Жуйков Андрей Евгеньевич
кандидат медицинских наук, доцент кафедры Промышленной безопасности и охраны окружающей среды, Ухтинский государственный технический университет, г. Ухта
zhuykov72@gmail.com 

Тетеревлева Елена Владимировна
старший преподаватель кафедры Электрификации и автоматизации технологических процессов, Ухтинский государственный технический университет, г. Ухта
eteterevleva@ugtu.net 

Ягубов Зафар Хангусейн оглы
доктор технических наук, заведующий кафедрой Электрификации и автоматизации технологических процессов, Ухтинский государственный технический университет, г. Ухта
zyagubov@ugtu.net   

К вопросу об использовании научно-технических разработок для развития инженерного мышления студентов 

Аннотация
В статье рассматривается технология развития инженерного мышления студентов технического университета с использованием научно-технического творчества в профильных классах школ а затем и в ВУЗе, с дальнейшим использованием полученных научно-технических разработок в учебном процессе.  

Ключевые слова:
формирование компетенций, развитие инженерного мышления, научно-технические разработки, профильные классы 

Современное состояние системы образования в вузе характеризуется ростом объема знаний, усложнением и расширением учебного материала. Процесс обучения в техническом ВУЗе предполагает дальнейшее развитие инженерного мышления, которое заложено в школе и которое в дальнейшем будет залогом успешной деятельности будущего инженера. В этом аспекте используемые традиционные методики обучения постепенно утрачивают свою эффективность и требуют внедрения в учебный процесс современных педагогических технологий. Одной из таких технологий можно считать использование научных разработок в учебном процессе. 

Целью настоящего исследования изучить перспективы использования научно-технических разработок для развития инженерного мышления студентов. Существует ряд проблем, с которыми сталкивается научно-педагогический коллектив технического ВУЗа в процессе обучения студентов. Во-первых, это проблемы,  связанные с уровнем подготовки абитуриента. В идеале этот этап должен заканчиваться формированием необходимых базовых знаний и технического мышления. 

Залог успешного инженерного образования – это прочные  школьные знания по математике и всему естественнонаучному блоку дисциплин. По данным TIMSS (2007) по качеству математического и естественнонаучного образования Россия находится среди 10 стран из 59, продемонстрировавших наилучшие результаты, уступая только группе лидирующих стран. Следует отметить ряд особенностей, которые прослеживаются при изучении этого авторитетного исследования. Среди старших школьников нет статистических отличий по математике и естествознанию между результатами, полученными в 1995 и 2007 годах. Наличие в тестах внепрограммных заданий не оказывает большого влияния на результаты, в то время как, учащиеся стран, показавших значимо превышающие российские результаты, выполняли эти задания значительно лучше российских школьников. Результаты, показанные странами-участницами на четырех этапах исследования (в 1995, 1999, 2003 и 2007 годах), убедительно показывают, что лидируют учащиеся фактически одних и тех же стран (Тайвань, Республика Корея, Сингапур, Гонконг, Япония) [1]. Причем их относительные результаты меняются, но в сравнении с Россией они занимают существенно более высокие позиции. Таким образом видно, что системы образования индустриально развитых стран не только дают базовые знания, но и культивируют техническое творческое мышления, как результат большой процент баллов за счет внепрограммных заданий. 

В то время как ВУЗ ждет абитуриентов не только с фундаментальными знаниями, но и со способами поиска знаний, которые нужны для жизни в меняющемся мире, современная школа не может их подготовить и в связи с отсутствием ресурсов и мотиваций для решения этой сложной задачи. 

Серьезной проблемой для развития технического мышления у выпускников школ является Единый государственный экзамен. Выпускники и учителя выбирают короткий путь к успеху – натаскивание и зубрежку определенного материала, что убивает творческий подход к решению задач. 

Для обеспечения согласованности и преемственности школьного и вузовского образования предлагается вводить специальные курсы для ликвидации пробелов школьного образования по математике и естественнонаучному блоку [2, 3].  

Такой подход, возможно, компенсирует неполученные знания, однако, вряд ли сможет развить у обучаемого логику, рациональность и системность мышления, способствовать формированию особого типа научно-теоретического мышления. 

Переход из школы в ВУЗ должен сопровождаться отбором абитуриентов с необходимыми для данного образовательного учреждения сформированными компетенциями. К сожалению, на сегодня этот этап полностью отсутствует в связи с введением ЕГЭ. 

Другой серьезной причиной, которая серьезно сказывается на качестве образования, является огромное число вузов и поредевшее в связи с демографической ситуацией количество потенциальных абитуриентов. В этой ситуации вузы, стремясь выжить и сохранить бюджетные места, принимают большой контингент студентов с низким уровнем знаний. 

Важно, чтобы в ВУЗ приходили абитуриенты, не только обладающие профессионально важными качествами, но и мотивированные на получение конкретной профессии. Однако, как показывают исследования, и с этим тоже не все благополучно. Большинство старшеклассников не очень представляют содержание будущей профессии, особенно это касается инженерных специальностей [4]. 

Доминирующими мотивами старшеклассников при выборе профессии в инженерном образовании являются: возможность в выбранной профессии удовлетворить потребности в общении и признания себя как личности, а так же конъюнктуры общественного мнения о приоритете избираемой профессии и ее рейтинга на рынке труда профессий, школьники в первую очередь ориентированы не на содержание конкретной профессии, а на легкость удовлетворения потребности в общении [4]. 

Важным фактором выбора профессии становится социальный феномен «мода на профессию». Рейтинг предпочтений выпускников возглавляют экономические и инженерно-экономические специальности, юриспруденция, менеджмент и специальности, связанные с компьютерными технологиями [4]. 

В решении данной проблемы основное место занимает создание в школах профильных классов. Ученики профильных классов активно участвуют в научно-исследовательских работах, проводимых под руководством сотрудников кафедры. Исследования проводятся, в том числе, в именных лабораториях АК «Транснефть», где имеется современное оборудование, используемое в данной отрасли. Такой подход позволяет не только развивать творческое мышление, но и знакомиться с сутью будущей потенциальным абитуриентам. Лучшие работы докладываются на молодежных конференциях УГТУ. 

Одним из существенных недостатков в развитии научно-технического потенциала является все увеличивающийся разрыв между академической и вузовской фундаментальной наукой. Это приводит к снижению качества образования, делает практически недоступными для студентов и аспирантов лаборатории и современные уникальные установки академических институтов. Для достижения целей необходимо развитие опытно-экспериментальной и приборной базы фундаментальных исследований для совместного использования научными сотрудниками, преподавателями, студентами, аспирантами высших учебных заведений и научно-исследовательских организаций [5]. Удаленность учреждений академической науки и их внутренние проблемы не всегда дают возможность использовать данную технологию повышения качества вузовского образования. 

Изучение теоретического материала вне связи с практическими задачами монотонно и утомительно для современных студентов. Решение интересной научно-исследовательской задачи усиливает мотивационный компонент образовательного процесса, что облегчает усвоение теоретических знаний и формирование практических навыков. Помимо этого решение реальных практических задач позволяет реализовывать следующие умения:  коммуникационные; восприятия; анализа; взаимодействия; управлять учебным процессом. Основными инструментами развития высшего образования являются современные методы инженерного творчества, главными из которых являются классическая теория решения изобретательских задач и разработки сделанные на ее основе. 

Как известно, в качестве одной из возможных стратегий построения системы подготовки специалистов выдвигается необходимость осуществления интеграции дисциплин, междисциплинарного взаимодействия в рамках учебных планов по подготовке специалистов с высшим образованием. Полагается, что в итоге оно позволит сформировать у студентов указанные способности, причем с помощью всех участвующих в данном процессе дисциплин. 

В настоящей работе предпринята попытка использования научной разработки полезной модели «Беспроводной пульсометр», разработанной на кафедре Электрификации и автоматизации технологических процессов Ухтинского государственного технического университета, для формирования практических навыков студентов трех направлений подготовки [6]. В этом плане основную роль сыграла научно-педагогическая школа, созданная на кафедре ЭАТП в 2001 году «Автоматизация, управление и идентификация в сложных технологических системах» и зарегистрированная в Министерстве образования РФ. 

Передача телеметрической информации является востребованной  задачей будущих специалистов в области электрификации и автоматизации технологических процессов. С этой целью для направления подготовки 140600.68 – электроэнергетика и электротехника по дисциплине «Микропроцессорные системы и средства» создана лабораторная работа «Элементная база устройства для передачи телеметрической информации»; в которой студенты знакомятся с современной элементной базой телеметрических систем и экспериментируют с вариантами передачи информации.  

Актуальной задачей выпускников в области производственной безопасности является нормирование труда, на сегодняшний день эти навыки формируются путем решения теоретических задач, что снижает интерес к познанию. В связи с чем, для направления подготовки 280700.62 – Техносферная безопасность по дисциплине «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности» создана лабораторная работа «Гигиеническое нормирование тяжести труда», где студенты, получая реальные данные, проводят нормирование своего труда и труда преподавателей. Реализация этой лабораторной работы способствует формированию компетенций (ОК-8) – способность работать самостоятельно и (ОК-10) – способность к познавательной деятельности ФГОС по направлению подготовки 280700 – «Техносферная безопасность». 

Важнейшей задачей будущих специалистов в области физической культуры является распределение и дозирование нагрузки в течение учебного занятия, в настоящее время эта задача решается путем дискретных измерений через определенные промежутки времени. Эта технология не так точна и требует отвлечения занимающихся от учебного процесса. Новая технология изучения моторной плотности занятия (тренировки) с использованием беспроводного пульсометра, позволяет получать данные непрерывно в течение всего урока, не отвлекая учащихся. Поэтому для направления подготовки 034300.62 – Физическая культура по дисциплине «Гигиенические основы физкультурно-спортивной деятельности» создана лабораторная работа «Определение моторной плотности урока», которая позволяет на современном уровне изучать и дозировать нагрузку в течение учебного занятия (тренировки). Решение этой задачи подобным образом позволяет лучшим образом сформировать компетенцию (ПК-8) – осознает истоки и эволюцию формирования теории спортивной тренировки, медико-биологические и психологические основы и технологию тренировки в избранном виде спорта, санитарно-гигиенические основы деятельности в сфере физической культуры и спорта предусмотренной ФГОС по направлению подготовки 034300 – Физическая культура. 

Сегодня необходимо развивать новый подход к инженерному образованию, формированию у специалиста в области техники и технологии не только определенных знаний и умений, но и особых «компетенций», сфокусированных на способности применения их на практике. Проблемно-ориентированный подход к обучению позволяет сфокусировать внимание студентов на анализе и решении какой-либо конкретной проблемной ситуации. При этом иногда важно не столько решить проблему, сколько грамотно ее поставить и сформулировать т.е. к предложенной форме обучения не только студенты, но и преподаватели должны быть готовы. Разобраться в сложившейся ситуации и помочь в освоении учебного материала может помочь только квалифицированный преподаватель: он не только организует самостоятельную работу студентов (рефераты, тестирование, контрольные и курсовые работы), но в условиях регламента времени на изучение дисциплины умеет выбрать наиболее важные аспекты для изучения. 

Полагаем, что  внедрение в учебный процесс научных разработок позволит повысить мотивационный компонент образовательного процесса и перевести на качественно новый уровень формирование практических навыков будущих выпускников, а сотрудничество ВУЗа и школы на основе научно-технического творчества позволит привлечь в технический университет мотивированных абитуриентов с задатками инженерного мышления. 

Литература

1. Черных А. И. Международные исследования как диагностический инструмент оценки уровня развития компетентности обучаемых в мировом образовательном пространстве / А. И. Черных // Казанский педагогический журнал. – 2008. - № 3. – С. 3-12.

2. Рассоха Е. Н. К проблеме развития математических способностей студентов технических специальностей / Е. Н. Рассоха, Л. М. Анциферова Л.М. // Вестник ОГУ. – 2010. - № 9(115). – С.189-195.

3. Соловьев А. Довузовская подготовка – условие повышения качества инженерного образования / А. Соловьев, З. Сазонова // Высшее образование в России. – 2008. - № 8. – С.46-51.

4. Овчинников Д. Е. «Мода на профессию» как фактор выбора образовательной стратегии учащихся / Д. Е. Овчинников // Вестник СамГУ. – 2010. - № 1(75). – С.58-63.

5. Исмагилов Ф. Р. Тенденция укрепления связи высшего технического образования и науки / Ф. Р. Исмагилов, Г. С. Мухутдинова, Н. Л. Бабикова // Современные проблемы науки и образования. – 2008. - №4. - С.71-74.

6. Пат. 123650 Российская Федерация: МПК U 1 A 61В 5/24 Беспроводной пульсометр / З. Х. Ягубов, А. Е. Жуйков, С. А. Шарнин; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Ухтинский государственный технический университет». - № 2012130755/14; 17.07.2012, опубл. 10.01.2013. Бюл. № 3.

Рекомендовано к публикации:
А.А.Ахаян, доктор педагогических наук, член Редакционной Коллегии

_____

Andrey E. Zhuikov 
Candidat of Medical Sciences, Associate Professor, Department of Industrial Safety and Environmental Protection, Ukhta State Technical University, Ukhta
zhuykov72@gmail.com

Elena V. Teterevleva
Senior Lecturer, Department of electrification and automation of manufacturing processes, Ukhta State Technical University, Ukhta
eteterevleva@ugtu.net

Zafar Kh. Yagubov 
Doctor of Tecnical Scinces, Head of the Department of Electrification and Automation of Manufacturing Processes, Ukhta State Technical University, Ukhta
zyagubov@ugtu.net  

On the use of scientific and technological achievements for the development of engineering students' thinking 

The article discusses the technology of engineering thinking of engineering students with the scientific and technical work in specialized classes of schools and then in high school, with the further use of the received scientific and technical developments in the learning process. 

Keywords:
formation of skills, development of engineering thinking, research and development, specialized classes

Literatura

1. Chernykh A. I. Mezhdunarodnye issledovaniya kak diagnostichesky instrument otsenki urovnya razvitiya kompetentnosti obuchayemykh v mirovom obrazovatelnom prostranstve / A. I. Chernykh // Kazansky pedagogichesky zhurnal. – 2008. - № 3. – S. 3-12.

2. Rassokha Ye. N. K probleme razvitiya matematicheskikh sposobnostey studentov tekhnicheskikh spetsialnostey / Ye. N. Rassokha, L. M. Antsiferova L.M. // Vestnik OGU. – 2010. - № 9(115). – S.189-195.

3. Solovyev A. Dovuzovskaya podgotovka – usloviye povysheniya kachestva inzhenernogo obrazovaniya / A. Solovyev, Z. Sazonova // Vyssheye obrazovaniye v Rossii. – 2008. - № 8. – S.46-51.

4. Ovchinnikov D. Ye. «Moda na professiyu» kak faktor vybora obrazovatelnoy strategii uchashchikhsya / D. Ye. Ovchinnikov // Vestnik SamGU. – 2010. - № 1(75). – S.58-63.

5. Ismagilov F. R. Tendentsiya ukrepleniya svyazi vysshego tekhnicheskogo obrazovaniya i nauki / F. R. Ismagilov, G. S. Mukhutdinova, N. L. Babikova // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. – 2008. - №4. - S.71-74.

6. Pat. 123650 Rossyskaya Federatsiya: MPK U 1 A 61V 5/24 Besprovodnoy pulsometr / Z. Kh. Yagubov, A. Ye. Zhuykov, S. A. Sharnin; zayavitel i patentoobladatel FGBOU VPO «Ukhtinsky gosudarstvenny tekhnichesky universitet». - № 2012130755/14; 17.07.2012, opubl. 10.01.2013. Byul. № 3.