науки имеет место разработанная структура данных, проблем и теорий, а само развитие науки есть непрерывный процесс ее эволюции [14].

Заметим также, что таким представлениям не противоречит и известная теория о смене научных парадигм в развитии науки [15]. Ведь в пределах одной парадигмы наука движется от неразвитого своего состояния (совокупность конкурирующих школ) через слияние конкурирующих школ (или их исчезновение) к развитой науке. Да и сама смена парадигм происходит при критическом осмыслении результатов нормальной науки (терминология из [15]), которая предполагает реализацию указанной схемы получения любого нового знания.

Из изложенного следует, что при подготовке инженерно-педагогических и инженерных кадров необходимо учитывать имеющийся сейчас уровень развития в решении проблем соответствующих технических наук. Это, в свою очередь, означает, что при решении дидактических задач необходимо:

- обязательно строить обучение на проблемах, решаемых той или иной технической наукой в настоящее время;

- учитывая стадию развития той или иной технической наукой, достигнутой ею в настоящее время; осуществлять выбор метода и способа ее рассмотрения и преподавания.

При этом возможны два случая:

- стадия разработки гипотезы уже осуществлена и техническая наука, на основе использования этой гипотезы, осуществляет теоретические исследования, связанные с установлением следствий из гипотезы, которые могут быть реализованы на практике в конкретных технических устройствах;

- требуется еще выработать общепринятую гипотезу о процессах, определяющих работу технического устройства, на основе соответствующих экспериментальных исследований.

Очевидно, что в каждом из этих случаев подход к задаче обучения инженерным дисциплинам должен быть различным.

Вывод

В процессе преподавания инженерных дисциплин необходимо учитывать развитие соответствующих технических наук на основе выявления проблем этих наук, решаемых в настоящее время, и установления этапа развития, достигнутого ими.

Перспективы дальнейших исследований. Изложенный в статье материал может служить основой для разработки и конкретизации содержания курсов инженерных дисциплин в высшей школе.

Литература

1. Коваленко О.Е., Лобунець В.І. Основні напрямки науково-дослідних робіт з проблем інженерно педагогічної освіти // Проблеми інженерно-педагогічної освіти. - 2005.- №9.- С. 23-27.

2. Голубенко О.Л. Етапи інтеграції Далівського університету в європейський освітній простір // Вища школа. - 2005.- №5.- С.10-20.

3. Корсак К., Козлакова Г. Стан і тенденції розвитку інженерно-технологічної освіти у європейських країнах // Вища школа. - 2005.- № 5.- С. 79-88.

4. Кравцов М.К., Акимов В.Т. Некоторые проблемы подготовки инженерных и педагогических кадров // Проблеми інженерно-педагогічної освіти. - 2005.- №10.- С. 97-103.

5. Сікорський П. Наступність модульно-рейтингової і кредитно-модульної технологій навчання // Вища школа. - 2005.- №5.- С. 59-70.

6. Голубенко О.Л. Змінення освітніх тенденцій у розвитку вищої школи // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції "Освіта та становище регіонів у перехідний період". - Луганськ: СУДУ.- 1996.- С. 11-15.

7. Проказа А.Т., Ильченко В.И., Миквабия З.И. Целевые приоритеты как фактор повышения качества образования // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції "Освіта та становище регіонів у перехідний період". - Луганськ: СУДУ.- 1996.- С. 57-59.

8. Бранспиз Ю.А. Нравственная работа по самопознанию как основа качественной профессиональной подготовки и деятельности инженера // Вісник СНУ ім. В.Даля. - 2005.- № 11(93).- С. 197-203

9. Десятов Т.М. Сучасний зміст освіти - головна мета професійно-технічної освіти // Проблеми інженерно-педагогічної освіти. - 2005.- №10.- С. 91-96.

10. Шинкаренко В. Основи теорії еволюції електромеханічних систем - К.: Наукова думка, 2002.- 288 с.

11. Бюлетень ВАК України. - 2002.- №4.- С.8-9.

12. Героименко В.И. Личностное знание и научное творчество.- Минск: Наука и техника, 1989.- 208 с.

13. Роджерс Э. Физика для любознательных: В 3-х т. Т. 3.- М.- Мир, 1971.- 664 с.

14. Поппер К. Предположения и опровержения: Рост научного знания.- М.: ООО "Издательство АСТ", 2004.- 638 с.

15. Кун Т. Структура научных революций.- М.: ООО "Издательство АСТ", 2003.- 606 с.

Размещено на Allbest.ru