Methods of competence-based approach realization to mathematics teaching of future engineers at agriculture university

Abstract

In the article the essence of the concepts «activity», «professional activity», «engineering activity» is considered; specifics and features of engineering activity in the sphere of agro-industrial complex are allocated; the need of formation information and mathematical competence while engineers training at the university of agriculture.

Full Text

Инновационный путь развития российской экономики требует обеспечения инженерными кадрами, способными решать принципиально иные, чем ранее, задачи, определяемые новыми технологическими укладами, информационным обществом, инновационными формами экономической деятельности. Новые социально-экономические условия потребовали значительных изменений в профессиональной подготовке инженеров, переосмысления образовательных пространств. В последнее десятилетие отмечается противоречие между переизбытком специалистов и недостатком кадров, способных эффективно решать профессиональные задачи. Становится очевидным, что перед высшей школой встает проблема ее модернизации адекватно тенденциям развития общества. В соответствии с «Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года», повышение качества образования подразумевает решение приоритетных задач, среди которых – реализация компетентностного подхода, взаимосвязь академических знаний и практических умений. Теоретические представления, выражающие сущность и многоаспектность компетентностного подхода нашли отражение в работах А. Л. Андреева, В. И. Байденко, И. А. Зимней и др. Ассоциация инженерного образования России (М. Г. Минин, А. И. Митин, Ю. П. Похолков и др.) рассматривает компетентностный подход как инновационный и продуктивный. Вместе с тем, его реализация в инженерных вузах, в сравнении с другими категориями вузов, представляет собой сложную научно-методическую задачу, поскольку инженерное образование, «является самым наукоемким из всех сфер образования, во-первых, потому, что изучаемые предметы сложны для освоения, а во-вторых, темп обновления знаний самый большой именно в технике и технологии» [1]. Учет указанной специфики инженерного образования определяет требования к фундаментальным дисциплинам в инженерном вузе, в том числе, дисциплинам математического цикла. В исследованиях Г. А. Бокаревой, В. В. Евстигнеева, М. В. Носкова и др., показано, что математическая подготовка является неотъемлемой и важной составной частью компетентности инженера. Анализ современного состояния исследований проблем высшего профессионального образования показал, что введение компетентностного подхода в учебный процесс требует серьезных изменений в содержании образования, методах и формах его организации. Таким образом, необходимость повышения качества образования в соответствии со стандартами третьего поколения (ФГОС-3) актуализирует теоретические и методические проблемы, связанные с реализацией компетентностного подхода к математической подготовке инженеров. В области педагогики исследователи обращаются к проблеме высшего профессионально-педагогического образования агроинженерного профиля (В.П. Косырев, П.Ф. Кубрушко). Ученые рассматривают вопросы проектирования содержания начального профессионального образования и подготовки рабочих для сельскохозяйственного производства (А. А. Кива); научных знаний в системе профессионального обучения в аграрном университетском комплексе (А. В. Дружкин); системы профессиональной подготовки специалистов АПК в условиях аграрного научно-производственного образовательного комплекса (Е. С. Симбирских); методические аспекты развития профессионального сельскохозяйственного интереса студентов аграрного вуза (В. П. Бубенцов); оптимизационное моделирование профессиональной подготовки студентов аграрного вуза (Д. А. Погонышева); возможности курса высшей математики в формировании готовности студентов сельскохозяйственного вуза к развитию учебной деятельности (О. И. Коломок) и др. Вместе с тем, в условиях изменения социальных и производственно-экономических условий в стране, непрерывного совершенствования техники и технологических процессов, перехода высшей школы на стандарты нового поколения, вопросы проектирования системы профессиональной подготовки инженеров в сельскохозяйственном вузе требуют дальнейшей разработки. В связи с чем, определена цель исследования – обосновать методы реализации компетентностного подхода к математической подготовке инженеров в сельскохозяйственном вузе. Учеными (А. Л. Денисовой, В. А. Сластенина, Н. В. Молотковой и др.) доказано, что проектирование системы подготовки специалиста должно быть ориентировано на учет специфики их будущей профессиональной деятельности и условий, в которых она реализуется. В соответствии с этой точкой зрения сформулированы задачи исследования: рассмотреть сущность понятий «деятельность», «профессиональная деятельность», «инженерная деятельность»; выявить специфику и особенности агроинженерной деятельности; обосновывать необходимость формирования информационно-математической компетентности при подготовке инженеров в сельскохозяйственном вузе. В философии под деятельностью понимают: активный и сознательно регулируемый процесс взаимодействия человека с миром [2]; специфическую человеческую форму активного отношения к окружающему миру, содержание которой составляет целесообразное его изменение и преобразование [3]; активность субъекта, направленную на мир объектов во взаимодействии с другими субъектами (М. Каган). С психологической точки зрения деятельность рассматривается как специфическая форма человеческой активности, направленной на познание и творческое преобразование окружающего мира, включая самого себя и условия своего существования (В. Н. Дружинин, Р. С. Немов); целеустремленная активность, реализующая потребность субъекта (М. В. Демин); вид социальной активности, свойственный человеку и имеющей созидательный, сознательный, целенаправленный характер (Р. С. Немов). Таким образом, в философии и психологии деятельность рассматривается в тесной связи с активностью личности, как способность человека производить общественно и личностно значимые преобразования действительности, а процесс деятельности соотносится с удовлетворением потребностей индивида (физиологических, социальных и идеальных). Исследователи (А. Н. Леонтьев, А. В. Петровский, М. М. Фридман и др.) подчеркивают, что весь ход человеческой деятельности обусловлен, прежде всего, объективной логикой задач, в разрешение которых включается человек, а строение деятельности – соотношением этих задач. На основании чего категория деятельности в педагогике раскрывается как совокупность задач разной трудности. Исходя из доминант представленных определений, под профессиональной деятельностью будем понимать социально-значимую активность человека, направленную на решение комплекса профессиональных задач с целью получения результата, отвечающего общественным и личным, материальным и духовным потребностям. Разновидностью профессиональной деятельности, особо важной в свете развития научно-технического прогресса, является инженерная деятельность, так как она направлена на совершенствование эмпирических и теоретических методов управления научно-техническими достижениями для обеспечения потребностей человека и общества [4]. В условиях современной экономики содержание инженерной деятельности составляют задачи разработки, проектирования и конструирования новой техники и технологий; инженерного обслуживания текущего производства; эксплуатации техники и технологий; контроля за качеством продукции, соблюдением стандартов, технологической дисциплины, норм и нормативов охраны природы, техники безопасности; разработки и осуществление перспективных планов по оценке и внедрению научно-технических достижений в практику; управления работой коллективов. В связи со сложностью инженерной деятельности происходит ее разделение на виды: производственная, технологическая, организационная, управленческая, научно-исследовательская, проектная, конструкторская и др. Общепризнанно, что ведущим видом инженерной деятельности в настоящее время является проектирование. Повышенное внимание к проектированию вызвано социально-экономической ситуацией перемен в российском обществе, связанной с поиском путей развития страны, с тем, что проекты позволяют провести воображаемое созидание, испытание и проверку того, что хотим создать и построить на практике. Проектирование является необходимой составной частью технико-экономического и материального развития общества, так как заранее определяет цели достижения определенных народнохозяйственных результатов. В условиях информационного общества проектирование приобретает еще большее значение в связи с его изменяющейся функцией в общественной жизни, осознанием проектности в качестве ведущего принципа решения жизненных проблем, который «сопровождает весь процесс жизнедеятельности человека, начиная с первых проявлений его активности и заканчиваясь лишь с окончанием этого процесса» [5]. Навыки проектирования способствуют адаптации инженеров в непрофессиональной среде, в различных социальных ситуациях, поскольку, как отмечают исследователи, проектирование в настоящее время вышло за рамки исключительно технической деятельности и превратилось в наиболее распространенный вид интеллектуальной деятельности, что находит отражение в различных социальных, экономических, архитектурных, дизайнерских, экологических, организационных и других проектах. Особенности инженерной деятельности детерминируются сферой деятельности и условиями, в которых она реализуется, а специфика – типом решаемых профессиональных задач. Рассмотрим инженерную деятельность в сфере агропромышленного комплекса – агроинженерную деятельность. Агропромышленный комплекс (АПК) – совокупность взаимосвязанных отраслей экономики, обеспечивающих производство сельскохозяйственной продукции, ее переработку, хранение и реализацию, а также специализирующихся на производстве средств производства для сельского хозяйства и его обслуживания. В структуре АПК России основной составляющей является сельскохозяйственное производство – совокупность отраслей (земледелие, животноводство, рыболовство, лесное хозяйство, промыслы), связанных с разработкой природных ресурсов. На его долю приходится 68% основных фондов комплекса, свыше 48% объема продукции, 67% работающих в производственных отраслях АПК [6]. Специфика агроинженерной деятельности состоит в том, что она прямо или опосредовано, направлена на целесообразное преобразование природной среды. Анализ специальной литературы выявил, что инженерная деятельность в сфере АПК включает: проектирование технологических процессов производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, технического обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники; систем электрификации и автоматизации технологических процессов и объектов инфраструктуры сельскохозяйственных предприятий; проектирование работ по применению ресурсосберегающих технологий, экологически чистых систем утилизации отходов растениеводства и животноводства и др. В ходе проектирования осуществляется поиск научно обоснованных решений по созданию и развитию объектов, систем. Агропромышленный комплекс (АПК) представляет собой сложную открытую, многокомпонентную, полиструктурную, вероятностную, динамическую систему, включающую живые и неживые объекты, функционирующую в результате воздействия как внутренних, управляемых факторов, так и неуправляемых внешних факторов [7]. Таким образом, профессиональная деятельность инженера АПК в значительной степени предполагает принятие решений в условиях неопределенности, обусловленной зависимостью от погодно-климатических условий, вызывающих неустойчивость развития отрасли; изменчивостью затрат ограниченных ресурсов (земельных фондов, рабочей силы, средств производства) для ее нормального функционирования и др. В настоящее время наиболее надежным способом «снятия неопределенности» является процедура математического моделирования, позволяющая создавать образы объектов или явлений; определять их устойчивые свойства и уточнять характеристики; имитировать реальные процессы будущей деятельности; проигрывать, сравнивать и оценивать возможные результаты проектирования; делать обоснованный выбор одного из альтернативных вариантов решения проблем; прогнозировать поведение системы. Стремительное развитие компьютерной техники и информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), многократно повышает эффективность математических методов в инженерных расчетах, позволяя осуществлять математическое моделирование сложных процессов, оперативно и качественно обработать поступающую информацию. Таким образом, особенность агроинженерной деятельности заключается в ведущей роли моделирования, связанного с необходимостью принятия решений в сложных недерминированных ситуациях. Учет специфики и особенности агроинженерной деятельности определяют требования к математической подготовке инженеров в сельскохозяйственном вузе. Представляется, что в ближайшие годы будет востребован специалист, владеющий навыками построения математических моделей с реализацией решений в компьютерных средах. В соответствии с ФГОС, основной целью обучения математике студентов в сельскохозяйственном вузе становится формирование информационно-математической компетентности – интегративного свойства личности студента, характеризующее его способность и готовность использовать в профессиональной деятельности методы математического моделирования на основе средств ИКТ. Таким образом, в контексте приоритетных направлений модернизации высшей школы существует объективная необходимость повышения качества математической подготовки будущих инженеров АПК посредством формирования информационно-математической компетентности, которая в современных условиях, на взгляд автора, становится базовой составляющей профессиональной компетентности выпускника сельскохозяйственного вуза.