CC BY
22
Scientific journal PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Науковий журнал Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видаеться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Мурашковська В.П., Казнадiй С.П. Окрем'1 аспекти формування профес/йно1 компетентност/ майбутшх /нженер/в-мехашк'!в у процес математичноf пдготовки у ВНЗ. Ф'!зико-математична освта. 2018. Випуск 4(18). С. 121-125.
Murashkovska Vira, Kaznadiy Svitlana. Some Aspects Of Professional Competence Of Future Mechanical Engineers In The Process Of Mathematical Training In Universities. Physical and Mathematical Education. 2018. Issue 4(18). Р. 121-125.
DOI 10.31110/2413-1571-2018-018-4-020
УДК 378.4
В.П. Мурашковська
Чернiгiвський нац/ональний технолоячний унiверситет, Украна
[email protected] С.П. Казнадш
Чернiгiвський нац/ональний технолоячний унiверситет, Украна
ОКРЕМ1 АСПЕКТИ ФОРМУВАННЯ ПРОФЕС1ЙНО1 КОМПЕТЕНТНОСТ1 МАЙБУТН1Х 1НЖЕНЕР1В-МЕХАН1К1В У ПРОЦЕС1 МАТЕМАТИЧНО1 ПОДГОТОВКИ У ВНЗ
Анотац'я. У дашй статт'1 розглянуто в'дпов'дшсть м'ж профес/йною д'тльшстю i навчальною математичною д'тльшстю майбутнього 'тженера-механ'ка. Висв'тлено особливостi формування профе^йно)' компетентност'1 у процеа математичноf пдготовки майбутшх iнженерiв-механiкiв. Зазначено, що важливою складовою ланкою навчальноf дiяльностi студент/в е формування прийом'в роботи з навчальними математичними матер/'алами. Навчальнi завдання повинн ор'ентувати майбутшх iнженерiв-механiкiв на формування профеайноf компетентност'1. Студенту необх'дно мати математичн/' знання для виршення практичних завдань, вм/'ти застосовувати математичн/' методи для моделювання виробничих, технолог'чних процесв в подальш'й профеайноf дiяльностi. Сформульовано вимоги до системи навчальних математичних завдань, що висуваються на початковому етапi навчання студент/в в техшчному вуз/. Саме на початку трудового шляху важливо правильно «закласти фундамент» профеайного становлення. Дуже важливою е iнтеграцiя математики з'1 спе^альними предметами, що п/'двищуе мотивац/'ю вивчення математики студентами, як пор'внюють доцльшсть вивчення дисципл'т з ¡х професiйною значущiстю. Проанал'!зовано, що вивчення математики у ВНЗ необх'дно ор'ентувати в русло застосування комп'ютерних засоб'в для вир'шення р'зних математичних задач. Завданням математичноf пдготовки в вузах е п1'дготовка студент/в до власне математичноf д'тльност'!, яка спрямована на створення об'ективно нового i значущого для суспльства математичного знання, що виражаеться в ум/нн ор'ентуватися в математичному матер/алi i творити в ньому. Це передбачае самост/йний пошук i визначення потрiбноf iнформацп, синтез р/зно1 iнформацп.. На основi проведеного досл'дження автором виявлено вимоги, як доцльно використовувати до математичних завдань при орган/зацИ навчальноf д'тльностi майбутшх iнженер'в-мехашк'в. Нов/тнi iнженерн iнновацп реал'зуються на фунтовному науковому фундаментi i пдтверджуються математичним обфунтуванням. Математично осв'чений фах'вець, як правило, е профеайно успшним.
Ключов! слова: 'тженери-мехашки, математична пдготовка, вимоги, принципи, профес/йна компетентшсть, р/внi сформованостi.
Постановка проблеми. 1нновацмний характер сучасно! економнноТ дiяльностi та HOBi технолопчы процеси на виробницв вимагають забезпечення такими Ыженерними кадрами, як здатн виршувати принципово HOBi завдання i е не характерними для старих виробництв. Зазначена специфта Ыженерно! освти потребуе посилення вимог до навчальноТ дiяльностi майбутых iнженерiв-механiкiв, в тому чи^ до дисциплш математичного циклу. У даний час кнуе i доступно для використання студентами велика кшьмсть матерiалiв з математики самого рiзного виду (пщручники i навчальн поабники з напрямку навчання, вщео-лекцп рiзних роздЫв математики, програмне забезпечення, математичн програми для розв'язування завдань та шше). Тому важливим завданням навчання майбутых iнженерiв-механЫв стае вибiр такого навчального математичного матерiалу, вивчення якого буде достатньо для виршення сучасних завдань шженера.
Аналiз останшх дослщжень i публтацш. У науц накопичено певний потенщал для виршення теоретико-прикладних задач, якi пов'язанi з проблемою формування профеайно!' компетентности у процеа математично!' пщготовки iнженерних кадрiв. Особливостi формування iнженерного професiоналiзму вивчалися В.В. Воловтом, А.А. Криловим, Б.Ф. Ломовим. Теоретичн основи дослiдження профеайно! дiяльностi iнженерiв предстaвленi в працях
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
С.В. Белова, С.У. Гончаренко, О.А. Дубасенюка, Н.Г. Ничкало, П.Д. Сарккова, 1.Б. Федорова, О. Г. Ярошенко. У роботах Р.А. БлохЫо'|', Г.С. Жуково!', Ю.М. Колягiна, Г.Л. Луканюна розглянута проблема професiйно-орieнтованоï математичноУ пiдготовки фахiвцiв рiзного профiлю у ВНЗ. Однак недостатньо дослщжень, як розкривають специфiку формування професiйноï компетентности майбутнiх iнженерiв-механiкiв у процесi математичноУ пiдготовки у ВНЗ з урахуванням сучасних особливостей використання математичних i комп'ютерних технологiй в ïx профеайнш дiяльностi.
Метою CTaTTi е формування у студенев прийомiв по робот з навчальним математичним матерiалом, що застосовуються в професiйнiй дiяльностi iнженерiв-меxанiкiв на основi встановлення вiдповiдностi мiж професiйною дiяльнiстю i навчальною математичною дiяльнiстю, та проаналiзованi вимоги до системи навчальних математичних завдань.
Для виршення поставлених завдань використовувалися таю методи дослщження, як теоретичнi: аналiз науково-методичноУ лiтератури; аналiз навчальних програм, тдручникв, посiбникiв; виявлення загальних закономiрностей та вивчення типових пiдxодiв до розв'язання математичних задач. Застосування методiв дедукцп (одержання загальних висновкiв на основi окремих фактiв), аналiзу значущих факторiв, що необxiдно враховувати при розв'язанн конкретних задач.
Виклад основного матерiалу. Навчальна дiяльнiсть студентiв на початковому етат навчання становлення професiйноï компетенцп будь-якого фаxiвця, i iнженера в тому числ^ починаеться ще на першому курсi ВНЗ i розвиваеться в подальшому на протязi вае'|' трудово!' дiяльностi. Але перший курс навчання в вузi займае особливе мкце у фундаментальнiй (базовiй) профеайый пiдготовцi майбутнix iнженерiв-меxанiкiв. З ще причини першокурсникам пропонуеться вивчення найважливших дисциплiн (фiзики, xiмiï, iнформатики, математики та ЫшМ), на якi спираються дисциплiни професiйного циклу в подальшому. Вивчення математики проходить якраз в цей перюд. Отже у викладанн математики, метою якоï е формування професiйноï компетентностi i яка необхщна майбутньому iнженеру-меxанiку, необxiдно враховувати наявн особливостi цього перiоду. Цi особливост початкового студентського перiоду (адаптацiя в новш сферi, вивчення фундаментальних дисциплЦ змiна навчальноï дiяльностi i потреба в самореалiзацiï, професiйне становлення та отримання професiйноï освiти) повиннi визначити найбтьш ефективний спосiб органiзацiï навчальноï математичноï дiяльностi студентiв.
Вивчаючи вищу математику в ВНЗ студенти узагальнюють наявнi шкiльнi знання i отримують новi знання. При вивченнi математичних роздЫв дiяльнiсть майбутнix iнженерiв-меxанiкiв орieнтована на роботу з дидактичними матерiалами в процесi якоï студенти знайомляться з узагальненими математичними конструкщями i об'ектами. Вивчення вищоï математики вщбуваеться за допомогою навчальних дидактичних матерiалiв: записiв лекцiй, тдручниюв, навчальних i методичних поабниюв, електронних ресурсiв, як запропонованi для вирiшення завдань (типових розрахунюв, контрольних робiт, модулiв), математичних програмних продуктв i т.д. 1нтегрован заняття, iнтегрованi модулi, iнтегрованi курси надають можливост для узагальнення, структурування, систематизацп матерiалу, студенти набувають досвщ пiзнання процесiв i явищ, що сприяе розвитку творчих здiбностей, формуванню профеайно значущих якостей майбутнix iнженерiв-меxанiкiв [3]. А пiдготовка студентiв до застосування математичноï теорп для моделювання техычних процесiв, передбачае якраз створення нового: новоï технологи, нового мехаызму, нових методiв i iн. Слщ вiдзначити, що теxнiчна документацiя з якою будуть працювати майбутнi шженери-механти, за своею структурою близька до математичного матерiалу. 1х об'еднуе: стислкть, формалiзованiсть, наявнiсть математичноï обробки даних та muri параметри. У зв'язку з вищесказаним, отриманi новi математичн знання (методи математичного моделювання) повинн забезпечувати студенту вмiння ïx застосовувати в професшних дисциплiнаx.
Зауважимо, що чгтку вiдповiднiсть мiж математичною дiяльнiстю i майбутньою професiйною дiяльнiстю шженера-механта провести складно, так як будь-який вид професiйноï дiяльностi iнженера включае в себе i Грунтуеться на синтезi складових математичноï дiяльностi. Але можна видтити деякi основнi складовi в кожному виду дiяльностi (навчальноï математичноï i майбутньоï професiйноï) i зктавити ïx (таблиця 1). Таким чином, при вивченн математики, оргаызащю процесу навчання майбутнix iнженерiв-меxанiкiв необхщно направити в русло формування у студенпв прийомiв по роботi з навчальним математичним матерiалом, який вщповщае прийомам, що застосовуються в професшый дiяльностi iнженера-меxанiка, тобто формують професшну компетентнiсть майбутнix iнженерiв-меxанiкiв.
В даний час кнуе i доступно для використання студентами велика кшьшсть матерiалiв з математики самого рiзного виду (пщручники i навчальнi посiбники з напрямку навчання, вщео-лекцп рiзниx роздЫв математики, програмне забезпечення, математичнi програми для виршення завдань i Ыше). Тому, важливим завданням навчання, стае вибiр оптимального навчального математичного матерiалу, вивчення якого буде достатньо для досягнення мети вивчення математики.
Ще Г. Г. Гадамер [1] вщзначав, що зрозумти матерiал - значить зрозумiти питання з яким ти до нього звертався. Однак, як показуе досвщ, на початковому етат навчання у ВНЗ студенти ще не здатн самоспйно i своечасно конкретизувати завдання з вивчення нового матерiалу i виршити проблеми як при цьому виникають. Отже, щоб створити умови студентам, для засвоення нового навчального матерiалу, необхщно пщготувати ïx до сприйняття новоï шформацп i виробити досвiд роботи з новим математичним матерiалом. Тому основне завдання викладача при формуваннi професiйноï компетентностi майбутнix iнженерiв-меxанiкiв у процес математичноï пiдготовки полягае в пiдборi навчальних завдань i створеннi таких проблемних ситуацй вирiшуючи якi, студент не ттьки прийде до розумЫня дослiджуваного матерiалу, а й сформуе необхщн прийоми роботи з ним. Отже, важливою складовою ланкою навчальноï дiяльностi студентiв е формування прийомiв роботи з навчальними математичними матерiалами. Навчальнi завдання повиннi орieнтувати майбутых iнженерiв-меxанiкiв на формування професiйноï компетентности.
Вивчивши загальнi вимоги до оргаызацп роботи з навчальними завданнями, запропонованими Е I. Машбщ [2], можна сформулювати вимоги до системи навчальних математичних завдань, як висуваються на початковому етат навчання майбул-лх iнженерiв-меxанiкiв.
Таблиця 1.
Вщповщшсть мiж професшною дiяльнiстю i навчальною математичною дiяльнiстю майбутнього iнженера-механiка
Профеайна дiяльнiсть Навчальна математична дiяльнiсть
Вид Основы склaдовi Вид Основы склaдовi
1. Розрахунково- проектна д'яльн'сть - збiр i aнaлiз шформацшних вихщних даних для проектування; - розрахунок i проектування деталей i вузлiв вщповщно до техычного завдання; - розробка проектноУ i робочо'1' технiчноï документаци, -оформлення закнчених проектно-конструкторських робiт; - проведення попереднього технiко-економiчного обГрунтування проектних розрахункв i iнше 1. Д'яльшсть при розв'язуванш задач - знання структури i системи стввщношень мiж дослщжуваними математичними поняттями, властивостями, методами; - вмЫня перебудовувати i знаходити новi прийоми розв'язання математичних задач; - складання математичних моделей найпростших процеав i явищ; - розв'язування задач в нестандартних ситуащях.
2. Експеримен-тально-досл'дницька д'яльн'сть - вивчення науково-техычно'|' iнформauiï, вiтчизняного i зaрубiжного досвщу по темaтиui дослiдження; - математичне моделювання процеав i об'ектiв на бaзi стандартних пaкетiв автом атизованого проектування i дослщжень; - проведення експериментв по зaдaнiй методиui i aнaлiз результaтiв; - проведення вимiрювaнь та спостережень, складання опису проведених дослiджень; - пщготовка даних для складання оглядiв, звтв i наукових публiкauiй. 2. Д'яльшсть по застосуванню математичноÏ 'шформацп - сaмостiйне використання основноУ та додатковоУ математично) лiтерaтури; - вмЫня застосовувати символьну мову математики; - перетворення словесного i грaфiчного мaтерiaлу в мaтемaтичнi вирази i назад, використовуючи зв'язки мiж математичними мaтерiaлaми; - проведення розрaхункiв в рамках побудовано'|' моделi, дослiдження та оцЫювання точностi розрaхункiв; - використання комп'ютерних математичних програм для розв'язання математичних задач.
3. Органь зацйно-управл'шська д'яльн'сть - складання техычно'|' документаци (грaфiкiв робiт, Ыструкцш, плaнiв, кошторисiв, заявок на мaтерiaли, обладнання та т. п.), а також встановлено'|' звiтностi за затвердженими формами; - оргаызащя роботи малих колективiв виконaвuiв; - виконання робiт по стандартизацп i пiдготовui до сертифтацп технiчних зaсобiв, систем, проuесiв, устаткування i мaтерiaлiв; - пiдготовкa вихщних даних для вибору i обГрунтування нaуково-технiчних i оргaнiзauiйних задач на основi економiчних рiшень i Ыше 3. Д'яльшсть по ло^чному обфунтуванню математичних вираз'в - побудова схематичних креслень до завдань, графЫв функцй якi зaдaнi рiзними способами; - вмЫня логiчно обГрунтовувати твердження i висновки; - вмЫня iнтерпретувaти i переформулювати дану математичну модель для подальшого дослiдження.
По-перше, необхiдною вимогою е узагальнений характер навчальних завдань, тобто при виршены конкретно)' математично!' задачi необхiдно формувати вмiння розв'язувати umi класи типових задач - формувати узагальнен прийоми щодо виршення завдань.
По-друге, для забезпечення досягнення не ттьки найближчих навчальних цтей (вивчення даного роздiлу математики), а й вщдалених uiлей, необхiдно враховувати специфту професiйноï дiяльностi майбутнiх iнженерiв-механiкiв. Так одним iз найважливших методiв, який будуть застосовувати в свош дiяльностi iнженери, е математичне моделювання рiзних технологiчних проuесiв i явищ. Тому використання профеайно орiентовaних завдань в практиц викладання вищоУ математики е виправданим.
Слiд пам'ятати, що на початковому етат вивчення вищоУ математики студенти ще не волод^ть достатым рiвнем пiдготовки для формулювання i вирiшення повноuiнного професшного завдання. Тому нaвчaльнi мaтемaтичнi зaдaчi повиннi мiстити в собi завдання на видтення основних властивостей об'ектв, коректний запис сформульованоУ зaдaчi математичною мовою, iнтерпретauiю розв'язування зaдaчi, що представляе собою початковий етап математичного моделювання.
По-трете, розв'язання багатьох Ыженерних задач вимагае великих i трудомктких математичних обчислень, що також накладае cboï вимоги до навчальних математичних завдань початкового етапу вивчення математики. Як вщомо, застосування комп'ютерних математичних систем, дозволяе оптимiзувати i значно полегшити роботу при розв'язуваннi багатьох математичних задач.
Майбутнш iнженер-механiк повинен володiти знаннями як у сво!й професiйнiй областi так i в сумiжних областях. Мати досить фунтовну математичну пiдготовку, вмти орiентуватися в нових досягненнях науки i технти, вмiти використовувати ц досягнення при вирiшеннi професiйних завдань. Все це дозволяе розглядати математичну освп^у як найважлившу складову тдготовки сучасного iнженера.
Вiдомо, що шженерш науки користуються «математичною мовою» для опису реальних явищ, тому в основi програмних продуктiв iнженерноï дiяльностi завжди лежить та чи шша математична теорiя. Для правильного i грамотного застосування комп'ютерних систем необхщне розумЫня використовувано! математично! теорп. Саме «розумЫня», оскiльки володiння фактологiчними вщомостями не дае гарантiй в застосуванн математики.
Отже, вивчення математики у ВНЗ необхщно орiентувати в русло застосування комп'ютерних засобiв для виршення рiзних математичних задач. На початковому етат це знайомство студентiв з основами логiко-алгоритмiчних принципiв математично!' теорп, оволодiнням навичками коректного використання i трактування математичних символiв, операцiй, формул i шше. Практична реалiзацiя принципу профеайно! спрямованостi викладання вищо! математики передбачае ткний зв'язок змiсту навчального курсу з профеайною сферою дiяльностi майбутнiх iнженерiв-механiкiв. Розгляд велико! клькост прикладiв, якi заснованi на реальних даних дослщжень, а також побудова математичних моделей явищ i процеав i !х дослiдження за допомогою комп'ютерних засобiв на завершальному етат вивчення математично! дисциплши. Крiм того, за доцтьне е органiзувати штегроване вивчення курсiв iнформатики та вищо! математики. Це сприяе процесу встановлення мiжпредметних зв'язюв i дозволяе на заняттях з iнформатики вирiшувати деяк завдання, що розглядаються до цього в кура вищо! математики, вже iз застосуванням комп'ютера.
При оргаызацп навчально! дiяльностi майбутнiх iнженерiв-механiкiв до математичних завдань доцтьно використовувати таю вимоги:
- формування профеайно! компетентности на основi узагальнених прийомiв по робот з навчальними математичними матерiалами;
- розв'язування математичних задач, що включають етапи математичного моделювання;
- розв'язування задач з використанням математичних комп'ютерних систем.
Висновки. Для формування профеайно! компетентности майбутшх iнженерiв-механiкiв використовуеться освп>лй проспр що створюе сприятливi умови для становлення професiоналiзму, iндивiдуалiзацi!', спiвпрацi. Це полягае у створены таких проблемних ситуацм i пщбору навчальних завдань з вищо! математики, виршуючи якi, студент не ттьки прийде до розумiння дослiджуваного матерiалу, а й сформуе необхiднi навички роботи з ним. Таким чином, при вивченн вищо! математики, оргаызащю процесу навчання необхщно направити в русло формування у студенев прийомiв по роботi з навчальним математичним матерiалом, який вiдповiдае прийомам, що застосовуються в майбул-лй професiйнiй дiяльностi iнженера-механiка.
Список використаних джерел
1. Гадамер Г.Г. Истина и метод: основы философской герменевтики. М.: Прогресс, 1988. 670 с.
2. Машбиц, Е. И. Психологические основы управления учебной деятельностью. Киев, 1987. 231 с.
3. Мурашковська В.П. Особливост формування змкту математично! освiти майбутых iнженерiв-механiкiв. HayKoei записки. Серiя: Проблеми методики ф/'зико-математично/ i mехнoлoгiчнoï oceimu. Кропивницький: РВВ КДПУ iм. В. Винниченка, 2016.Вип. 10. Част.3 С. 17-22.
References
1. Hadamer H.H. Ystyna y metod: osnovy fylosofskoy hermenevtyky. M.: Prohress, 1988. 670 s.
2. Mashbyts, E. Y. Psykholohycheskye osnovy upravlenyya uchebnoy deyatel'nost'yu. Kyev, 1987. 231 s.
3. Murashkovs'ka V.P. Osoblyvosti formuvannya zmistu matematychnoyi osvity maybutnikh inzheneriv-mekhanikiv. Naukovi zapysky. Seriya: Problemy metodyky fizyko-matematychnoyi i tekhnolohichnoyi osvity. Kropyvnyts'kyy: RVV KDPU im. V. Vynnychenka, 2016.Vyp. 10. Chast.3 S. 17-22.
SOME ASPECTS OF PROFESSIONAL COMPETENCE OF FUTURE MECHANICAL ENGINEERS IN THE PROCESS OF MATHEMATICAL
TRAINING IN UNIVERSITIES Murashkovska Vira
Chernihiv National University of Technology, Ukraine
Kaznadiy Svitlana Chernihiv National University of Technology, Ukraine
Abstract. In this paper we consider the relationship between professional activity and educational mathematical activity of the future engineer-mechanic. The peculiarities of the formation of professional competence in the process of mathematical training of future engineers-mechanics are highlighted. It is noted that the formation of methods of work with educational mathematical materials is an important component of the student's educational activity. Educational tasks should orient future engineer mechanics to form a professional competence. The student must have mathematical knowledge to solve practical problems, be able to apply mathematical methods for modeling production, technological processes in the further professional activity. Here we formulate requirements for the system of educational mathematical tasks, which are put forward at the initial stage of training of students at a technical college. It is precisely at the beginning of the labor path that it is important to correctly "lay the foundation" of professional formation. It is very important to integrate mathematics with special subjects, which raises the motivation for students to study mathematics, who compare the expediency of studying the disciplines with
W3MK0-MATEMATMHHA OCBITA ($MO)
BunycK 4(18), 2018
their professional significance. It is analyzed that the study of mathematics in universities needs to be oriented towards the use of computer tools for solving various mathematical problems. The task of mathematical training in higher educational institutions is to prepare students for their own mathematical activity, aimed at creating an objectively new and important for humanity mathematical knowledge, which is expressed in the ability to navigate the mathematical material and create in it. This involves the independent search and definition of the necessary information, the synthesis of various information. On the basis of the study, the author identified the requirements that would be appropriate to use in mathematical tasks in the organization of training activities of future mechanical engineers. The latest engineering innovations are realized on a solid scientific foundation and confirmed by mathematical substantiation. A mathematically-educated specialist, as a rule, is professionally successful.
Key words: mechanics engineers, mathematical training, requirements, principles, professional competence, levels of formation.
