ИЗВЕСТИЯ УРАЛЬСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ГОРНО ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ АКАДЕМИИ
1997 СЕРИЯ: ГОРНАЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА Вып.6
ВОПРОСЫ МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ
УДК 483:681.3:62:001.63
К. П. Порожский, В.И. Сайтов
ПРИНЦИПЫ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА ПРИ ОБУЧЕНИИ СПЕЦИАЛЬНЫМ ДИСЦИПЛИНАМ НА КАФЕДРЕ ГМК
Квалификационной характеристикой горных инженеров-механиков предусматривается развитие у них навыков и выработка умений, необходимых для конструирования и исследования, грамотной и эффективной эксплуатации разнообразного горного оборудования.
Сложность используемых и вновь создающихся средств механизации технологических операций при добыче и переработке минерального сырья, как и всех технических систем [ТБ], возрастает по экспоненте [2]. При этом возникает определенное противоречие между все возрастающей сложностью объектов проектирования и эксплуатации, которые в нашем случае выступают как объекты познания и обучения, и требованиями сокращения сроков проектирования и повышения качества, в нашем случае имеется в виду повышение качества обучения студентов специальным дисциплинам. Разрешение этого противоречия возможно на основе последовательного использования принципов системного подхода в процессе обучения.
Известны следующие определения: системный подход - это совокупность методов описания сложных объектов в качестве единого целого во всех его внешних и внутренних связях, или совокупность научных методов и практических приемов решения разнородных проблем, возникающих в целенаправленной деятельности.
Мы не будем останавливаться на принципах, обозначенных в названии статьи, полагая их известными большинству читателей. Расскажем об опыте, наработанном в процессе освоения и применения принципов системного
анализа и системотехники в научных исследованиях, ведущихся на кафедре, и последовательного применения и внедрения их в учебный процесс при изучении студентами специальных дисциплин.
По программе второго уровня (бакалавры) к этим дисциплинам относятся:
«Горные и нефтегазопромыеловые машины и комплексы»;
«Проектирование и конструирование горных машин»;
«Машины для открытых и подземных горных работ»;
«Дробильно-размольное оборудование»;
«Геологоразведочное и нефтегазопромысловое оборудование»;
«Системное проектирование».
По программе третьего уровня (инженеры):
«Композиция и декомпозиция машин и их элементов»;
«САПР горных машин»;
«Моделирование машин для открытых и подземных горных работ»;
«Моделирование дробильно-размольного оборудования»;
«Моделирование геологоразведочного и нефтегазопромыслового оборудования».
Системный подход, как известно, предполагает методологическое единство при решении любых проблем, в том числе и проблем обучения. Решение этой проблемы, на наш взгляд, реально потому, что по существу идеологией системного подхода, разумеется, в различной степени, прониклись и освоили его все преподаватели кафедры .
На рисунке представлена обобщенная схема системного проектирования горных машин. Исходя из этой логики, показанной на схеме, излагается изучаемый материал в той или иной мере подробности, в зависимости от изучаемой дисциплины и специализации студентов.
Как видим, здесь отражена взаимосвязь между технологией ведения горных работ и горными машинами как операторами в единой технологической цепи от подготовки горной массы к разработке и добыче до подготовки полезного ископаемого к обогащению.
Следование приведенной схеме позволяет с гарантированным положительным эффектом:
- изучать объекты в соответствии с иерархической подчиненностью в системе горного предприятия, устанавливать внутренние и внешние связи;
- формировать единую систему понятий по горным машинам, основываясь на сущности и закономерностях структуры, создания и использования технических систем, а не только на отдельных эмпирических данных, относящихся к конкретным горным машинам.
Структура процесса обучения включает в себя следующие блоки:
- описание потребности или функции, установление целевой функции;
- решение задач анализа, синтеза, «черного ящика»;
- оценка и обеспечение соответствия технического объекта свойствам операнда и внешним условиям на основе системы критериев;
/ »Лжда N
V гХиес/тг&г )
¿/ллря/пмг гр] /г&кмньегг ] -кЩ
- решение задач анализа, синтеза, «черного ящика»;
- декомпозицию целевой функции;
-построение функциональной структуры и орган оструктуры, конструирование технических систем - машин;
- моделирование машин и их рабочих процессов;
- решение различных задач эксплуатации технических объектов на основе системного подхода.
При этом любая ТБ рассматривается как элемент системы преобразования [2], основу которой составляет тот или иной технологический процесс [Т2]. В свою очередь Tg представляет собой совокупность различной сложности операций, которые и служат основой функций Ф..
На основе функциональной структуры строится модель органоструктуры, после оптимизации которой получаем конкретные системы ТБ., и только после рассмотренных процедур осуществляется переход к конкретному проектированию.
Такой подход ориентирует будущих специалистов на конечную цель, позволяет им видеть взаимосвязи, понимать и применять целостность как принцип, а также распознавать в различных технических объектах существенные аналогии и отношения. Эти навыки особенно важны для конструкторов.
Здесь рассмотрена логика и последовательность изложения материала при изучении специальных дисциплин, вместе с тем при продекларированном нами системном подходе, как и вообще в процессе познания, немаловажное значение имеет и процесс обучения. Его следует рассматривать как целостный процесс, который развивается на следующих уровнях познания: когнитивный (информационный), чувственный, эмоциональный и интуитивный. В гуманистической психологии К. Роджерса этот метод называется личностно-ориентированным обучением [1]. Он ориентируется не на изложение
V ЭФ&гкгп )
Обобщенная схема системного анализа и проектирования ТС
необходимой программы предметов и ее усвоение, а на возможности и способности конкретной личности, на развитие новых творческих потенциалов. Метод может быть реализован, в первую очередь, в том случае, когда удастся сформировать коллектив, представляющий собой открытую самообучающуюся, точнее, взаимообучающую систему. Студент опирается на свои возможности и сам определяет их направление и развитие. Познание идет одновременно по выше приведенным четырем уровням.
Взаимодействие учителя и ученика при таком обучении должно строиться на следующих условиях:
- искренность, откровенность, неподдельность учителя в отношении своих учеников;
- полное доверие учителя к своим ученикам;
- эмпатия, т.е. проникновение в личный внутренний мир восприятия другого человека и становление способности в совершенстве ориентироваться в нем;
- разделение ответственности за результаты учебы между учителем и учащимся.
Признаки, характеризующие «традиционный» и личностно-ориентированный методы обучения, приведены в таблице. В таблице отражены основные аспекты процесса обучения: зачем, как, кто и чему учит, а также оценка эффективности обучения.
Представляется, что каждый может определить, насколько применяемый им метод обучения соответствует приведенным в таблице. Оба метода имеют место в практике обучения, и каждый обладает определенными положительными моментами, которые должны соответствовать определенному способу познания, как преподавателя, так и студентов.
В предложенном методе процесс обучения не разделяется на этапы вложения (передачи) знаний и последующего их контроля, а представляет собой этап формирования целостной личности, индивидуальности.
Исследования, проведенные в США доктором Аспи по средним и начальным школам, показали, что при его использовании совершенствуются не только ученики, но и учителя, т.к. процесс обучения имеет тенденцию углубляться и развиваться в более быстром темпе, чем в традиционной форме. Его можно назвать самоинициируемым. Главный итог заключается в формировании у преподавателей и учащихся позитивной "Я - концепции".
Эта методика хорошо может быть реализована при изучении специальных дисциплин и, особенно, в вопросах конструирования.
За последние годы на кафедре некоторые преподаватели применили в своей практике принципы личностио-ориентированного обучения. Отметим, что главная цель здесь -формирование творческого коллектива. В этом коллективе преподаватель выполняет следующие функции:
- ставит интересную задачу, которая обычно не имеет однозначного решения;
Характеристики форм обучения
№
Признаки
Характеристики форм обучения по признакам традиционная личностно-ориентированная
1. Цель обучения
2. Функции 1ОД&В
студента (с
преподавателя (п)
с)
3. Кто формирует программы обу-учения
4. Процесс обучения 4.1. Форма занятий
4.2. Дисциплина
4.3. Психологический климат
5. Оценка результата
5.1. Орг. форма
5.2. Поощрение
6. Результаты обучения
Повышение социального статуса и интеллекта
п - обладатель и
транслятор знаний с - пассивный «ожида-тель»
Преподаватель или группа преподавателей
Лощии или другой вид вербального обучения (путь «вложения» знании)
Власть п ре подавателя-дисциплина извне (держится на чувстве страха)
Минимум взаимного довериям - надсмотрщик, с - обманщик, лицемер
Экзамен - характеризует степень усвоения знаний
Оценка - как показатель уровня интеллекта
Развитие интеллекта, увеличение объема знаний. Неопределенная "Я"-концепция*
Становление личности, активное удовлетворение собственного интереса
п - инициатор процесса
взаимообучения, с = активный участник процесса саморазвития в коллективе (самоинициация )
Преподаватель-!- группа студентов на основе взаимной ответственности за результаты
Дискуссии как результат самостоятельной работы
Индивидуальная ответственность и самодисциплина
Искренность и открытость, забота и понимающее слушание: максимум взаимного доверия и ответственности
Весь процесс обучения - шаг в по-познании путей поиска знаний
Поощрение за поддержание климата общения на занятиях и за пополнение объема знаний коллектива
Развитие: 1. интеллекта, 2.творческой индивидуальности: 2.1. чувственное восприятие процесса познания^. 2. искреннее выражение эмоций; 2.3.интуиция. Положительная «Я»-концепция*
Примечание. "Я" -концепция - относительно устойчивая или менее осознанная система представлений о себе и о социальной внешней среде, на основе которой он строит свое отношение к себе и взаимодействие с другими людьми. Это образ собственного «Я», который включает в себя:
1. Осознанные качества и способности личности.
2. Систему взглядов, на основе которой человек строит свое взаимодействие с внешней средой, ее восприятие и отношение к ней.
3. Идеальное Я (каким я хотел бы быть).
«Я» - концепция включает в себя не только социально обусловленные качества личности, но и психологические свойства и ряд потенций, имеющих биологическую, генетическую природу . «Я» -концепция формируется как результат а) взаимодеиствия с внешней средой; б) осознания внутренних свойств и качеств себя самого; в) расширения личностного «Я» - опыта.
- информирует о возможных методах ее решения и первоисточниках;
- оценивает уровень подготовки и наклонности членов творческого коллектива и помогает определить каждому свои функции;
- обеспечивает условия творческого развития каждого.
Цель занятий - обучение до III - IY уровня познания объекта.
Контроль знаний, как отмечалось, не выделяется в самостоятельный этап.
В течение семестра в ходе практических занятий и в часы самостоятельной работы студенты решают индивидуальную задачу. При подготовке к экзамену студент также решает конкретную задачу, требующую большого объема работы с литературой. Обычно дается задача по синтезу конструктивной схемы машины. На эту письменную работу другой студент накануне экзамена пишет рецензию, а на экзамене проводится публичная защита разработки (для разделов, где нет курсовых проектов).
Эффективность обучения оценивается на основании системы оценок. Главное место занимает:
а) желание и способность студента поддерживать климат деловой творческой дискуссии;
б) самооценка с учетом обратной связи (преподаватель, рецензенты);
в) уровень знания объекта. Но главный итог, как представляется, выражен в отзывах студентов:
1) появился ранее исчезнувший интерес к новым знаниям;
2) метод позволяет больше работать самостоятельно, дает свободу творчества;
3) совместная работа студентов и преподавателя позволяет лучше понять предмет и т.д.
Эти отзывы и сами занятия со студентами позволили отметить ряд позитивных изменений у студентов:
- повысилась инициатива и дисциплина;
- появилось желание творчески применить свои знания.
В свою очередь, у преподавателя появляется потребность в творческом развитии этого метода и углубленном изучении предмета. Открылись нойые интересные грани дисциплины. Вообще учить стало интереснее.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Роджерс К. Взгляд на психотерапию и второе становление человекагМ.: Прогресс, Универс, 1994, - 479 с.
2. Хубка В. Теория технических систем /Пер. с нем.- М.: Мир, 1987. - 208 с.