CC BY
103
3. Веряскина В.П. Глобализация и персональная модернизация. 2007. http:// kommersant.org.ua/article_82_page_5.html (8 Jan. 2009).
4. Скотт П. Глобализация и университет // Alma Mater, Вестник высшей школы. - 2000. - № 4. - С. 3-8.
5. Зарецкая С.Л. Международная составляющая современного высшего образования / С.Л. Зарецкая // Глобализация и образование: сб. обзоров. - М.: ИНИОН РАН, 2001. - С. 16.
6. Каширин В.И., Каширина О.В.
«Университеты в условиях глобализации образования» Сервер конференций СГУ. 21 Oct. 2003. http://www.conf.stavsu.ru (23 Febr. 2009).
7. Сальников Н. Реформирование высшей школы: концепция новой образовательной модели / Н. Сальников, С. Бурухин // Высшее образование в России. - 2008. -№2. - С. 3-11.
8. Садовничий В. А. Знание и мудрость в глобализирующемся мире / В.А. Садовничий // Вопросы Философии. - 2006. -№ 2. - С. 2-15.
ВЗАИМОСВЯЗЬ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ В ПОДГОТОВКЕ ИНЖЕНЕРОВ-СТРОИТЕЛЕЙ
М.И.Закиев
Математическое образование инженеров строителей предполагает, во-первых, изучение традиционных разделов математики, которые включены в подготовку инженера любого профиля (инвариантный компонент), во-вторых, включение в программу обучения дополнительных разделов и математических дисциплин (вариативный компонент), знание которых является базой для последующего усвоения специальных дисциплин, необходимых для освоения специальности современного инженера строителя.
Ключевые слова: математическое образование, инвариантный и вариативный компонент, подготовка инженера строителя.
Interrelation of mathematical culture and professional competence in training of the engineers of the builders. The mathematical education of the engineers of builders assumes, in the first place, the study of the traditional divisions of mathematics, which are included in training of the engineer of any profile (invariant component), in the second place, the start in the training program of additional divisions and mathematical disciplines (variative component), whose knowledge is base for the subsequent mastering of special disciplines, necessary for the mastery of the specialty of the contemporary engineer of builder.
Key words: The mathematical education, invariant component, variative component, engineer of builder.
Рассмотрим составляющие профессиональной деятельности инженера строителя, для осуществления которых нужны математические знания: разработка и математическое обоснование проектной и нормативно-технической документации, регламентирующей возведение зданий, разработка и эксплуатация на основе использования и учета методов механики строительного оборудования, необходимого для осуществления процесса строительства, управление процессом строительства на основе теории оптимизации и логистических расчетов, составление смет и доказательство эффективности вложений в эксплуатацию и ремонт зданий и сооружений, разработка математических методов и средств исследования [1, 2] и повышения надежности и долговечности зданий, сооружений и оборудования, а также агрегатов и конструкций, необходимых для осуществления процесса строительства.
Как видно эта деятельность требует обоснование надежности и устойчивости проектных решений для осуществления которых инженер строитель должен не просто владеть отдельными знаниями из области математики, но и активно их использовать в своей профессиональной деятельности, а также иметь убежденность, что успешность разработки и реализации строительного проекта связана с качеством математических расчетов и корректности постановки задачи математического моделирования. Ряд подобных вопросов решается в рамках моделирования педагогических систем [3], направленных на реализацию строительного проекта, который реализуется с акцентом на качество математических расчетов и корректности постановки задачи математического моделирования. Коррект-
ность проекта проверяется по конечному результату [4], а процесс его создания на основе тестового мониторинга [5, 6].
Современному инженеру строителю необходимо умение выполнять строгое математическое обоснование новых идей и проектов, а также умение читать математические тексты, понимать их смысл, логику. Соответственно, компетентный специалист [7], работающий на инженерной должности в сфере строительства, наряду с общей культурой личности и ее профессиональным компонентом, должен обладать высоким уровнем математической культуры.
В современных условиях интенсивного применения математических методов в строительстве и в смежных сферах производства, которые непременно находят свое отражение в изменяющихся программах вузовского математического образования, важной является проблема более активного развития математических способностей, существенно влияющих на мышление и культуру. Соответственно, значимость математической подготовки в формировании целостной личности будущего инженера строителя не вызывает сомнения. Здесь следует выделить связи, которые соединяют содержание и процесс математического образования с основополагающими цивилизацион-ными процессами, с мировоззренческими основаниями эпохи и культуры, со многими сферами социального бытия, включая сферу профессиональной деятельности инженера строителя.
Соответственно специфике профессиональной деятельности инженеров строителей можно выделить наиболее значимые для этого круга профессий разделы математики, которые
связываются с использованием математических моделей. Таким образом, уже на первых курсах методика обучения математике должна быть основана на наглядном моделировании. При этом ведущей задачей математического образования остается не только задача построения математических моделей и произведения расчетов в
Процесс и результат формирования математической культуры должен быть связан с самореализацией личности в профессиональной деятельности. При этом следует отметить, что направленность формирования математической культуры должна связываться не только с освоением фундаментальных [8, 9] для математики понятий и методов, но и с наиболее эффективными приемами их использования для оптимального развития строительной индустрии. То есть математическая подготовка студентов должна быть основана на фундаментальности образования при ее сочетании с профессиональной направленностью в обучении математике.
В целом, в обосновании взаимосвязи математической культуры и профессионального компонента общей культуры студента строительного вуза мы исходим из основных положений, характеризующих феномен культуры в целом. Если рассматривать целостную математическую культуру и профессиональный компонент общей культуры личности в единстве и взаимосвязи, то в контексте нашего исследования следует отметить, что не возможно отделить процесс формирования одного из названных компонентов культуры от другого.
При ориентации на ценностную сферу, концентрирующую в себе систему отношений к социальному опыту множества поколений людей, как в об-
ласти математики, так и в конкретной профессиональной области, следует говорить о накапливании знания о мире, а затем о благоприятных условиях для его преобразования. Такая позиция связывается нами с математическим подходом к действительности, позволяющим выделить главное, оценить внешние условия и, сообразуясь с полученным образованием и личностными устремлениями, выбрать предпочтительные направления профессиональной деятельности.
При ориентации на когнитивную сферу мы утверждаем, что с учетом взаимосвязи математического и профессионального знания должен быть уточнен и конкретизирован состав базисных элементов математической культуры студентов. Сюда следует отнести необходимый минимум математических знаний, математически значимых качеств личности, ценностных ориента-ций, отобранных с позиции общественно-трудовой и учебной деятельности, в процессе овладения профессией. Таким образом, математические знания (факты, понятия) связываются с будущей деятельностью человека в определенной профессии.
В плане предметно-практической составляющей культуры мы рассматриваем взаимосвязь математической культуры и профессионального компонента общей культуры студента строительного вуза как совокупность достижений студента вуза в общественно-полезной и учебной деятельности по овладению первоначальными математическими знаниями, правилами и нормами математически грамотного поведения.
В конкретной профессии человека окружают продукты труда и средства труда, которые могут быть описаны математическими методами. Отноше-
ние человека к продуктам труда дает представление о сфере деятельности будущего строителя, это отношение связываются с местом человека в градостроительной среде [10]. Средства труда связываются со способами влияния человека на состояние этой среды. Эти влияния осуществляются путем воздействия на среду при помощи специальных инструментов и оборудования, при использовании которых возводятся здания и сооружения, а также с применением средств и технологий сохранения возводящихся сегодня и построенных ранее зданий, их реконструкции и реставрации, в выборе на математической основе наиболее гармоничного пути решения проблем, с которыми сталкивается инженер строитель в своей деятельности.
В реальной педагогической практике часто приходится наблюдать ситуацию, в которой математика преподается практически одинаково, как в экономических вузах, так в технических, технологических или строительных вузах. Различия, проявляющиеся в количестве отведенных часов, практически равномерно распределяются по всему курсу математики и отражаются в наличии или отсутствии доказательства наиболее сложных теорем. Поясним распространенные варианты отбора содержания математики, соответствующие определенному количеству учебных часов, отведенных на преподавание этой дисциплины. Первый вариант связывается с условиями, характеризующимися достаточным количеством часов и высоким уровнем предшествующей подготовки, и заключается в том, что максимальное количество теорем, включенных в курс высшей математики, приводится с доказательством. Другие варианты связываются с усло-
виями, характеризующимися недостаточным количеством учебных часов, или низким уровнем предшествующей подготовки студентов. В этих вариантах отбор содержания заключается в том, что многие теоремы приводятся без доказательств, а освободившееся время отводится на ликвидацию пробелов, для закрепления изучаемого материала, для решения задач и упражнений из стандартных для вузовских учебников по математике.
Мы считаем такой подход не вполне уместным. Во-первых, равномерное и равнозначное отношение ко всем темам математической подготовки нивелирует возможность акцентирования внимания на более значимом для определенной профессии материале, а во-вторых, отсутствие связи и указание на использование определенного метода в решении профессионально значимых задач не способствует мотивации к изучению самой математики. Тем более, следует учесть, что абстрактная сущность математики определяет особенности ее изучения, которые состоят в том, что студентами с самого начала приходится мыслить двумя рядами понятий: абстрактными понятиями математической области и конкретными понятиями прикладной области. Таким образом, в контексте всего изучения математики должно содержаться множество заданий, подчеркивающих связь математического образования с профессиональным образованием, при этом математическим методам, наиболее необходимым в определенной профессиональной области, должно отводиться большее количество часов, по сравнению с теми методами, которые даются для общего образования.
В курсе математики необходимо формировать ряд черт личности,
составляющих ее характер, а именно стремление к точности, доказательности, самопроверке, которое основывается на отношении к математическим моделям, как к адекватному отражению той или иной стороны реальности. Анализ трудов по данному кругу проблем позволил констатировать, что остается очевидным дефицит специальных работ, раскрывающих проблемы социально-культурного значения и социокультурных детерминант влияния математического знания и математической культуры на профессиональное становление специалиста и отражение этого знания в дисциплинах общепрофессионального и специального цикла и дальнейшее его отражение в профессиональной деятельности строителя. Такие подходы должны быть раскрыты с позиции систематизации и всеобъемлющего анализа и с учетом конкретных особенностей той или иной отрасли.
Специфика строительной отрасли заключается в том, что инженер не имеет возможности проводить натуральный эксперимент. Эксперименты часто осуществляются с использованием моделей зданий и сооружений, представляющих собой уменьшенные копии реальных конструкций. В этих экспериментах отсутствует возможность полного учета реальных нагрузок, влияния предельных масс, учета реального давления на опоры и поверхности, возникающих, например, во время дождя, ветра, обледенения и т.п. Он может только теоретически описать те процессы, которые происходят при эксплуатации проектируемого здания.
Соответственно, сложность выбора оптимального варианта строительных материалов и конструкторских решений связывается с необходимостью обрабатывать большое количество
информации, решать множество математических уравнений. При этом сущность математического моделирования остается прежней и неизменной, а их изучение в образовательном процессе заключается в изучении особенностей математических моделей, используемых для моделирования в учебных целях. Здесь следует учитывать такое требование, как высокая степень точности отображения всех основных свойств изучаемого процесса, явления или объекта. Это требование получает актуальность в связи с реализацией наиболее полного отражения в экспериментальной модели поведения реального объекта.
Будущий строитель с первого занятия по математике должен четко понимать, что математический аппарат предназначен, в частности, для описания целостных систем, функционирующих в реальном мире, он описывает их структуру и динамику, статику и интегральные характеристики. Взаимосвязи, выражающиеся в математической модели зданий и сооружений или их отдельных частей, описываются дифференциальными уравнениями, функциональным анализом и теорией автоматов, алгеброй и теорией случайных процессов, статистическими и вероятностными методами.
Другим существенным элементом является сходство отдельных элементов деятельности, осуществляемой в процессе освоения математики и определенных элементов деятельности, выполняемых в рамках осуществления профессиональных функций. Остановимся для примера на использовании так называемых математических инструментов, к числу которых относятся линейка, циркуль, логарифмическая линейка, транспортир. Математика,
вообще говоря, мыслит не столько конкретными, сколько абстрактными категориями. Соответственно, отмечая точку, проводя линию или отображая окружности с помощью указанных инструментов, студент осуществляет не только математическую деятельность, но и ее практическое приложение в конкретной ситуации, используя средства фиксации математического объекта в наглядной и обозримой форме. Говоря о деятельности инженера строителя, следует заметить, что на этапе проектирования зданий и сооружений использование этих инструментов является существенным элементом профессиональной деятельности. Именно поэтому, при освоении математики следует особо акцентировать использование данных инструментов, как инструментов математики и одновременно инструментов будущей профессиональной деятельности.
Строительная отрасль является сложившейся сильной, непрерывно развивающейся и востребованной отраслью. Межотраслевой подход к преподаванию математики, предполагающей лишь общие математические знания, пренебрегающий прикладными знаниями, здесь оказывается неприменим и неэффективен. Ввиду того, что строительная отрасль имеет ярко выраженную специфику, как по сравнению с другими отраслями, так и при переходе от одного региона к другому [11], математические задачи должны не только иметь специфическое для этой отрасли содержание, но и отражать региональную специфику.
Отраслевая специфика связана с объектами, материалами и характером труда и личностью современного строителя.
Специфика математических моделей и задач, применяемых в строительстве, связана учетом хозяйственно-экономических и социальных особенностей, то есть с тем, что:
- строительные объекты вписываются в реальный ландшафт и связываются с осуществленными ранее застройками;
- строительные материалы на современном этапе подвержены существенным изменениям, однако они должны гармонично сочетаться с теми материалами, которые применялись ранее;
- характер труда требует высокой точности предварительного этапа разработки проекта и его реализации в динамичных реальных условиях;
- современный строитель является частью того социума, в котором он проживает, это специалист, способный выполнять разнообразные функции, востребованныевсовременнойстроитель-ной индустрии, в том числе, относящиеся к различным профессиям.
Эффективность формирования математической культуры будущего специалиста с позиции практической деятельности зависит от интеграции математической и профессиональной подготовки, а также учета среды, в которой велась предшествующая подготовка и среды, в которой будет осуществляться профессиональная деятельность.
При обосновании структуры математической культуры важно отметить, что она не может рассматриваться изолировано, а взаимосвязана с другими аспектами культуры, в первую очередь с национальным и профессиональным компонентами общей культуры личности.
С точки зрения регионального развития строительной отрасли, ма-
тематическая культура студента нам представляется не только как сумма усвоенных знаний, но и как мировоззрение, ориентированное на понимание проблем региона, которые реализуются в конкретных действиях и поступках по решению этих проблем.
Литература:
1. Кирилова Г.И. Подготовка преподавателей к организации проектной исследовательской деятельности студентов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2009. - Т. 3. -№ 3. - С. 109-116.
2. Кирилова Г.И., Волик О.Н. Актуальные вопросы креативного образования как основы развития личности в информационном обществе // Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society). - 2008. - Т. 11. - № 4. - С. 297-305.
3. Власова В.К., Кирилова Г.И., Михайлов В.Ю. Построение объектно-ориентированных и логико-математических моделей педагогических систем. // Сибирскийпедагогическийжурнал. -2009. -№ 3. - С. 66-74.
4. Насибуллин Э.Н. Автоматизированная система управления средним профессиональным учебным заведением // Ученые записки ИИО РАО. - 2003. - № 8. -С. 243-247.
5. Матушанский Г.У., Бакеева Р.Ф. Проектирование педагогических тестов на базе математических методов. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2009. -Т. 2. - № 2. С. 81-91.
6. Щербаков В.С., Ушаков А.А. Теоре-тические и технологические вопросы эффективного применения тестовых технологий диагностики физико-математической подготовки студентов технического вуза // Казанский педагогический журнал. 2009. № 11-12. С. 97-105.
7. Пугачева Н.Б. Профессионально-культурная компетентность выпускников -показатель качества воспитания в профессиональной школе // Известия Южного федерального университета. -Педагогические науки. - 2008. - № 11. С. 183-188.
8. Читалин Н.А., Гордничева Т.А. Фун-даментализация математической подготовки в условиях непрерывного образования (на примере подготовки специалиста нефтяного профиля) // Казанский педагогический журнал. - 2005. - № 4. - С. 46-5
9. Чугунов А.В. Фундаментальные понятия в учебных текстах по математике // Казанский педагогический журнал. - 2009. -№ 2. - С. 73-77.
10. Кирилова Г.И., Волик О.Н. Специфика формирования интеллектуального потенциала общества в условиях современной информационной среды (по материалам форума в рамках третьих Махму-товских чтений). Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society) -2011. - № 1.
11. Кирилова Г.И., Власова В.К. Моделирование регионально-профессиональной инфраструктуры информационной среды профессионального образования. -Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society) - 2011. -№ 1.
