Компоненты информационной компетенции будущего инженера, формируемые при изучении фундаментальных дисциплин

Савченко Елизавета Викторовна кандидат педагогических наук доцент, кафедра Физика, Севастопольский государственный университет 299053, Россия, г. Г. Севастополь, ул. Университетская, 33 Savchenko Elizaveta Viktorovna PhD in Pedagogy Docent, the department of Physics, Sevastopol State University 299053, Russia, g. G. Sevastopol', ul. Universitetskaya, 33 globinaliza@mail.ru Другие публикации этого автора

Профессиональная компетентность специалиста на сегодняшний день является необходимым качеством выпускника, получившего высшее образование и способного на его основе осуществлять профессиональную деятельность, непрерывно повышать свой профессиональный уровень. Профессиональная компетентность представляет собой совокупность профессиональных знаний, профессиональных умений и навыков, соответствие должностным обязанностям, обладание профессионально важными качествами, а также определенным профессиональным опытом ^{[4, 5]}. Профессиональная компетентность инженера основана на взаимосвязи теоретических знаний, профессиональных знаний, умений, навыков – профессиональных компетенций; профессионально важных личностных качеств, опыте профессиональной деятельности.

Задача подготовки будущего инженера является сложной и многогранной, успешное решение которой зависит от многих факторов. Процесс поиска путей повышения уровня профессиональной компетентности будущего инженера направлен на использование инновационных методов, разработку и внедрение новых технологи обучения. Изучение фундаментальных дисциплин при этом приобретает первостепенное значение, поскольку в нем излагаются наиболее общие закономерности развития материального мира. Именно здесь формируется научное мировоззрение будущих выпускников университетов. Формирование профессиональной компетентности инженеров необходимо осуществлять поэтапно, начиная с изучения дисциплин естественнонаучного цикла, осуществляя тесную связь с дисциплинами специальной подготовки.

На основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования были выделены общепрофессиональные и профессиональные компетенции, общие для инженерных специальностей, которыми должны обладать выпускники высших учебных заведений. Полученные компетенции были разбиты на три смысловых блока: компетенции, характеризующиеся способностями к обработке и анализу информации; компетенции, характеризующиеся способностями принимать обоснованное решение, находить решение задачи; компетенции, включающие способности к графической, математической и информационной обработке процесса решения задачи. Из полученных блоков выделены структурно-смысловые элементы – базовые общепрофессиональные компетенции – компетенции, одинаковые для всех инженерных специальностей, формируемые при изучении дисциплин естественнонаучного цикла, в частности, при изучении курса общей физики.

Целью данной статьи является определение информационной компетенции инженера и ее компонентов, как базовой общепрофессиональной компетенции.

Компетенции, которые являются инвариантными для любой специальности, и формируются независимо от изучаемой дисциплины, называются ключевыми. Исследователь И.А. Зимняя также выделяет три группы ключевых компетенций: личностные, коммуникативные, деятельностные ^[3]. По мнению автора Е.А. Самойловой, ключевые компетенции являются неизменяемой частью профессиональной компетентности специалиста и обеспечивают успешность профессиональной деятельности в целом ^[15].

Большое число работ посвящено формированию информационной компетентности специалистов. Например, в работе Г.А. Баклановой рассматривается формирование информационной компетентности учителей начальных классов. Автор представляет информационную компетентность как сложное личностное качество, характеризующееся мотивацией к применению информационных технологий в процессе обучения, владением определенных умений и навыков, связанных с работой с персональным компьютером, желание и умение анализировать собственную деятельность с целью саморазвития ^[1]. Автор О.В. Краснова рассматривает информационно-технологическую компетентность как ключевую, которая определяется умением находить и использовать нужную информацию, обладающую инвариантной и вариативной составляющими ^[5]. Формирование профессиональной компетентности будущих инженеров-программистов проанализировано в работе Е.Р. Дубенецкой, которая отмечает, что на данном этапе необходимо пересмотреть и усовершенствовать средства обучения в высшей школе, используя информационно-коммуникационные технологии ^[2].

Ученые Н.В. Лебедкова, Л.В. Махаева, Е.А. Роганина, П.В. Сысоев связывают информационную компетентность с опытом работы с информационными технологиями, желанием самосовершенствования в данной области, критическим отношением к полученной информации, владением иностранными языками для возможности получения и обработки информации зарубежных источников ^{[7, 8, 12, 17]}.

Обязательным для инженеров любой специальности является владение графическими навыками, которые в работах разных ученых идентифицируются как графическая или информационная компетенции. Так ученый О.А. Семенова отмечает, что графические знания и умения не должны быть статичными, должны постоянно совершенствоваться ^[16]. Авторы В.А. Лалетин, О.К. Полуэктова, Т.И. Русских, И.Д. Столбова выделяют следующие составляющие графической компетентности: умения строить графические изображения, в т. ч. и с помощью компьютера, способность создавать геометрические модели, умение интегративно применять знания по черчению и информатике ^{[6, 10, 14]}.

Таким образом, в рамках исследования в составе базовых общепрофессиональных компетенций уточним определение информационной компетенции. Информационная компетенция - владение математическими знаниями и навыками, способность выполнять численный анализ полученных расчетов с применением информационных технологий, выполнять рисунки, геометрические чертежи к учебным задачам, в том числе при помощи персонального компьютера, читать чертежи, применять информационные технологии при решении задач.

Информационная компетенция начинает формироваться еще при обучении учащегося в школе, но, как показывает практика, студенты младших курсов вуза часто испытывают трудности даже при выполнении элементарных математических операций, поэтому именно преподавателям дисциплин естественнонаучного цикла следует уделить особое внимание формированию информационной компетенции. При изучении фундаментальных дисциплин преподаватели все чаще используют электронные конспекты лекций, виртуальные лабораторные работы, специально созданные пакеты для проведения практических занятий. Поэтому уже на начальных курсах у студентов формируется понятие информации, программного обеспечения и технологии программирования. Студенты знакомятся с процессом сбора, хранения и передачи информации, с основами программирования, использования алгоритмов, моделированием учебных и производственных ситуаций и их виртуальным решением. На современном производстве выполнение чертежей инженерами осуществляется на компьютере в специально разработаной среде, однако понять, усвоить и научиться применять правила и законы построения графических изображений можно только предварительно освоив черчение карандашом. Незаменимым помощником здесь выступает курс общей физики. Будущему инженеру невозможно точно выполнять чертежи и при этом делать неаккуратные, неграмотные рисунки к физическим задачам или строить некачественные графики и диаграммы при оформлении лабораторных работ.

Структура информационной компетенции инженера (таблица 1) является сложной и многогранной. При описании различных видов компетентностей выделим следующие компоненты:

· мотивационно-личностный – заключается в направленности студентов на профессиональную деятельность и непрерывное самообучение, сформированность профессионально важных качеств и личностных ценностей, основанных на гуманизме, ответственности, толерантности;

· знаниевый – сформированность системы фундаментальных знаний, необходимых для дальнейшего обучения по специальности и профессиональной деятельности;

· деятельностный – сформированность умений и навыков, необходимых для решения учебных и производственных задач;

· рефлексивный – способность к самоанализу, самосовершенствованию, самокритике.

Таблица 1.

Структура информационной компетенции инженера

Мотивационно-личностный компонент определяет не только отношение студентов к обучению и трудовой деятельности, но и выбор самой специальности. Ученые выделяют четыре группы мотивов, влияющих на выбор профессиональной деятельности и поддержание интереса к ней на протяжении обучения ^{[9, 13, 18-20]}. Положительное отношение к профессии начинается из-за возникновения частных мотивов, которые связаны каким-либо внешним проявлением, атрибутами трудовой деятельности. Здесь преподавателю важно определить основное содержание трудовой деятельности и сделать акцент на мотивах, выражающих данную потребность. Более устойчивы мотивы, связанные с особенностями профессии в сознании общества, значимостью профессии. К третьей группе относятся мотивы, связанные с удовлетворением потребностей личности, сформированных ранее, с помощью выбранной профессии. Четвертую группу составляют мотивы, определяющие самосознание личности в условиях трудовой деятельности. Данные группы мотивов по-разному влияют на формирование устойчивого интереса и положительного отношения к профессии.

Мотивы находятся в тесной взаимосвязи с задачами деятельности. С одной стороны, задачи определяют мотивацию через отношение к условиям, обстоятельствам, деятельностью, связанной с ее решением, с другой стороны, в результате уже существующих мотивов может быть поставлена новая или трансформирована имеющаяся задача. Учебная деятельность будущих инженеров невозможна без наличия устойчивых внутренних мотивов. Для поддержания положительного отношения к выбранной профессии, а, следовательно, и к процессу обучения необходимо наполнить учебную деятельность элементами трудовой: возможностью формировать профессиональные умения, работать в моделированном трудовом коллективе, решать профессионально-учебные задачи. Такой подход сделает изучаемый предмет профессионально значимым, а, следовательно, по мнению А.А. Реана, будет способствовать повышению успеваемости по данному учебному предмету ^[11]. Для осуществления инженерной деятельности мотивы являются побудителями поведения, а владение компетенциями обеспечивает успешную инженерную деятельность.

Таким образом, можно сделать вывод, что, например, при частом внешнем повторении о необходимости самоанализа во время педагогического процесса при мотивации на успешное решение задачи, обучении процессу анализа собственных действий студент, убедившись в правильности данных установок, начнет самостоятельно без напоминания проводить работу над ошибками, искать более рациональные пути решения, таким образом, мотивация перейдет на более высокий уровень, станет внутренней, и будет одновременно сформирована рефлексивная компетенция.

Знаниевый компонент информационной компетенции будущего инженера включает в себя теоретические знания по курсу общей физики, высшей математике и психологии работы в коллективе, необходимые для решения инженерных задач. Чтобы решить учебную (а позже профессиональную) задачу, необходимо определить, к какому классу она относится, поскольку, в основном, для каждой группы инженерных задач существуют разработанные заранее указания к решению. Вид задачи определяет способы, которыми она может быть решена. Инженеру предстоит выбрать наиболее оптимальный, на его взгляд, ход решения и осуществить его. Поэтому для успешной трудовой деятельности необходимыми являются знания о видах задач и, соответственно, о методах решения каждого класса учебных, а затем и профессиональных заданий. Во время трудовой деятельности инженерам предстоит решать технические задачи двух видов: решение которых аналогично ранее решенным задачам, что требует умения строго следовать разработанным указаниям; а также задачи творческого характера, для которых предстоит самостоятельно разработать и обосновать последовательность действий при решении. Поэтому важными в инженерной деятельности являются теоретические представления о законах алгоритмизации и правилах действий по алгоритму. Неотъемлемой частью теоретической подготовки инженера любой специальности являются основы компьютерной грамотности, а также знания основных прикладных программ, используемых для построения чертежей и проведения математических расчетов. Однако одних только теоретических знаний для успешной трудовой деятельности не достаточно.

Деятельностный компонент показывает, какими умениями необходимо овладеть инженеру при изучении фундаментальных дисциплин. В трудовой деятельности будущим инженерам необходимо будет самостоятельно находить нужную информацию, анализировать ее, переносить полученные знания с одного объекта на другой, обобщать различные факты и формулировать обоснованные выводы по решению текущей профессиональной задачи. Кроме того полезным будет опыт, приобретенный во время решения учебных задач, действовать строго в соответствии с указаниями, самостоятельно обобщать указания, составленные для задач различных классов, и на основе полученной информации создавать собственные алгоритмы решения зада повышенной сложности. Обязательным для инженера являются умения составлять и решать систему уравнений, вычислять устно и с помощью инженерного калькулятора, способность самостоятельно находить информацию по правилам обработки данных, умение производить расчеты и строить графики (рисунки) с использованием ПК, а также умение читать чертежи. Сформированность деятельностного компонента информационной компетенции на высоком уровне во время практического применения полученных знаний позволит студентам наиболее эффективно овладеть специальными компетенциями на старших курсах обучения, а также стать в будущем профессионально мобильными и конкурентоспособными специалистами.

Рефлексивный компонент информационной компетенции присутствует на каждом этапе деятельности инженера. Во-первых, инженеру предстоит постоянно самосовершенствоваться в профессиональном плане и непрерывно обучаться во время трудовой деятельности, поэтому необходимыми являются способности оценить собственные знания по теоретическому материалу, описывающему задачную (учебную и инженерную) ситуацию, а также выделить структурные элементы системы, теоретические знания по которым не достаточны. Во-вторых, в результате решения инженерной задачи, нередко ставится вопрос об оценке процесса нахождения ответа с целью оптимизации трудовой деятельности, необходимыми также являются умения выбора оптимального пути решения, его обоснования. В-третьих, для успешного осуществления трудовой деятельности, полученный ответ или результат решения профессиональной задачи должен пройти оценку, поэтому будущему инженеру необходимы умения дать оценку решению задачи в общем виде, численному результату полученного ответа, способность сопоставить выполненный чертеж с условием и решением производственной или учебной задачи с целью проверки. Следовательно, анализ собственной деятельности, оценка полученных результатов, критическое отношение к собственной деятельности необходимы и во время оценки производственной (и учебной) ситуации, и для мотивации к решению инженерной задачи, а также во время самостоятельного обучения и практической деятельности. Поэтому, формированию рефлексивной составляющей информационной компетенции нами уделяется внимание на каждом этапе занятий по курсу общей физики.

Таким образом, в результате анализа этапов инженерной деятельности, нами описана информационная компетенция, владение которой необходимо инженерам любой специализации согласно современным требованиям. Представленные нами структура и содержание информационной компетенции будущего инженера являются основой для реализации компетентностного, профессионально направленного, подхода к процессу изучения курса общей физики.

Определим критерии и показатели уровня сформированности информационной компетенции будущих инженеров в соответствии с выделенными компонентами (таблица 2).

Таблица 2.

Критерии и показатели уровня сформированности информационной компетенции будущих инженеров

Для характеристики уровня сформированности информационной компетенции при изучении фундаментальных дисциплин наиболее рационально, на наш взгляд, использовать следующие ступени: низкий, достаточный, средний и высокий которые будут соответствовать оценкам «не удовлетворительно» (низкий), «удовлетворительно» (достаточный), «хорошо» (средний), «отлично» (высокий), полученным на экзамене или за контрольную работу.

Сформированность информационной компетенции определяется умением студентов решать уравнения в общем виде и численно, выполнять геометрические построения, а также осуществлять проверку полученного ответа, с использованием ПК. На основании этого были сформулированы критерии сформированности данной компетенции (таблица 3).

Таблица 3.

Характеристика уровней информационной компетенции

В рамках нашего исследования большой интерес представляет формирование информационной компетенции будущего инженера при изучении фундаментальных дисциплин. Из дисциплин естественнонаучного цикла, изучаемых будущими инженерами, для дальнейших исследований выберем курс общей физики, как дисциплину, обладающую наибольшим спектром возможностей для формирования всех общепрофессиональных компетенций

Обобщая вышесказанное, этапы формирования информационной компетенции следует разделить на три блока: предварительный - обобщение теоретических положений с точки зрения компетентностного подхода; основной - формирование интереса и умения студентов самостоятельно находить материал; заключительный - формирование способности оценить собственные знания и умения.