CC BY
20
УДК/uDC 378.14:53
С. В. Костарев, Ю. С. Остроумова, С. Д. Ханин
S. Kostarev, Y. Ostroumova, S. Khanin
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОДГОТОВКИ КУРСАНТОВ ВОЕННО-ИНЖЕНЕРНОГО ВУЗА ПО ФИЗИКЕ В КОНТЕКСТЕ
реализации политики научно-технологического развития
IMPROVING THE TRAINING OF CADETS
in the military engineering university in physics
IN THE CONTEXT OF THE IMPLEMENTATION OF THE POLICY OF SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT
Введение. Развивается аргументация в пользу обновления содержания и организации подготовки курсантов военно-инженерного вуза по физике в контексте реализации политики научно-технологического развития как средства гармонизации содержания и организации обучения с современными социокультурными условиями.
Методология. Определяются методические приемы развертывания учебного материала в образовательном процессе, которые детализируются на конкретных примерах, относящихся к физике и технике полупроводниковых гетероструктур.
Результаты. С опорой на предметное поле физики материалов и компонентов полупроводниковой гетероструктурной радиофотоники, включая нанофотонику, формулируется и обосновывается циклический подход к проектированию содержания физического образования в основных образовательных профессиональных программах. Конкретизируется содержание обучения последовательно на различных циклах.
Педагогико-технологическое обеспечение образовательного процесса рассматривается по отношению к научно-технологическому развитию как цель последнего, как средство формирования необходимого для решения актуальных проблем научно-технологического развития человеческого потенциала и как результат интеграции в образовательный процесс передовых научно-технологических достижений.
В качестве наиболее целесообразной в рассматриваемом аспекте педагогической технологии, которая может быть положена в основу организации образовательного процесса, предлагается технология проектно-исследовательского обучения как соответствующая по своему сущностному смыслу деятельности, направленной на научно-технологическое развитие, и способствующая формированию у обучающихся принципиально важных интеллектуальных и профессионально-личностных качеств.
Заключение. Выделяются основные базовые компоненты подготовки по физике курсантов военно-инженерного вуза, представляющие собой задания, выполнение которых требует умений и, соответственно, способствует освоению ключевых видов деятельности военного инженера.
Introduction. The argument is developed in favor of updating the content and organization of training cadets of the military engineering university in physics in the context of implementing the policy of scientific and technological development as a means of harmonizing the content and organization of educational process with modern socio-cultural conditions.
Materials and Methods. Methodical methods of developing the subject material in the educational process are determined, which are detailed on specific examples related to the physics and technology of semiconductor heterostructures.
Results. Based on the subject material of the problems of the physics of materials and components of semiconductor heterostructural radio-photonics (including nanophotonics), a cyclic approach to the design of physical education in basic educational professional programs is formulated and justified. The content of training is detailed on different cycles.
It is shown that the pedagogical and technological support of the educational process is in relation to scientific and technological development as the goal of the latter as a means of forming the human
potential necessary for solving actual problems of scientific and technological development of human potential and as a result of integrating advanced scientific and technological achievements into the educational process.
As the most appropriate in the considered aspect of pedagogical technology, which can be put in the basis of the organization of the educational process, the technology of project-research training is proposed as corresponding to the scientific and technological development in its nature and contributes to the formation of principally important intellectual and professional-personal qualities in students.
Conclusion. The basic components of the training in physics of cadets of the military engineering university are singled out, representing tasks that require skills and therefore contribute to forming the key activities of a military engineer.
Ключевые слова: проектирование образовательных программ, методические подходы, педагогико-технологическое обеспечение, базовые компоненты.
Keywords: designing of educational programs, methodical approaches, pedagogical and technological support, basic components.
Одна из непреходящих проблемных задач развития системы профессионального образования состоит в гармонизации содержания и процесса обучения в вузе с современными социокультурными условиями. Важной особенностью последних являются кардинальные изменения технологической платформы общества, возрастание роли и места современных наукоемких технологий в решении значимых для личности и социума проблем [4]. На необходимость интенсификации научно-технологического развития неоднократно указывал в своих выступлениях Президент Российской Федерации, отмечая, что политика такого развития должна быть приравнена к политике обеспечения национальной безопасности.
Научно-технологическое развитие предполагает вузовское образование, то есть подготовку специалистов, способных к сущностному освоению содержания приоритетных направлений деятельности и продуктивному участию в их разработке.
В качестве приоритетной задачи, выдвигаемой принятой указом Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации до 2030 г., выступает «преобразование фундаментальных знаний, поисковых научных исследований и прикладных научных исследований в продукты и услуги, способствующие достижению лидерства российских компаний на перспективных рынках» [15].
Особое значение в рассматриваемом аспекте имеет подготовка будущих специалистов в вузе по физике, использование информационных и методологических ресурсов которой было и остается ориентировочной основой и движущей силой развития новых технологий [11 ].
Настоящая работа посвящена проблеме обновления содержания и организации подготовки курсантов военно-инженерного вуза по физике в контексте политики научно-технологического развития. Ее содержание отражает опыт проектирования и реализации образовательных профессиональных программ, а также педагогико-технологического обеспечения образовательного процесса, накопленный в Военной академии связи им. С. М. Буденного.
В качестве предметного материала, на базе которого рассматриваются предлагаемые подходы, выступает содержание «физики материалов и компонентов полупроводниковой гетеро-структурной радиофотоники, включая нанофотонику». Выбор этого материала обусловлен его актуальностью, профессиональной значимостью в системе подготовки специалистов в области техники связи, представленностью в информационном и методологическом аспектах, единством фундаментальной и профильной составляющих своего содержания [5; 10; 11].
В основу проектирования образовательных профессиональных программ положен принцип цикличности, предполагающий распределение содержания обучения по различным дисциплинам (фундаментальным, общепрофессиональным и профильным) соответственно их характеру, целевым ориентирам, познавательным возможностям обучающихся.
Первый цикл осуществляется в процессе изучения общей физики и предполагает освоение обучающимися базовых понятий и представлений в рассматриваемой области знаний и деятельности. Характерной особенностью разработанных учебных программ является присущий этой области синтез фундаментальной и профильной составляющих в содержании образования.
Второй цикл представляет изучаемая вслед за общей физикой дисциплина «Физика материалов и компонентов техники связи». В содержание этой дисциплины включается специальный
модуль, центральное место в содержании которого занимают электронное строение полупроводниковых гетероструктур, присущие им в силу его особенностей физические эффекты и возможности их использования в целях создания эффективных источников и приемников излучения. Особое значение придается доведению знаний до уровня их практического применения в плане конструирования гетероструктур с необходимыми функциональными свойствами, что осуществляется с использованием методов инженерии электронных спектров [1; 8; 13] как основы проектирования полупроводниковых гетероструктурных устройств генерации и приема излучения, предназначенных для применения в оптических системах связи и обработки информации.
Третий цикл реализуется в рамках дисциплины «Физические основы микро- и наноэлектро-ники», содержание которой включает в себя концептуальные основы и технологические методы создания полупроводниковых гетероструктур с функциональными элементами микро- и наноме-тровых размеров. В рамках этого цикла закладываются физические представления о системах пониженной размерности, фундаментальных эффектах размерного квантования в таких системах, возможностях их создания и диагностики, роли и места в развитии полупроводниковой электроники и фотоники [2; 3; 9].
Наконец, четвертый цикл, осуществляемый на этапе изучения профильных дисциплин, интегрирует в своем содержании имевшиеся и приобретенные при освоении этих дисциплин фундаментальные и прикладные знания по проектированию и применению оптических систем связи и обработки информации заданного значения.
В основу организации процесса освоения учебного материала положены следующие методические приемы:
— выявление нового, значимого в рассматриваемом аспекте материала в традиционно изучаемых курсах физики, то есть обнаружение «нового в старом»;
— достраивание приобретенных при освоении стандартного содержания обучения знаний до уровня, необходимого для освоения нового содержания (использования «старого в новом»);
— полномасштабное применение информационных и методологических ресурсов фундаментальной и прикладной физики для решения профессионально значимых задач, осуществляемого на основе проблемно-деятельностного подхода.
Примеры двух первых подходов — изучение эффектов размерного квантования в системах пониженной размерности в рамках решения хрестоматийной задачи о квантовании энергии электрона, находящегося в потенциальной яме, и традиционно осуществляемого анализа модели Кронига — Пенни (первый методический подход), построение энергетической диаграммы полупроводниковой гетероструктуры, анализ принципиально важных для достижения целевых установок физических эффектов в ней на основе знаний о методах построения зонной диаграммы гомопере-ходов и их электронных свойств (второй методический подход).
Третий подход используется главным образом при изучении общепрофессиональных и специальных дисциплин, например физики и техники элементов регистрации и управления оптическим излучением [14]. Отмечается представленность всех присущих решению физико-технических проблем компонентов цепочки «физика — материал — технология — применение».
Педагогико-технологическое обеспечение образовательного процесса [6; 7] обладает по отношению к научно-технологическому развитию следующими качествами. Во-первых, как его цель, обеспечивающая отвечающее запросам времени качество образовательного процесса.
Во-вторых, как его средство, способствующее эффективному использованию человеческого потенциала как условия обеспечения «готовности страны к существующим и возникающим большим вызовам» [15].
В-третьих, как его результат, проявляющийся в интеграции в образовательный процесс передовых научно-технологических достижений.
Как наиболее эффективная в рассматриваемом аспекте выступает технология проектно-исследовательского обучения. Целесообразность ее интеграции в образовательный процесс определяется ее представленностью как:
— отражения присущей научно-технологическому развитию интеграции фундаментального и прикладного типов деятельности в организации работы обучающихся [10];
— формирования у обучающихся универсальных умений использования имеющихся и приобретения новых научных знаний для решения актуальных проблем и задач научно-технологического развития;
— формирования принципиально важных профессионально-личностных качеств, включая стремление и способность к самообразованию, субъектность, творческую самостоятельность в поиске и решении проблемных задач, системность в мышлении и действиях, коммуникативность, критичность.
В качестве базовых компонентов подготовки по физике курсантов военно-инженерного вуза выделены следующие задания:
— проектирование и осуществление самообразовательной деятельности, направленной на овладение определенными, необходимыми в учебно-профессиональной деятельности знаниями;
— проблемно-детерминированный поиск и анализ информации о конструктивных подходах к решению проблемы, требуемых для него методах и средствах;
— ретроспективный анализ развития ключевых наукоемких направлений в области профессиональной деятельности;
— презентация передовых научно-технических (технологических) достижений с обязательным изложением их физических основ, полученных результатов и областей применения;
— разработка методов (методик) и средств решения проблемных задач на основе применения имевшихся и приобретаемых в контексте выполняемой деятельности фундаментальных и практических знаний.
Отвечающие первым двум из указанных компонентов виды деятельности присутствуют в решении инженерных проблем и задач и выступают как основание для формирования у будущих военных специалистов умений конструирования нового знания в проблемной среде.
Третий компонент значим в плане освоения опыта и логико-операциональной структуры продуктивной технологической деятельности.
Роль четвертого компонента состоит в актуализации физических знаний и, что особенно важно в рассматриваемом аспекте, приобщении обучающихся к современным наукоемким технологиям.
Наконец, пятый компонент представлен при формировании у обучающихся умений и опыта целостной поисково-познавательной деятельности в профессиональной области.
В заключение отметим, что, будучи соответствующим образом обновленной, подготовка курсантов военно-инженерного вуза по физике выступает как ресурс прогрессивных инновационных изменений в научно-технологической сфере в настоящем и будущем.
Литература
1. Алферов Ж. И. Двойные гетероструктуры: концепции и применения в физике, электронике и технологии (Нобелевские лекции по физике) // Успехи физических наук. 2002. Т. 172, № 9. С. 1068-1086.
2. Алферов Ж. И. Нанотехнологии: перспективы развития в России // Белая книга по нанотехнологиям. М. : Изд-во ЛКИ, 2008. С. 42-44.
3. Борисенко В. Е., Воробьева А. И., Уткина Е. А. Наноэлектроника. М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. 223 с.
4. ЫВЮ-технологии: Инновационная цивилизация XXI века / А. К. Казанцев, В. Н. Киселев, Д. А. Рубвальтер, О. В. Рудев-ский. М. : ИНФРА-М, 2012. 384 с.
5. Колесников Ю. Л., Никоноров Н. В. Современная фотоника и подготовка кадров // Физическое образование в вузах. 2013. Т. 19, № 1. С. 19-24.
6. Костарев С. В. Совершенствование педагогико-технологического обеспечения профессиональной подготовки курсантов военно-инженерного вуза : автореф. дис... канд. пед. наук. Кемерово, 2016. 23 с.
7. Костарев С. В. Формирование готовности будущих офицеров к профессиональной деятельности с учетом интеграционных и развивающих аспектов педагогических технологий // Профессиональное образование в России и за рубежом. 2015. № 4 (20). С. 64-67.
8. Кремер Г. Квазиэлектрическое поле и разрывы зон. Обучение электронов новым фокусам (Нобелевские лекции по физике) // Успехи физических наук. 2002. Т. 172, № 9. С. 1087-1101.
9. Нанотехнология: физика, процессы, диагностика, приборы / под ред. В. В. Лучинина, Ю. М. Таирова. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2006. 552 с.
10. Остроумова Ю. С. Интеграция содержания образования на предметной основе проблематики современных наукоемких технологий при подготовке педагогических кадров по физике // Физическое образование в вузах. 2014. Т. 20, № 2. С. 154-164.
11. Остроумова Ю. С. Обучение физическим основам современных наукоемких технологий при подготовке педагогических кадров: вопросы, и практики. СПб. : Изд-во РГПУ им. А. И. Герцена, 2013. 123 с.
12. Остроумова Ю. С., Ханин С. Д. Синтез фундаментальных и прикладных знаний как ключевой концепт обновления содержания физического образования // Физика в системе современного образования : материалы XIII Междунар. конф. СПб. : Фора-принт, 2015. Т. 1. С. 20-23.
13. Пихтин А. Н. Оптическая и квантовая электроника. М. : Высшая школа, 2001. 573 с.
14. Сидоров А. И. Физические основы и методы управления излучением в устройствах интегральной оптики. СПб. : Изд-во ГЭТУ «ЛЭТИ», 2007. 78 с.
15. Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации : указ Президента РФ от 1 декабря 2016 г. № 642.
References
1. Alferov Zh. I. Double heterostructures: concepts and applications in physics, electronics and technology (Nobel lectures in physics). Advances in physical sciences [Uspekhi fizicheskikh nauk]. 2002. Vol. 172, № 9. P. 1068-1086. (In Russian).
2. Alferov Zh. I. Nanotechnologies: development prospects in Russia. White paper on nanotechnology [Belaja kniga po nanotehnologijam]. Moscow: Publishing House of LCI, 2008. P. 42-44. (In Russian).
3. Borisenko V. E., Vorobyova A. I., Utkina E. A. Nanoelectronics [Nanojelektronika]. Moscow: BINOM. Laboratory of Knowledge, 2009. 223 p. (In Russian).
4. Kazantsev A. K., Kiselev V. N., Rubvalter D. A., Rudevsky O. V. NBIC-technologies: Innovative civilization of the XXI century [NBIC-tehnologii: Innovacionnaja civilizacija XXI veka]. Moscow: INFRA-M, 2012. 384 p. (In Russian).
5. Kolesnikov Yu. L., Nikonorov N. V. Modern Photonics and Training of Personnel. Physical Education in Universities [Physical education in universities]. 2013. Vol. 19, № 1. P. 19-24. (In Russian).
6. Kostarev S. V. Perfection of pedagogical and technological provision of vocational training for cadets of a military engineering university [Sovershenstvovanie pedagogiko-tehnologicheskogo obespechenija professional'noj podgotovki kursantov voenno-inzhenernogo vuza]: abstract of dissertations ... candidate of pedagogical sciences. Kemerovo, 2016. 23 p. (In Russian).
7. Kostarev S. V. Formation of the future officers' readiness for professional activity taking into account integration and development aspects of pedagogical technologies. Professional education in Russia and abroad [Professional'noe obrazovanie v Rossii i za rubezhom]. 2015. № 4 (20). P. 64-67. (In Russian).
8. Kremer G. The quasi-electric field and band discontinuities. Teaching electrons to new tricks (Nobel lectures on physics). Advances in physical sciences [Uspekhi fizicheskikh nauk]. 2002. Vol. 172, № 9. P. 1087-1101. (In Russian).
9. Nanotechnology: physics, processes, diagnostics, devices [Nanotehnologija: fizika, processy, diagnostika, pribory]. Ed. V. V. Luchinina, Yu. M. Tairov. Moscow: FIZMATLIT, 2006. 552 p. (In Russian).
10. Ostroumova Yu. S. Integration of the content of education on a subject-based basis of the problems of modern science-intensive technologies in the training of pedagogical personnel in physics. Physics in higher education [Fizicheskoe obrazovanie v vuzah]. 2014. Vol. 20. № 2. P. 154-164. (In Russian).
11. Ostroumova Yu. S. Teaching the physical fundamentals of modern science-intensive technologies in the training of pedagogical personnel: questions, and practices [Obuchenie fizicheskim osnovam sovremennyh naukojomkih tehnologij pri podgotovke pedagogicheskih kadrov: voprosy, i praktiki]. Saint Petersburg: Publishing House of the Russian State Pedagogical University A. I. Herzen, 2013. 123 p. (In Russian).
12. Ostroumova Yu. S., Khanin S. D. Synthesis of fundamental and applied knowledge as a key concept for updating the content of physical education. Physics in the Modern Education System [Fizika v sisteme sovremennogo obrazovanija]: proceedings of the XIII International conference. Saint Petersburg: Fora-print, 2015. Vol. 1. P. 20-23. (In Russian).
13. Pikhtin A. N. Optical and quantum electronics [Opticheskaja i kvantovaja jelektronika]. Moscow: Higher School, 2001. 573 p. (In Russian).
14. Sidorov A. I. Physical principles and methods of radiation control in devices of integrated optics [Fizicheskie osnovy i metody upravlenija izlucheniem v ustrojstvah integral'noj optiki]. Saint Petersburg: Publishing house of SETU "LETI", 2007. 78 p. (In Russian).
15. Strategy of scientific and technological development of the Russian Federation [Strategija nauchno-tehnologicheskogo razvitija Rossijskoj Federacii]: the decree of the President of the Russian Federation from december 1, 2016 № 642. (In Russian).
УДК/uDC 37.048.45 С. Н. Чистякова, В. И. Сахарова
S. Chistyakova, V. Sakharova
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАцИЯ УЧАЩЕЙСЯ МОЛОДЕЖИ:
страницы истории и тенденции развития
PROFESSIONAL ORIENTATION OF STuDENTS: THE PAGES OF HISTORY AND DEVELOPMENT TRENDS
Введение. В статье предлагается рассмотреть в историческом аспекте становление отечественной системы профессиональной ориентации, ее положительные стороны, недостатки и причины, не позволившие ей состояться в определенные периоды. В статье показаны возможности развития профориентационной деятельности в современных условиях.
Методология. Исследование становления и развития системы профессиональной ориентации в зависимости от изменений отечественной кадровой политики проводится методами анализа, синтеза и обобщения.
Результаты исследования заключаются в систематизации профориентационной работы, скоординированого функционирования всех звеньев системы профессиональной ориентации. Выявлены основные тенденции развития профессионального самоопределения обучающихся.
