Концепция оптимизации обучения профессиональным дисциплинам студентов инженерно-технических вузов

· создана модель формирования современного инженера с учетом специфических особенностей компетентностного подхода, а также необходимого синтеза теоретической и практической частей обучения, что обеспечивает преподавателям профессиональных дисциплин возможность готовить выпускников, способных принимать эффективные инженерные решения;

· представлены рекомендации по разработке вариантов образовательного процесса с учетом технологизации инженерных производств и инженерного образования, что применимо в деятельности работников образовательно-методических отделов, преподавателей профессиональных дисциплин высших учебных заведений, профессиональных консультантов и экспертов по вопросам обучения, связанных с предприятиями-работодателями; примеры создания управляющих маршрутных карт дают возможность руководителям производственных подразделений оценить или скорректировать подготовку молодых специалистов с целевым направлением с помощью реверсных задач.

Апробация результатов исследования осуществлялась посредством:

· участия в международных и научно-практических конференциях и форумах в Риме (Италия), 2009; Тенерифе (Испания), 2009; Бечичи (Черногория), 2009; Шарм-эль-Шейхе (Египет), 2009; Лондоне (Великобритания), 2010; Дубае (ОАЭ), 2009, 2010; Гване-Варадеро (Куба), 2010; во всероссийских и межрегиональных конференциях (Волгоград, 2009; Иркутск, 2008; Магнитогорск, 2008, 2009; Москва, 2010; Новосибирск, 2007, 2008, 2009; Омск, 2008, 2010; Пенза, 2008, 2009, 2010; Сочи, 2010; Тюмень, 2009);

· выступлений на научно-методических семинарах по проблемам обучения профессиональным дисциплинам в условиях инженерно-технических вузов (кафедры графики и профессиональной педагогики ГОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения»);

· участия в совещаниях различного уровня по проблемам подготовки квалифицированных инженерных кадров в 2007-2010 гг. (Омск, 2007; Новосибирск, 2008; Красноярск, 2008; Иркутск, 2009; Омск, 2010);

· публикации статей, тезисов, монографий, аналитических обзоров, учебников, методических и электронных изданий (по теме диссертации опубликовано 97 научных и методических работ, из них 16 научных статей в изданиях, входящих в реестр ВАК Минобрнауки РФ, 4 монографии, 2 учебника для студентов инженерных вузов с грифом УМО РАЕ, 10 электронных изданий);

· использования разработанных материалов в процессе подготовки инженерных кадров различных уровней для ОАО «Российские железные дороги» на базе Омского и Сибирского государственных университетов путей сообщения.

Внедрение результатов исследования в практику профессионального образования инженеров осуществлялось при:

· разработке авторской системы диагностики компетентности инженерных кадров (получены национальный сертификат качества, свидетельство о регистрации электронного пособия);

· разработке и реализации диагностической системы для специальности 190301.65 «Локомотивы» на базе Федерального агентства железнодорожного транспорта Сибирского территориального управления (получены национальный сертификат качества, свидетельство о регистрации системы во ВНИИ «Информрегистр»);

· применении системы оптимизации обучения в условиях преподавания дисциплин «Начертательная геометрия» и «Инженерная графика» с использованием учебников «Конспект лекций по начертательной геометрии», «Инженерная графика», а также авторских электронных пособий по данным дисциплинам;

· реализации системы оптимальных форм и методов обучения при подготовке инженерных кадров специальностей 190302.65 «Вагоны» и 151001.65 «Технология транспортного машиностроения» Омского государственного университета путей сообщения, а также 200501.65 «Стандартизация и сертификация».

Личный вклад соискателя состоит во включенном участии во всех этапах процесса, непосредственном участии в получении исходных данных и научных экспериментах, личном участии в апробации результатов исследования, обработке и интерпретации экспериментальных данных, в подготовке основных публикаций по выполненной работе и т.п.

1. Методология исследования оптимизации профессионального обучения в системе многоуровневого образования

образовательный профессиональный компетентный

Первый параграф «Оптимизация как категория дидактики высшей школы» посвящен исследованию сущностных характеристик оптимизации, выявлению ее функций в условиях современных инженерно-технических вузов.

Анализ педагогической литературы по вопросам оптимизации образовательных процессов (Ю.К. Бабанский, И.Т. Огородников, И.И. Дьяченко, Т.А. Ильина) показал, что оптимизацию обучения определяют чаще всего как вид деятельности, направленный на выбор и выявление различных методов/вариантов обучения, определение степени его соответствия целям и организации учебного процесса. В соответствии с психологической структурой деятельности оптимизация должна включать такие компоненты, как цель, средство, процесс и результат протекания.

Целевую направленность оптимизации в контексте диссертационного исследования определяла ее целесообразность. Выявление данной сущностной характеристики обусловлено тем, что оптимизация направлена на необходимую модернизацию и достижение требуемого повышения эффективности соответствующего вида деятельности. Необходимость, востребованность и направление оптимизации определяются ценностно-целевыми установками, которые задаются требованиями общества, а в профессиональной сфере - индивидуальными требованиями предприятий-работодателей, в соответствии с которыми осуществляется управление данной деятельностью. В случае оптимизации обучения управляющие субъекты должны учитывать социальный заказ. Однако способы, формы и методы обучения должны выбирать самостоятельно, с учетом индивидуальных особенностей обучающихся, материально-технических возможностей вузов и предприятий и пр. Поэтому следующей сущностной характеристикой оптимизации образовательного процесса была выбрана альтернативность, т.е. выбор наиболее приемлемого варианта (системы, деятельности и пр.), поскольку оптимизировать процесс обучения без отбора наиболее приемлемых форм, средств и методов обучения невозможно. Определяя оптимизацию как деятельность, различные ученые подчеркивали ее динамический, процессуальный аспект. Соответственно, процессуальность является одной из ведущих характеристик оптимизации обучения. В ходе исследования было определено, что процессуальность оптимизации характеризуется закономерным характером, стадийностью, а также влиянием внутренних факторов и внешних условий осуществления данного вида деятельности. Поскольку альтернативный выбор наиболее целесообразных форм и способов достижения поставленной цели необходимо осуществлять в рациональном порядке, то следующей сущностной характеристикой оптимизации, отражающей аспект результативности деятельности, является рациональность.

Наиболее полно раскрыть сущность оптимизации позволило выделение ее функций в обеспечении качества образования будущих специалистов.

Функция координирования процесса обучения означает, что оптимальное обучение - это организуемая и управляемая деятельность субъектов, участвующих в этом процессе. Эта функция позволяет обнаружить в структуре оптимизации обучения ее технологическую составляющую, обеспечивающую целесообразность выбора алгоритмов действий в конкретной ситуации обучения, которая включает в себя целевой, содержательный и операционный компоненты.

Сравнительно-оценочная функция означает, что оптимизация обучения всегда предполагает выбор каких-либо действий субъектов, участвующих во взаимодействии. Любой выбор осуществляется при сравнении нескольких вариантов чего-либо и оценке их результативности/эффективности для данной ситуации. Эта функция связана с альтернативностью оптимизации и может быть реализована с помощью диалогической структурной составляющей, в состав которой входят компоненты информации, критики и аргументации.

Функция динамических преобразований связана с такой сущностной характеристикой оптимизации обучения, как процессуальность, и заключается в определении направления процесса к достижению требуемого качества подготовки специалиста. Она реализуется с помощью мотивационной структурной составляющей, содержащей такие компоненты, как активность, спонтанность, творчество.

Функция целостности связана с рациональностью, которая проявляется в отборе методов и форм обучения, их логическом синтезе (или дифференциации), а также предполагает способы их включения в процесс профессионального обучения. Реализация функции целостности оптимизации происходит при интеграции структурных составляющих, поскольку каждая из них имеет свое определенное назначение.

Таким образом, оптимизацией обучения является деятельность по подбору содержания, форм, методов и условий рациональной подготовки инженерных кадров, выполняющая функции 1) координирования взаимодействий субъектов, заинтересованных в качестве; 2) динамических преобразований самих субъектов; 3) целостности процесса подготовки и 4) сравнительно-оценочную, реализуемые в единстве технологической, диалогической и мотивационной структурных составляющих.

Во втором параграфе «Гуманитаризация обучения профессиональным дисциплинам» гуманитаризация инженерного образования рассматривается как инструмент оптимизации профессионального инженерного обучения. Сопоставление выводов Г.П. Литвинцевой, О.М. Мутовкиной, Р.М. Петруневой с практическим опытом педагогических коллективов инженерно-технических вузов позволило автору сделать заключение о том, что гуманитаризация инженерной деятельности связана с удовлетворением потребностей современных (и будущих) потребителей, эффективной профессиональной адаптацией в коллективе, а также развитием и повышением трудовой культуры. Смысл гуманитарной парадигмы инженерного образования заключается в органичном соединении профессионального обучения и общекультурного образования. Она предполагает смену созерцательной установки в обучении на творческую самореализацию в профессиональной деятельности. При этом цель образования - становление субъекта, а не только формирование профессиональной пригодности. При оптимизации обучения инженерных кадров одним из основных направлений гуманитаризации является формирование понимания фактической (реальной) профессиональной действительности и адекватного отношения к ней обучающихся, надситуативной активности, которая способствовала бы преобразованию будущих производственных и социальных ситуаций, а также предотвращению профессиональных деформаций. В этом случае гуманитаризация является механизмом, олицетворяющим развитие человека как профессионала через постоянное преобразование и качественное изменение субъектного опыта.

Третий параграф «Компетентностый подход в системе многоуровневого образования» посвящен рассмотрению компетентностного подхода как инструмента оптимизации современной профессиональной подготовки востребованных инженеров различных уровней.

На основе анализа научно-педагогической литературы было выявлено, что в работах Г.В. Горланова, Д.А. Мещерякова, А.В. Хуторского и др. понятие «компетентность» рассматривается как характеристика работника (специалиста), а понятие «компетенция» - как характеристика рабочего места (должности, позиции). Решение вопросов повышения качества профессионального обучения тесно связано с модернизацией содержания образования. В условиях компетентностного подхода возможно использование различных схем обучения, которые необходимо согласовать с представителями предприятий-работодателей.

Компетентностный подход позволяет оптимизировать обучение профессиональным дисциплинам за счет создания оптимальных алгоритмов/технологий обучения, которые направлены на повышение эффективности инженерного образования. Сами технологии также могут иметь многоуровневый характер и обеспечивать повышение творческого потенциала и прочих характеристик всех субъектов, участвующих в процессе подготовки инженера. Для создания оптимальных технологий, кроме особенностей компетентностного обучения, целесообразно использовать методы проектирования, в которых целью обучения является выпускник с требуемым набором профессиональных компетенций, связанных нормами профессионального поведения и ценностно-смысловым отношением к своей профессии. Важным для оптимизации обучения профессиональным дисциплинам является вопрос формирования полноценного инженера в «соприкосновении» с производством. Кроме того, исследования данного вопроса показали, что на всех ступенях инженерного образования при компетентностном подходе существует возможность для саморазвития и самосовершенствования будущего инженера.

2. Критерии оптимизации обучения профессиональным дисциплинам в техническом вузе

В первом параграфе «Профессиональные компетенции инженера» на основе требований, предъявляемых к современным инженерам различных уровней и направлений, а также теоретических исследований И.Д. Белоновской, В.А. Богословского, И.Г. Галяминой, Е.В. Караваевой, Н.Н. Крошунова, Р.М. Петруневой, Е.В. Ткаченко был сделан вывод, что набор осваиваемых способов деятельности должен быть социально востребован, являться предметом запроса работодателей и других заказчиков образования. Это позволит студенту быть адекватным типичным профессиональным ситуациям. Но подобные требования могут быть актуальными в пределах определенного промежутка времени, после чего они должны корректироваться в связи с социально-экономическими изменениями. Суть образовательного процесса в условиях компетентностного подхода - создание ситуаций и поддержка действий, которые могут привести к формированию определенного комплекса компетенций. Таким образом, была выявлена необходимость создания компетентностной модели выпускника инженерно-технических вузов, которая позволила бы формировать компетентного специалиста, максимально приближенного к требованиям современного промышленного производства.

На основе моделей компетентного инженера, представленных в работах В.А. Богословского, И.Г. Галяминой, Р.М. Петруневой, была сформирована компетентностная модель выпускника инженерно-технического вуза, в которой учтены вопросы достижения поставленной цели обучения, т.е. формирования компетентного специалиста, максимально соответствующего требованиям современного промышленного производства. В результате исследований было выявлено, что для формирования необходимых компетенций необходимо учитывать начальные компетенции студентов, которые являются входными параметрами для оптимизации обучения и показывают начальный (уже имеющийся) уровень их подготовки. Оптимизация обучения профессиональным дисциплинам с опорой на начальные компетенции профессионально-квалификационного и профессионально-личностного характера позволяет осуществлять наиболее приемлемый (целесообразный) выбор технологии обучения.

Кроме того, основываясь на теории успешной деятельности А.С. Дружилова, А.В. Либина, выводах А.В. Петровского и А.Г. Асмолова о надситуативной активности субъектов, в контексте исследования мы определили, что оптимизация обучения должна способствовать развитию надситуативной активности будущих профессионалов, а понятие успеха было определено как оптимальное соотношение результатов деятельности с ожиданиями окружающих, т.к. успех имеет ключевое значение не только для специалистов/сотрудников предприятий и организаций, но и для человека в целом.

Второй параграф «Уровни развития профессиональной компетентности как ориентир в диагностике и целеполагании при подготовке инженерных кадров» посвящен выявлению показателей, в соответствии с которыми должны подбираться формы, методы и технологии оптимального обучения.

В контексте данного диссертационного исследования за основу отбора методик взята структурно-функциональная модель исследуемого свойства (Н.М. Борытко, 2011).

Оценить реализацию функции координирования процесса обучения возможно, используя такие показатели, как:

· ориентация на получение компетентного инженера, когда речь идет о качестве образовательного процесса, которое должно соответствовать требованиям образовательных стандартов и профессиональных/квалификационных требований рабочего места/должности, т.е. это применение соответствующих методов/технологий обучения для достижения изначально поставленной цели (запланированного результата);

· взаимодействие субъектов образовательного процесса, которое выражается во взаимосвязанных действиях профессорско-преподавательского состава вуза и представителей производств («кадровых экспертов»), а также их целенаправленном взаимодействии со студентами (в нормативной коллективной и индивидуальной форме). Здесь могут оцениваться понимание потребностей каждого из участников образовательного процесса, умение убедительно преподносить идеи (в том числе коммуникативные способности) и воплощать их в жизнь;

· эмоциональная комфортность образовательного процесса, которая проявляется в создании соответствующей психологической обстановки для формирования и развития компетенций. Этот показатель определяет устойчивость субъектов в стрессовых/конфликтных ситуациях, отношение к ситуациям успеха/неуспеха, устойчивость к глубоким профессиональным деформациям. В некоторых случаях для достижения поставленной цели нужно создавать не просто благоприятный микроклимат для обучающихся и обучающих, а моделировать условия, приближенные к производству, для того, чтобы, попадая в новую среду, люди не чувствовали устойчивого/постоянного стресса.

При реализации сравнительно-оценочной функции оптимизации диагностирование может проводиться по следующим показателям.

· Неинформативность субъектов, участвующих в процессе профессиональной подготовки. Информативность в данном случае оценивается не просто как обладание некой информацией, а возможности (умения) субъектов, участвующих в процессе формирования и развития профессиональных компетенций, добыть необходимую информацию и использовать ее в учебном/производственном диалоге.

· Вариативность технологий/методов обучения. Выбор данного показателя связан с критическим рассмотрением вопросов выбора методик для эффективности достижения качественного результата в конкретной ситуации.

· Индивидуальный выбор той или иной технологии осуществляется на основе анализа результатов, которые были достигнуты ранее при использовании подобных моделей с учетом внешних условий обучения и внутренних факторов, влияющих на качество сформированных компетенций.

Диагностирование функции динамических преобразований производится по таким показателям, как:

· мотивирование действий субъектов образовательных процессов - показатель, позволяющий выявлять степень развития мотивации участников обучения (отношение к проблеме формирования компетентности в целом; желание саморазвиваться и самосовершенствоваться в образовательном процессе, стремление к надситуативной активности), а также возможность ее коррекции при оптимизации обучения;

· инновационность образовательной/производственной среды - позволяет оценить сформированность и развитость стремлений к творческой реализации возможностей в образовательной и профессиональной (инженерной) деятельности - степень генерации новых инженерных идей (теоретического и практического порядка);

· непрерывность профессиональной подготовки - это органичная связь между профессиональной деятельностью и самореализацией личности, что позволяет оценить развитие индивидуальных склонностей и способностей.

Приведенные выше показатели описывают целостную систему, по которой можно определить, на каком из уровней находится/либо к какому из уровней стремится тот или иной субъект. Такое диагностирование позволяет определить, насколько эффективны могут быть выбранные методики/технологии обучения для достижения конкретного результата - формирования востребованных профессиональных и профессионально-личностных качеств молодых специалистов.

Третий параграф «Факторы формирования профессиональной компетентности студентов технического вуза» посвящен выявлению ведущих внутренних факторов достижения цели обучения при профессиональной подготовке компетентных инженерных кадров. Анализируя выводы исследований И.Д. Белоновской, А.А. Реана, В.С. Куликова, Л.В. Лидак, Е.В. Гущиной, И.С. Кона, А.В. Петровского и др., мы выявили, что при профессиональной подготовке компетентных инженерных кадров ведущими внутренними факторами достижения цели обучения являются профессиональное самоопределение, саморазвитие, саморегуляция и самореализация. Теоретические выводы о влиянии внутренних факторов на формирование и развитие компетентности инженерных работников были проверены в ходе диагностического эксперимента с помощью методик диагностирования К. М. Левитана и Ассессмент-центра, подробно описанных в п. 2.2 диссертации. Данный эксперимент проводился в течение 2005/06 уч. года со студентами первого курса специальностей «Локомотивы» и «Вагоны» дневной (100 чел.) и заочной (120 чел.) форм обучения Омского государственного университета путей сообщения.

В ходе эксперимента определялись закономерности интеллектуальных и поведенческих реакций студентов на различные способы обучения во взаимосвязи с производственным процессом (см. табл.).

Табл. 1. Результаты начального диагностического эксперимента, %

Результаты данного эксперимента, представленные в таблице, позволили сделать следующие выводы:

· для того чтобы оптимизировать процесс полноценной профессиональной подготовки, необходимо классифицировать внутренние факторы, которые не только способствуют развитию востребованных профессиональных качеств будущих инженерных работников, но и тормозят их;

· для стимуляции необходимых и предупреждения негативных (тормозящих) внутренних факторов, достижения необходимого результата преподаватели должны выбирать соответствующий состав средств и форм обучения;

· для достижения полноценного результата оптимального обучения необходимо учитывать внешние условия, определить целесообразные в различных случаях формы, методы и технологии профессиональной подготовки инженерных кадров.

3. Потенциал профессиональных дисциплин в формировании компетентности студентов технических вузов

Первый параграф «Возможности содержания профессиональных дисциплин» посвящен содержательному компоненту технологической структурной составляющей оптимизации.

Анализируя научно-педагогические труды (Н.М. Борытко, М.А. Данилова, Б.П. Есипова, В.А.Онищук и др.), современные требования различных предприятий-работодателей, результаты опросов студентов инженерных вузов, мы определили, что в зависимости от цели обучения и специфики инженерной отрасли возможна организация образовательного процесса, в котором содержательный компонент обнаруживает явную взаимосвязь с целевым компонентом оптимизации.

Важную роль в формировании содержания профессиональных дисциплин играют государственные образовательные стандарты, особенностью которых является то, что, наряду с требованиями к квалификационному уровню подготовки выпускников в профессиональной области, они содержат общие требования к развитию личности. ФГОС устанавливают необходимую свободу для образовательного учреждения в формировании основных образовательных программ с участием всех заинтересованных субъектов. Содержание профессиональных/общепрофессиональных предметов позволяет студентам определиться и осознанно выбрать необходимую траекторию своего профессионального развития. В этом случае стандарт рассматривается как «особый минимум» компетентности/отдельной компетенции, которая позволяет развивать мотивацию студентов для развития своей дальнейшей учебной/профессиональной деятельности. Содержание обучения в целом и каждого предмета в отдельности должно выстраиваться в зависимости от целевых установок профессиональной подготовки.

При оптимизации обучения инженеров стандартизация рассматривается как деятельность, направленная на достижение максимальной степени упорядочения в определенной сфере на основе установления некоторых общих правил для всеобщего осознанного использования в отношении реально существующих или потенциальных задач. В процессе обучения для получения качественного результата и определения эффективной технологии обучения порядок изучения материала может быть различным. Эти различия связаны с развитостью начальных компетенций студентов.

Для получения ожидаемого качественного результата обучения необходимо, чтобы содержание рабочих программ по дисциплинам профессионального/общепрофессионального характера имело базовый уровень (опора на ГОС) и приоритетный характер (опора на требования предприятий). При формировании содержания образовательных/рабочих программ необходимо формировать базовый курс дисциплины, опирающийся на требования стандартов, и приоритетный курс, который связан с требованиями работодателей, приведенными в определенных специфических требованиях предприятий. Представители предприятий не просто должны способствовать формированию минимального (обязательного) пакета компетенций, который будет получен в результате обучения различным профессиональным дисциплинам, но и влиять на сформированность этих компетенций (их качество) в процессе обучения в вузе за счет варьирования содержания профессионального обучения с учетом направленности/специализации обучаемого. Для того чтобы оптимизировать процесс обучения внутри вуза, при определенной помощи предприятий, необходима предварительная профориентационная подготовка абитуриента (и интеллектуальная, и психологическая).

Во втором параграфе «Методы и формы обучения профессиональным дисциплинам в системе многоуровневого образования инженера» на основе материалов, представленных в работах Т.В. Андрюшиной, И.Д. Белоновской, Н.М. Борытко, М.И. Махмутова, А.А. Орлова и др., а также практического опыта преподавателей Омского и Сибирского государственных университетов путей сообщения выявлено, что отсутствие синтеза между используемыми средствами, имеющимися в арсенале вузов и конкретных преподавателей, не способствует нахождению альтернативных решений в оптимизации обучения по вопросам построения и протекания процесса обучения и достижения конкретных результатов при его завершении - подготовки компетентного специалиста.

Оптимальная профессиональная подготовка будущих инженеров различных направлений и уровней должна проводиться на основе взаимосвязи начальных, базовых и ключевых компетенций. С учетом уровней каждой из освоенных групп компетенций для оптимизации обучения преподаватели профессиональных/специальных дисциплин подбирают соответствующие средства, методы и формы, способствующие освоению определенного уровня каждой компетенции в отдельности и уровня инженерной компетентности в целом.

Синтезированное использование различных средств обучения с учетом современных задач инженерного образования вызывает соответствующие трудности у преподавателей, которые привыкли работать по одной определенной системе/алгоритму. Оптимизируя процесс обучения, руководящий субъект - преподаватель должен осуществлять рациональный выбор средств обучения и воспитания для достижения требуемых (а иногда обеспечиваемых) предприятиями-работодателями компетенций квалификационного и профессионально-личностного характера.

В третьем параграфе «Дидактические условия формирования будущего инженера» выявлены группы внешних условий, позволяющих оптимизировать обучение профессиональным дисциплинам. Основываясь на практическом опыте транспортных вузов России (Западной и Восточной Сибири), а также учитывая, что оптимизация обучения в условиях компетентностного подхода представляет собой деятельность субъектов, участвующих в формировании требуемых компетенций инженерного работника, мы сделали вывод, что применение существующих средств, методов и форм обучения для достижения необходимых результатов является возможным при создании определенных условий для изучения дисциплин профессиональных блоков, отмеченных соответствующими государственными стандартами и нормативными документами. В данных документах определена роль вузов в подготовке будущих специалистов и их взаимодействия с профильными предприятиями, которые, в свою очередь, являются потенциальными заказчиками компетентных кадров для соответствующих отраслей/предприятий. Как правило, материально-технические условия учебного заведения влияют на формирование основных этапов получения высшего образования, изучения основ и глубин профессиональных дисциплин и вопросов, без которых трудно приобрести необходимый набор компетенций, востребованный на промышленном предприятии. Материально-технические условия подразделяют на обязательные, возможные и специфические. Обязательные условия - условия, которые должны быть в любом инженерно-техническом вузе, способствуют протеканию учебного процесса, связанного с теоретической и практической подготовкой обучающихся, основанной на государственных образовательных стандартах. В качестве возможных условий, связанных с материально-техническим оснащением вузов, можно выделить создание различных лабораторий профессиональной направленности с приобретением современного оборудования, инструментов, реактивов и т.д. При наличии таких условий преподаватель может более полно излагать материал, опираясь на натурные эксперименты, приближенные по своему составу и содержанию к условиям производства. Специфические материально-технические условия обучения в инженерно-техническом вузе создаются для изучения каких-либо актуальных производственных вопросов, которые требуют особого творческого подхода и научных исследований. Кроме того, материально-технические условия должны быть вспомогательной комфортной средой для того, чтобы студенты учились мыслить в пространстве, близком к производственному, а преподаватели могли формировать соответствующим образом содержание той или иной дисциплины и управлять образовательным процессом с опорой на данные условия.

Другой группой условий формирования и развития компетентности студентов являются информационно-технологические условия, которые позволяют формировать информационную среду, в которой находятся все субъекты образовательного процесса, и работать по соответствующим (уже созданным) технологиям/или их элементам, либо проектировать собственный технологический процесс обучения той или иной дисциплине. Выбор необходимой технологии обучения осуществляется в данном случае на основе информации о начальных компетенциях обучающихся, возможных вариантах применения различных форм и средств обучения для соответствующего контингента обучаемых. Информация может быть локальной, внутриотраслевой и внешней. К локальному виду информации, как правило, относят сведения, которые имеют нормирующе-административный характер, информацию теоретического характера и возможные решения типовых задач, связанных с производством. Кроме того, локальная информация может носить контрольно-консультационный характер. При подготовке компетентных инженерных работников нельзя ограничиваться только литературными или электронными данными, которые имеются в инженерно-техническом вузе, необходимо обращаться и к внутриотраслевой информации, которая размещается на специальных сайтах. Данный вид информации подразделяется на информацию социального характера, сведения о корпоративных требованиях предприятий отрасли к компетентности кадрового состава, о новшествах научно-технического характера, о внедрении необходимых технико-технологических усовершенствований. Кроме того, в ходе исследования была выделена внешняя информационная система, которая создает полноценные информационные условия для подготовки компетентного специалиста и эрудированного человека. В данном случае под этим термином понимаются информация СМИ, открытые публикации, различные данные, представленные на различных информационных сайтах. При этом вся информация делится на общую, особую и профессионально-направленную. Общая информация связана, как правило, с вопросами экономической и социальной ситуации в стране/мире. Под особой информацией в контексте диссертационной работы понимаются данные, которые связаны с реформами в системе образования вообще и конкретно в системе инженерного образования. Профессионально-направленная информация - это информация, которая связана непосредственно с профессией в общем и с узкой специализацией определенного профессионального направления. Вышеперечисленные виды информации при оптимизации обучения профессиональным дисциплинам позволяют организовать целостную информационную среду, элементы которой возможно использовать при создании определенных образовательных технологий, связанных с передачей и получением информации с определенным результатом прогрессивного/регрессивного характера.

3. Принципы оптимизации обучения инженера профессиональным дисциплинам в системе его многоуровневого образования

В первом параграфе «Закономерности формирования компетентности инженера при обучении профессиональным дисциплинам» были выделены необходимые группы закономерностей.

Ю.К. Бабанский (1989) отмечал, что оптимизация обучения возможна лишь на фоне каких-либо закономерностей и принципов. Кроме того, важнейшей характеристикой любого процесса, протекающего в обществе (в том числе и педагогического), является закономерная логика. Она определяет направление движения процесса, зависящее от высших ориентиров, достижению которых служат в конечном итоге все изменения, происходящие в рамках данного процесса. Она же обусловливает закономерный, неслучайный характер изменений, происходящих в рамках процесса, выявляет тенденцию их развития, обеспечивающую максимальную поэтапную включенность обучаемого в педагогический процесс (О.А. Мацкайлова, 2010).

Первая группа закономерностей связана с зависимостью содержания профессионального обучения инженеров от требований образовательных стандартов и предприятий-работодателей и соответствует функции координирования образовательного процесса. Вторая группа закономерностей профессиональной подготовки инженерных работников показывает применение средств, форм и методов обучения в зависимости от индивидуальных возможностей студентов. Эта группа закономерностей связана с реализацией сравнительно-оценочной функции оптимизации. Третья группа закономерностей образовательного процесса, в которую входят положения компетентностного подхода о консультационно-направляющей роли преподавателя и консультационной помощи при формировании содержания профессиональных дисциплин кураторов, связанных с практической реализацией знаний, умений и навыков в профессии. Данная закономерность взаимосвязана с функцией динамических преобразований, которая базируется на зависимости эффективности получения компетенций от психологических условий образовательного / производственного процессов. Четвертая группа закономерностей оптимизации обучения профессиональным дисциплинам связана с рациональным применением имеющихся средств, форм и условий во взаимосвязи для формирования целостной компетентности инженерных работников различных уровней и направлений. Данная закономерность основывается на положении компетентностного подхода о формировании соответствующего уровня компетентности в условиях инновационных образовательных сред.

Второй параграф «Обоснование принципов оптимизации обучения инженера профессиональным дисциплинам» позволил выявить и обосновать использование соответствующих принципов оптимизации. На основе выявленных закономерностей к данным принципам были отнесены:

· принцип осознанной перспективы обучения специальным дисциплинам профессионального характера, который требует глубокого понимания обучающимися близких, отдаленных и далеких перспектив обучения;

· принцип индивидуального проектирования профессионального обучения, направленный на подбор и использование нестандартных наборов средств и методов для обучения студентов;

· принцип психологической комфортности, на основе которого преподаватели могут использовать соответствующие правила обучения студентов как с индивидуальным подходом, так и с применением групповых форм обучения;

· принцип прямой и обратной связи с производством, позволяющий реализовывать различные взаимосвязи вуза и студентов с производством.

В третьем параграфе «Реализация принципов оптимизации обучения профессиональным дисциплинам в системе многоуровневой подготовки инженера» отмечается, что система принципов оптимизации обучения профессиональным дисциплинам требует технологического обеспечения в условиях многоуровневой подготовки. За основу было взято утверждение Н.М. Борытко о том, что педагогическая технология предполагает не только комплексное воздействие на обучаемого, но и взаимодействие всех субъектов, вовлеченных в учебное взаимодействие для достижения поставленной цели и создания комфортных условий получения необходимого уровня компетентности будущего инженера.

Всю систему принципов оптимизации профессионального обучения технологически реализует отработанный в экспериментальной работе прием учебно-производственного реверса. В его основе лежит теория о движении субъекта от некомпетентности к компетентности и от неосознанности к осознанности. В данном случае это обучение студентов с применением различных форм и методов с опорой на их опыт, который они могут использовать в обучении для получения более высоких уровней компетентности. Используя учебно-производственный и производственно-учебный реверс, преподаватели профессиональных дисциплин могут не только повысить уровень интеллектуальных знаний и производственного опыта, но и изменить мотивацию студента, связанную с получением высшего образования вообще и изучением конкретного профессионального предмета в частности. Данный прием также позволяет преподавателю подобрать соответствующий педагогический инструментарий для его наиболее оптимального обучения и повышения уровня его компетентности в зависимости от начальной компетентности студента.

Для выявления особенностей реализации принципов оптимизации профессионального обучения студентов инженерно-технических вузов был проведен пилотный эксперимент, целью которого являлась оценка эффективности использования этих принципов в реальном процессе обучения студентов технических вузов. Данный эксперимент проводился на кафедре начертательной геометрии и инженерной графики ОмГУПС в 2005-2007 гг. В нем участвовали студенты первого курса заочной (200 чел.) и дневной (118 чел.) форм обучения специальностей 190301.65 «Локомотивы», 190302. 65 «Вагоны», 151001.65 «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава» при изучении дисциплины «Инженерная графика». Гипотеза данного эксперимента состояла в том, что, применяя различные сочетания дидактических средств, можно повысить уровень компетенции студентов, обучающихся по данной дисциплине, т.к.:

· студенты смогут овладеть знаниями, связанными со стандартами единой системы конструкторской документации;

· приобретут навыки чтения и составления конструкторской документации;

· смогут выполнять проекты/работы при помощи различных версий графических пакетов (КОМПАС, AutoCAD);

· смогут повысить уровень мотивации изучения данного предмета и практического применения полученной компетентности в условиях реальных предприятий железнодорожного транспорта.

Следовательно, в эксперименте было необходимо установить зависимость между оптимальным педагогическим воздействием и достигаемыми студентами результатами по изучению выбранной дисциплины.

В ходе эксперимента было выявлено, что для достижения желаемого результата необходимо не просто проектировать маршруты обучения, а внедрять их в реальный образовательный процесс, контролировать динамику развития рассматриваемых квалификационных и профессионально-личностных качеств обучающихся. Такое оценивание должно производиться с точки зрения широких академических требований вуза и отдельных/узких требований предприятий. Подобный синтез в оценивании продвижения студента к более высоким уровням развития основных знаний, производственного опыта и мотивации позволяет корректировать каждую из составляющих профессиональной подготовки академическими и производственными методами.

В рамках эксперимента при таком промежуточном диагностировании используемых маршрутов к середине второго семестра было выявлено следующее:

· 62-70% студентов, изучающих предмет по индивидуально спроектированным маршрутам, имеют положительную динамику в продвижении по вопросам, связанным с теоретической подготовкой по предмету и приобретением навыка оформления проектно-конструкторской документации с помощью графических пакетов «КОМПАС-ГРАФИК» и «КОМПАС-3D»;

· 17-20% - приобрели положительную динамику и в вопросах применения своих теоретических знаний на практике (в условиях предприятий и мастерских вуза);

· 9-21% студентов имеют положительные результаты, связанные с повышением уровня по всем рассматриваемым вопросам.

Таким образом, данный эксперимент показал, что для реализации принципов оптимизации обучения профессиональным дисциплинам необходимо на основании результатов диагностирования начальных компетентностей студентов применять прием учебно-производственного реверса и использовать синтез различных дидактических средств и условий, которыми реально обладают вуз и предприятия-работодатели.

5. Условия эффективности реализации принципов оптимизации обучения инженера профессиональным дисциплинам в системе многоуровневого образования

Первый параграф «Этапы реализации концепции оптимизации обучения будущего инженера профессиональным дисциплинам» посвящен выявлению возможных этапов реализации концепции оптимизации обучения профессиональным дисциплинам. Названия этапов отражают основной акцент деятельности преподавателей. Характер деятельности преподавателей определялся принципами прямой и обратной связи с производством, осознанной перспективы, индивидуального проектирования профессионального обучения и принципом психологической комфортности.

1. Этап диагностирования начальных компетенций, который связан с выявлением не только знаний, умений и навыков по изучаемому курсу, но и уровня производственного опыта (опыта использования имеющихся у студента знаний, умений и навыков, связанных с предметом, в условиях производства), а также уровня/характера мотивации работы в реальных производственных условиях.

Такое диагностирование связано с дальнейшим построением маршрутов обучения конкретных студентов для достижения целей. Типовой тест может включать в себя вопросы и задания довузовского уровня; вопросы, выявляющие знания студента, связанные с практическим использованием изучаемых в данной дисциплине тем; вопросы, позволяющие определить отношение студента к производству в целом и мотивацию изучения конкретного предмета (т.е. как он представляет, почему он должен изучить соответствующие темы, или о каких вопросах он хотел бы узнать более подробно и почему). В результате преподаватель должен синтезировать полученные результаты, которые могут послужить основой для формирования соответствующего маршрута обучения каждого студента (с обязательным производственным и индивидуальным направлением развития, учитывающим специфику дальнейшей профессиональной деятельности).

2. Этап проектирования маршрутов профессионального обучения. Такие маршруты способствуют как целостности процесса подготовки, психологическому комфорту всех субъектов, участвующих в образовательном процессе (студентов, преподавателей и представителей предприятий), так и индивидуализации профессионального развития студента (в сфере деятельности будущего специалиста). Их составляют в соответствии с основными неизменными требованиями стандарта и индивидуальными требованиями предприятия-работодателя, а также в зависимости от начальной мотивации изучения того или иного предмета, связанного (напрямую или косвенно) с дальнейшей производственной деятельностью. Данный этап связан с формированием оптимальных алгоритмов обучения студентов в зависимости от выявленных на первом этапе начальных компетенций.

3. Этап первоначального внедрения образовательного маршрута и текущего контроля связан с реальным использованием спроектированных маршрутов обучения и их проверкой на адекватность учебной и производственной ситуации, а также на способность влиять на реальное повышение уровня компетентности конкретного студента. Этот этап позволяет оценить работу студентов по спроектированным маршрутам. Для реализации данного этапа необходимо осуществлять действия, отраженные в маршрутах студентов, в течение первых пяти учебных недель (треть семестра), а затем комплексно контролировать все составляющие. Если в результате диагностирования первичного внедрения спроектированного маршрута просматривается положительная динамика развития обучаемого, то делается вывод о том, что первоначальный маршрут спроектирован рационально, т.е. в нем учтены все особенности данного студента. Следовательно, этот маршрут не требует дальнейшей корректировки, и студент продолжает заниматься по первоначальному алгоритму. Но если хотя бы по одной составляющей нет динамики или она отрицательна, то необходимо корректировать маршрут обучения по соответствующей составляющей.

4. Этап корректировки образовательного маршрута - достижение положительной динамики по тем составляющим, где ее не было, а также с учетом так называемой академической корректировки. В нашем случае было увеличено количество часов для проработки вопросов, которые не усвоены студентами, - более доступно и подробно объяснялся материал с опорой на имеющийся у них опыт (производственный или жизненный). Данные занятия должны проводиться как дополнительные (отдельно от общего расписания) с разрешения руководства университета.

5. Этап контроля результатов корректировки образовательного маршрута связан с оцениванием эффективности корректировки. При этом должно проводиться оценивание всего предметного материала, изучаемого с начала семестра. При проявлении положительной динамики в составляющих образовательных маршрутов обучение проводится до конца семестра. Кроме того, период в 8 учебных недель (половина учебного семестра) позволяет студентам адаптироваться к стилю общения преподавателя, систематическому контролю на занятиях (формам контроля и его интенсивности), поэтому дальнейшее изучение материала должно проходить в осознанной форме с известной перспективой применения полученных знаний на практике. Следовательно, при оценивании эффективности выбранного алгоритма обучения должны оцениваться осознанные действия студентов на практических, лабораторных занятиях и в самостоятельной деятельности, их ответственность за свои действия при общении с другими людьми, выполнении курсовых (изобретательских, конструкторских, графических и др.) работ.

6. Заключительный этап связывается с оценкой результата обучения на экзамене/зачете. Целью данного этапа является не только получение положительной оценки на итоговом тестировании/контроле в виде экзамена или зачета, но и повышение уровня компетентности, т.е. не только улучшение знаний теоретического порядка, но и умений их применять в дальнейшей академической и практической профессиональной деятельности.

Каждая последующая дисциплина профессионального/специального цикла должна опираться на соответствующие компетенции, полученные при освоении предыдущих циклов и курсов обучения. По окончании изучения какого-либо цикла профессиональных дисциплин преподаватели должны сделать заключение о потенциальных возможностях каждого студента и/или необходимости дальнейшего более глубокого изучения вопросов, которые не были достаточно изучены в соответствующем курсе по каким-либо причинам (недостаток времени, низкий стартовый уровень и др.). Типовая оценка может содержать информацию о быстроте адаптации к условиям преподавания дисциплины; активности/пассивности студента при изучении дисциплины; стиле общения; эффективном использовании современных информационных и технологических средств; о качестве выполненной самостоятельной работы.

Такая комплексная оценка студента позволяет преподавателям не только составить приблизительный психологический портрет (характеристику) обучаемых, но и использовать соответствующие приемы и методы для быстрой адаптации к вновь изучаемому предмету и созданию оптимальных условий для получения необходимого уровня компетентности.

Второй параграф «Апробация концепции оптимизации обучения профессиональным дисциплинам в инженерно-техническом вузе» посвящен описанию системного формирующего эксперимента, целью которого было выявление условий эффективности реализации данной концепции. Показана отработка этапов и методов обучения, используемых при оптимизации обучения таким профессиональным дисциплинам, как «Инженерная графика», «Компьютерная графика», «Введение в специальность», «Детали машин» и др. Эксперимент проводился в несколько периодов (2006-2010 гг.) в условиях Омского и Сибирского государственных университетов путей сообщения с привлечением студентов дневной (477 чел.) и заочной (650 чел.) форм обучения специальностей, связанных с железнодорожной отраслью. При проведении эксперимента, составляя маршруты, преподаватели (20 чел.) использовали так называемое параллельное взаимосвязанное преподавание дисциплин «Инженерная графика» и «Введение в специальность», что позволило обучаемым повысить уровень лабораторного/ производственного опыта использования/внедрения проектно-графической документации различного вида.

В ходе эксперимента было зафиксировано повышение уровня мотивации изучения этой дисциплины профессионального блока. Кроме того, для оптимизации обучения студентов заочного факультета возможно применять индивидуальные маршрутные карты, которые были также использованы для студентов дневной формы обучения, с отличиями, учитывающими специфику заочного обучения. Оптимизировать процесс обучения профессиональным дисциплинам возможно лишь при составлении индивидуальных маршрутных карт студентов по изучению соответствующего предмета, в которых необходимо показывать возможность академического и интерактивного диалога между всеми субъектами, участвующими в обучении предмету в целом и изучении конкретных вопросов этого предмета.

В третьем параграфе «Оценка результативности концепции оптимизации обучения профессиональным дисциплинам в системе многоуровневой подготовки инженерных кадров» показаны результаты проводимого эксперимента.

Основной эксперимент проводился в 2006-2010 гг. на базе кафедр начертательной геометрии и инженерной графики, теории механизмов и машин и деталей машин, технологии транспортного машиностроения и кафедры вагонов Омского государственного университета путей сообщения. В нем приняли участие студенты дневной и заочной форм обучения таких специальностей, как «Технология транспортного машиностроения и ремонт подвижного состава», «Вагоны», «Локомотивы», «Приборы и методы контроля на транспорте», «Стандартизация и метрология». Кроме того, был проведен параллельный эксперимент на кафедрах «Графика» и «Детали машин» Сибирского государственного университета путей сообщения (г. Новосибирск). Всего в эксперименте приняли участие 1518 студентов и 8 преподавателей. В ходе эксперимента привлекались представители предприятий-работодателей, производственные кураторы студентов, мастера-наставники, инженеры-технологи локомотивных и вагонных депо станций «Московка», «Входная», «Омск-Сортировочный», «Омск-Пассажирский», «Омск-желдорпроект», а также локомотивных и вагонных депо г. Барабинска, г. Барнаула, ст. Белово.