Проблемы современного профессионального образования и направления его модернизации Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

Территория науки, 2013, № 2

Кустов А. И., Данилова В. В., Мигель И. А.

ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ И НАПРАВЛЕНИЯ ЕГО МОДЕРНИЗАЦИИ

Воронежский государственный педагогический университет, ВУНЦ ВВС ВВА им. профессора Жуковского Н.А. и Гагарина Ю.А.

Ключевые слова: профессиональное образование, модернизация, информационные технологии.

Keywords: vocational training, modernization, information technology.

Аннотация: Представлены результаты применения авторских

разработок в области внедрения информационных технологий в образовательный процесс технологических и естественнонаучных дисциплин. Показано, что эффективность процесса обучения существенно повышается.

Abstract: The application of author’s elaborations in information technology region of education process for technology and nature science is present. We are demonstrated, that effectiveness of education process was increased essentially.

Модернизация подразумевает постоянный переход систем образования в новое состояние. Рассматриваемая проблема подразумевает формирование нескольких направлений модернизации [1-3] и их последовательное развитие (например, формирование базовых представлений; применение блочного и уровневого принципов, внедрение ЦОР-технологий, повышение уровня качества проведения инструментального эксперимента, разработка КЛР, создание алгоритмов решения оригинальных задач на основе информационных технологий, освоение возможностей компьютерной библиотеки и проч.).

Решать поставленные на современном этапе задачи модернизации образования необходимо с использованием комплексного подхода [4,5], вводя инновации в систему и общего, и, особенно, высшего образования. При этом следует как можно шире применять информационные технологии, увязывая их с элементами традиционного, инструментального обучения. Новая парадигма должна обеспечивать вариативность, гибкость, умелое выстраивание траекторий обучения.

Совершенствование образовательного процесса в рамках

38

Территория науки, 2013, № 2

изучаемых на нашей кафедре технологических дисциплин осуществляется по трём базовым направлениям - углубление знаний и умений при изучении естественнонаучных предметов, внедрение информационных технологий в различные типы занятий, создание блоков и банков данных, позволяющих успешно освоить материал самостоятельно. При этом достижение высокого качества подготовки специалистов обеспечивается применением компетентностного подхода. В рамках формирования информационно-технологической компетенции у студентов технологического профиля на нашей кафедре разработан набор комплексных лабораторных работ (КЛР), позволяющий освоить теоретические основы изучаемой темы, выбрать базовые закономерности для их экспериментальной проверки, провести виртуальные компьютерные опыты.

Наиболее эффективным направлением трансформации процесса обучения является формирование нового учебно-методического комплекса (УМК), построенного на инновационных принципах, использование возможностей цифровых образовательных ресурсов (ЦОР), применение информационных технологий и проч. В процессе реализации нового УМК изменяется рабочая программа дисциплины, ее структура, традиционные формы преподавания заменяются новыми, внутри образовательных циклов осуществляется перенос акцентов преподавания на новые элементы и их взаимосвязь. При этом используются уровневый и блочный принципы. Уровневость подразумевает возможность выполнения одних и тех же работ с разными уровнями сложности (обычно их три). Она проявляется в ходе проведения лабораторных работ, направленных на отработку определенных навыков формирования умений графических построений и анализа полученных результатов. Кроме того, контрольные вопросы также могут быть составлены с учетом трех уровней сложности.

Известно, что основная образовательная программа высшего профессионального образования (ООП ВПО), реализуемая ГОУ ВПО «Воронежский государственный педагогический университет» по направлению подготовки 050100 «Педагогическое образование» и профилю подготовки «Технологическое образование», в качестве главной цели предполагает подготовку выпускника, способного успешно работать в сфере образования, социально мобильного, целеустремленного, организованного, трудолюбивого, ответственного, с гражданской позицией, толерантного, готового к продолжению образования и включению в инновационную деятельность на основе овладения общекультурными и профессиональными компетенциями.

39

Территория науки, 2013, № 2

Программа определяет область профессиональной деятельности выпускника (образование, социальная сфера, культура), объекты его профессиональной деятельности (обучение, воспитание, развитие, просвещение, образовательные системы), а также её виды (педагогическую; культурно-просветительскую).

Результаты освоения ООП ВПО определяются приобретаемыми выпускником компетенциями, то есть его способностью применять знания, умения и личные качества в соответствии с задачами профессиональной деятельности. К ним относятся:

а) общекультурные, предполагающие, что выпускник:

- владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

- способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);

- владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-8);

б) общепрофессиональные, обладая которыми выпускник:

- осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОПК-1);

- способен использовать систематизированные теоретические и практические знания гуманитарных, социальных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач (ОПК-2);

- способен нести ответственность за результаты своей профессиональной деятельности (ОПК-4);

в) профессиональные (в области педагогической деятельности), обладание которыми предусматривает, что выпускник:

- готов применять современные методики и технологии, в том числе и информационные, для обеспечения качества учебновоспитательного процесса на конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения (ПК-2);

- способен использовать возможности образовательной среды, в том числе информационной, для обеспечения качества учебновоспитательного процесса (ПК-4) и др.

Для активного внедрения нового (компетентностного) подхода в образовательный процесс необходимо разрабатывать инновационные элементы УМК, опирающиеся, прежде всего, на информационные

40

Территория науки, 2013, № 2

технологии. Примером такого элемента УМК и являются разрабатываемые на кафедре учебно-методические пособия. Пример такого пособия - лабораторный практикум, обеспечивает применение информационных технологий в различных дисциплинах технологического цикла. Ряд примеров из этого издания приведен ниже.

Лабораторная работа № 2.

Тема: Определение температуры спирали, излучательной

способности и

энергетической светимости лампы накаливания с использованием

информационных технологий

Постановка целей занятия: для некоторой ламы накаливания (с площадью излучателя dS = 100 мм2), используемой в автомастерской для сушки краски, необходимо рассчитать температуру спирали Т, излучательную способность rX>T и величину энергетической светимости R3. Экспериментально полученная зависимость излучательной способности от длины волны излучения представлена в таблице. Коэффициент серости К вольфрамовой спирали для используемого излучения можно считать близким к единице.

Таблица - Экспериментально полученная зависимость излучательной способности от длины волны_______

^мкм X 0,3 0,5 0,7 0,8 0,9 1 1,15 1,25 1,4 2 1,72 9 1,93 6 2,05 8

r IT (Вт/м3)1010 4,1 26, 3 49, 7 62, 7 79, 8 89, 9 97,2 94,1 87, 1 47,8 26,2 12,8

Порядок выполнения задания.

1- й этап: по экспериментальной зависимости rX>T от X (см. таблицу), построить график («точечная») в MS Excel (рис. 1) с помощью «Мастера диаграмм».

2- й этап: построить тренд для экспериментальной зависимости и провести анализ его адекватности по величине коэффициента аппроксимации (рис.1).

3- й этап: получить аналитическое уравнение тренда и разместить текущее значение X и уравнение в рабочих ячейках (А6 и В6 соответственно) (рис.2).

4- й этап: сделать В6 целевой ячейкой и применить функцию -оптимизатор для определения Xm (через транспарант «Сервис» или «Данные») (рис. 3).

41

Территория науки, 2013, № 2

5-й этап: сформировать «Отчёт по результатам» и применить значение Хш для расчёта температуры спирали лампы накаливания (Т) (рис. 3,4)._________________________________________

Рис. 1. Построение графика в MS Excel, его анализа и поиск X,

В5 <- *1 -113I28*A6A2+273JM*A6-76,419

А Г —в 1 с Г D 1 Е 1 F 1 G 1 н I I | J | К I L I М I

\ыш 0,3 0,5 0,7 0,8 0,9 1 1,15 1,25 1,42 1,729 1,936 2,058

г 1,т (Вт/м3) 4,1 26,3 49,7 52,7 79,8 89,9 97,2 94,1 87,1 47,8 26,2 12,8

получение тренда

Выравнивание 1 "

1, мкм гМВт/м )

_ 21 18.3211

Характеристики теплового излучения

V = -113,28хг + 273,93х- 76,419 R1 = 0,9545

17,1

//77 Nv

у 2&,2

V 12,а

I 0 5 1 5 ; 2

Рис. 2. Анализ уравнения тренда на предмет выявления экстремальных значений величин

42

Территория науки, 2013, №2

il-13-s

| Существующие Обновить

г) Изменить се Подключения

. Я| Сортировка | Фильтр у

^ИДопоинительно I Сортировка и фильтр________I

•Ы.МЮ mat Ш1Ь д, .

злбцам дубликаты и? Анализ ^ Работа сданными

r.-TlWif1)

Поиск сошелся к текущему решение, асе ограничения выполнены.

© Сохранить найденное решение О Восстановить исходные значения

П вернуться в диалоговое окно г ара мет ров Q Отчеты с

Сохранить сценарий.

Создает указанн

я размещает каждый отчет на отдельномлисте

Рис. 3. Формирование отчёта по результатам вычислений

А1

fi | Microsoft Excel 14.0 Отчет о результатах

~т~г

н

Microsoft Excel 14.0 Отчет о результатах Лист: [Зада ч и-1 -3. x.ls]Лист1 Отчет создан: 03.03.2013 15:12:29

Результат: Поиск сошелся к текущему решению. Все ограничения выполнены.

Модуль поиска решения

Модуль: Поиск решения нелинейных задач методом ОПГ Время решения: 0,043 секунд.

Число итераций: 6 Число подзадач: О Параметры поиска решения

Максимальное время Без пределов, Число итераций Без пределов, Precision 0,000001, Использовать автоматическое масштабирование Сходимость 0,0001, Размер совокупности 100, Случайное начальное значение 0, Правые производные. Обязательные границы Максимальное число подзадач Без пределов, Максимальное число целочисленных решений Без пределов, Целочисленное отклонение 1%

Ячейка целевой функции (Максимум)

15 Ячейка Имя Исходное значение Окончательное значение

16 $В$6 I.T (Бт/мЗ) 18.321 89,18314711

17

18

19 Ячейки пере менных

20 Ячейка Имя Исходное значение Окончательное значение Целочисленное

21 SM6 мкм 2 1,209083681 Продолжить

22

23

24 Ограничения

25 Ячейка Имя Значение ячейки Формула Состояние Попуск

26 Ш6 мкм 1,209083681 $А$б Без привязки 0,890916319

27 Ш6 мкм 1,209083681 $А$б Без привязки 0,929083681

Рис. 4. Отчёт по результатам (оптимальное значение Хш = 1,209

мкм)

6-й этап: использовать закон смещения Вина для расчёта

43

Территория науки, 2013, № 2

температуры лампы накаливания: для Xm = 1,209 мкм; а следовательно, (r ^)max = 89,18-1010 [Вт/м3]; получим: Т = С: / К = 2,9-10-3/ 1,20910 -6 = 2399 К;

7- й этап: рассчитаем значение температуры излучателя используя второй закон Вина: Т = (((r я,т)тах) / C2) 1/5 = (89,18 1010/1,2910-5)1/5= 10369,131/5 = 2333 К;

(если учесть истинное значение из графика (г я,т)тах = 97,2 1010 [Вт/м3]; при Xm = 1,15 мкм, то получим Т эксп. = 2374 К);

8- й этап: определим значение энергетической способности Rэ лампы, применив закон Стефана-Больцмана: Rэ = а-Т4 = 5,6710-8-23334 = 29,62- 5,67 -104 = 167,8-104 Вт/м2;

Rs =

W

9-й этап: dS' dt , а значит: " ; таким образом,

зная размеры спирали накаливания (dS) можно рассчитать оптимальную мощность лампы для сушки краски. В нашем случае dS = 100 мм2. Следовательно, Р = 167,6 - 104 - 100 - 10-6 = 167,6 Вт = 170 Вт.

Примеры возможных применений полученных ЗУН (или сформированных компетенций), элементы ЦОР, тестовые задания

P = Rs • dS

44

Территория науки, 2013, № 2

Рис. 6. Применение композиционных материалов

Рис. 7. Выявление неверных ответов в интерактивном режиме

45

Территория науки, 2013, № 2

Рис. 8. Тест на усвоение процесса сварки электрической дугой

Следует подчеркнуть, что внедрение ИТ в процесс изучения физических закономерностей и их технических применений не подменяет существующий классический курс, а лишь дополняет его. Таким образом, в работе рассмотрены основные направления модернизации образовательного процесса. Продемонстрировано, что их наиболее эффективное развитие обеспечивается применением

Рис. 9. Интерактивное задание на определение оптимального сварочного тока

46

Территория науки, 2013, № 2

Список литературы

1. Компетентностный подход в педагогическом образовании: Коллективная монография / Под ред. В.А.Козырева и Н.Ф.Радионовой. - СПб.: Изд-во РГПУ им.А.И.Герцена, 2004, 187 с.

2. Кустов А.И., Тарлавский В.И., Мигель И.А. Повышение эффективности проведения занятий по физике с использованием информационных технологий // Образовательные технологии - науч.-технич. журн. №2. (24).2007. Воронеж. С.19-23.

3. Кустов А.И., Мигель И.А., Зеленев В.М. Физика - базовая составляющая инженерного образования // Сб. материалов X Международной конференции “Физика в системе современного образования (ФССО-09)”, Санкт-Петербург., 2009. Т.1, 493 С. (С.185-187).

4. Кустов А.И., Мигель И.А., Сергуткин Д.В. Трансформация методологии преподавания технических и базовых естественнонаучных дисциплин... // Сб. трудов XII Царскосельских чтений (Межд. Науч. конференции). апр. 2008, Т.Ш, С-Пб., С.58-60.

5. Кустов А.И., Меркулов С.А., Щербинин И.А. Разработка элементов инновационных учебно-методических комплексов с применением ИТ / Тезисы докладов V Региональной науч.- практ. конференции “Информационные технологии в образовательном процессе педагогического ВУЗа и школы”. -Воронеж: 2011.-144 с (с.49-52).

Михайловская Г.Н., Занин А.Н

РЕАЛИЗАЦИЯ КОНЦЕПЦИИ МОДЕРНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Воронежский экономико-правовой институт, Российский государственный социальный университет

Ключевые слова: образование, модернизация, концепция.

Аннотация: в статье рассматриваются концептуальные основы модернизации профессионального образования.

Keywords: education, modernization, concept.

Abstract: The article discusses the conceptual basis for modernization of vocational education.

Концепция модернизации российского образования до 2010 года (см. бюллетень Министерства образования, 2002, № 2, с.7, далее Концепция) в своей основе базировалась на более активной роли в

47