Тел.: (812) 643-77-67 | Mail: fit.herzen.conf@gmail.com

Поиск по сайту

Заболотная В.В.
ПГУ им. Т.Г. Шевченко, г. Рыбница
Приднестровская Молдавская Республика
victoria13_89@mail.ru

Реализация информационно-технологической компетентности будущих инженеров в процессе решения профессиональных задач


Zabolotnaya, V. V.
PSU named after T.G. Shevchenko, Rybnitsa
The Pridnestrovian Moldavian Republic

Implementation of information technology competence of future engineers in the process of solving professional tasks

The article discusses the possibility of using, in the framework of training in the disciplines of the information cycle, a set of interdisciplinary professional tasks with a view to enriching the tools for their solution in the subsequent information and professional discipline; the types of professional tasks are identified. It is also assumed that the electronic educational resource is used to perform tasks of independent work on the subject.

Развитие современного будущего инженера на современном этапе невозможно без знаний в области информационных технологий. Информационно-технологическая компетентность студентов как неотъемлемая часть профессиональной компетентности должна усиливаться с каждым курсом обучения. В процессе обучения студент должен получить опыт решения задач с применением средств информационных технологий, аналогичных производственным.

В соответствии с основной образовательной программой высшего образо¬вания по направлению подготовки «Автоматизация технологических процессов и производств» в дисциплине «Информационные технологии» и других дисциплинах информационного цикла, связанных с информационно-технологической подготовкой, мы выявили, что информационно-технологические компетенции, формируемые у студентов при изучении этих дисциплин, являются необходимыми для дальнейшей профессиональной деятельности, но недостаточными. Отметим, что в настоящее время в высшем образовании имеется устойчивая тенденция к сокращению аудиторных занятий, причем существенно сокращаются часы аудиторных занятий дисциплин информационного цикла.

Вместе с этим, современный бакалавр-инженер должен обладать культурой мышления, достаточной для будущей профессиональной деятельности. Для этого ему необходимо развивать свои способности, применять полученные знания для решения профессиональных задач. Деятельность выпускника рассматриваемого направления требует, прежде всего, умения автоматизировать процессы обработки информации. Выполнять это он должен в знакомой и доступной для него компьютерной среде.

Мы исследуем условия развития информационно-технологической компетентности студентов в процессе профессиональной подготовки инженеров. Одним из важных условий является обучение студентов выявлять на производстве ситуации, позволяющие автоматизировать участки производственного процесса, и решать в профессиональной деятельности задачи, используя современные информационные технологии, в частности, применяя среды для инженерных расчетов MathCad и MatLab.

Актуальным является выбор и рассмотрение в учебном процессе таких профессиональных задач, которые на первом этапе могут быть адаптированы для курса «Информационные технологии» с ориентацией на обогащение инструментарием для их решения в последующих информационных и профессиональных дисциплинах. В ходе решения такого рода задач у студентов формируются алгоритмические умения, умения моделировать процессы и системы.

Нами разработана программа дисциплины по выбору «Информационные технологии в инженерных расчетах». Дисциплина включает в себя лекционные, лабораторные занятия, а также задания для самостоятельной работы. Практическая составляющая дисциплины ориентирована на овладение студентами инструментарием сред MathCad и MatLab. Одновременно с изучением теоретического материала, на занятиях студентам предлагается рассмотреть практические задания, которые являются частями общего проекта. Решение профессиональных задач осуществляется в соответствии с алгоритмом проектирования от простых элементов к более сложным. При разработке содержания дисциплины мы объединили задания логической связью, которая позволяет показать студентам, как сложное с профессиональной точки зрения задание можно реализовать при помощи сред MathCad и MatLab для инженерных расчетов.

В соответствие с видами профессиональной деятельности, к которым готовятся выпускники направления «Автоматизация технологических процессов и производств» выделим следующие типы профессиональных задач: исследовательские; расчетные; конструкторские; аналитические; графические; задачи проектирования; задачи моделирования.

Приведем примеры профессиональных задач, рассматриваемых в рамках дисциплины.

Для формирования умений решать задачи исследовательского типа, например, задачи исследования разомкнутой линейной системы, рассматриваемые в курсе «Теория автоматического управления», целесообразно ее рассматривать в курсе «Средства автоматизации и управления», в котором формируются знания о том, какие виды систем существуют, и какой математический аппарат необходимо использовать при ее решении. При этом на первом этапе обучения в курсе «Информационные технологии в инженерных расчетах» студенты изучают инструментарий ввода и преобразования моделей линейных систем в среде MatLab.

Для решения профессиональных задач моделирования связанных с построением, симуляцией и визуализацией работы электрических схем в курсе «Моделирование систем и процессов» студентам необходимы знания законов электрических цепей, уравнения для токов и напряжений электрической цепи, которые они получают при решении подобного рода задач в курсе «Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления». В курсе «Информационные технологии в инженерных расчетах» формируются умения программирования для решения подобных задач в средах MatLab и MathCad; инструментарий для передачи данных из рабочей области в модель, функций, аргументов и возвращаемых значений рассматривается при изучении курса «Информационные технологии».

Еще одним примером может являться решение студентами в рамках дисциплины «Оборудование автоматизированного производства» профессиональной задачи проектирования регулятора для линейной системы. Решение рассматриваемой задачи основано на знаниях, полученных при изучении дисциплины «Цифровые системы управления», в которой у студентов формируются знания о том, что такое регулятор, какие существуют виды регулятора и т.п. Также решение основано на знаниях основ автоматизированного проектирования, основных компонентов и обеспечения проектирования, получаемых в рамках изучения дисциплины «Введение в CAD-системы». Соответственно в курсе «Информационные технологии в инженерных расчетах» формируются умения моделировать параллельное и последовательное соединения, замыкания обратной связью при проектировании регулятора в среде MatLab.

Изучение сред для инженерных расчетов в курсе «Информационные технологии в инженерных расчетах» позволяет создать условия для развития профессиональных компетенций и обогатить инструментарий для решения профессиональных задач в процессе изучения профессиональных дисциплин. После изучения курсов «Информационные технологии» и «Информационные технологии в инженерных расчетах» студент будет обладать собственным опытом решения профессиональных задач с использованием профессиональных средств ИТ и может эффективно применять полученные знания при освоении дисциплин профессионального цикла.

С введением новых образовательных стандартов в высшем образовании, процесс обучения должен быть поддержан электронной информационно-образовательной средой (ЭИОС), должно быть реализовано интерактивное взаимодействие каждого обучающегося и преподавателей [1]. Важным компонентом ЭИОС может стать электронный образовательный ресурс для размещения электронных учебных курсов (ЭУК), обладающих высокой степенью интерактивности, в частности позволяющих существенно обогатить самостоятельную работу студентов [2].

В исследовании нами разрабатываются индивидуальные образовательные маршруты [3], в которых одним из видов учебной работы является выполнение в электронном образовательном ресурсе заданий для самостоятельной работы дисциплины «Информационные технологии в инженерных расчетах». В процессе осуществления индивидуального образовательного маршрута студент применяет полученные знания в ходе решения профессиональных задач, при условии консультационной помощи всего коллектива преподавателей, реализующих образовательную программу.

Рассмотрим пример использования образовательного ресурса [4], разработанного при участии автора статьи, на базе Приднестровского государственного университета им. Т.Г. Шевченко (http://rfpgu.ru:8081).

При выполнении заданий маршрутной карты студент выходит на сайт образовательного портала кафедры и выбирает курс «Информационные технологии в инженерных расчетах», затем выбирает лекцию, которая указана в его маршрутной карте. В каждом занятии представлен видеоматериал и тестовое задание. Ответы на тестовое задание отправляются преподавателю на проверку. Если маршрутная карта предполагает выполнение лабораторной работы по теме, то система позволяет осуществлять загрузку и отправку выполненной лабораторной работы в формате pdf преподавателю на проверку. Для студентов в рассматриваемом образовательном ресурсе представлена возможность оперативно связаться с преподавателем по любой профессиональной дисциплине для выяснения возникающих вопросов по ходу выполнения задания и получить консультацию. Преподаватель может просматривать информацию о работе студентов, оценки за выполненные тестовые задания по теме и оперативно отвечать на вопросы студентов.

В рамках экспериментального исследования были сформированы 2 группы обучающихся: контрольная и экспериментальная. В экспериментальной группе занятия проводились как по дисциплине «Информационные технологии», так и по дисциплине «Информационные технологии в и инженерных расчетах» с применением профессиональных задач. А в контрольной – традиционный курс «Информационные технологии», который не включал решение задач профессиональной направленности.

По окончании обучения мы провели тестирование студентов на определение уровня внутренней мотивации к решению профессиональных задач, а так же оценили уровень достижения студентами экспериментальной и контрольной групп ожидаемых результатов обучения (рис. 1).

Рис. 1. Сравнительная диаграмма результатов тестирования на определение уровня внутренней мотивации экспериментальной и контрольной групп

Студенты экспериментальной (60%) и контрольной групп (25%) считают, что для получения высшего образования необходимо знание информатики и информационных технологий для достижения высокой компетентности в профессии инженера. Студенты экспериментальных групп чаще применяют знания, полученные в ходе изучения дисциплин информационного цикла для решения задач в других изучаемых дисциплинах. Преподаватели блока профессиональных дисциплин констатируют более качественный уровень выполнения заданий студентами экспериментальной группы.

В заключение подчеркнем, что в нашем исследовании рассматривается применение электронного обучения в комплексе с традиционными формами проведения занятий по дисциплинам, формирующим компетенции студентов в области информационных технологий. Использование, в рамках подготовки по дисциплинам информационного цикла, комплекса междисциплинарных профессиональных задач с ориентацией на обогащение инструментарием для их решения в последующих информационных и профессиональных дисциплинах, оказывает положительное влияние на качество обучения, как по дисциплинам информационного цикла, так и по специальным дисциплинам, и способствует формированию его профессиональной компетентности.

Литература:
1. Баранова Е.В., Симонова И.В. Модели ресурсов электронной информационно-образовательной среды для решения профессиональных задач преподавателя педагогического вуза //Информатика и образование. 2016. № 9 (278). С. 18-21.
2. Баранова Е.В., Симонова И.В. Модели инновационных информационных образовательных ресурсов и их реализация в вузе //Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. 2014. № 167. С. 147-158.
3. Заболотная В.В. Электронный ресурс как средство реализации индивидуального образовательного маршрута студента / в сборнике научных статей по материалам Всероссийского Симпозиума молодых ученых «Проблема человека в педагогических исследованиях». - Издательство: Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена (Санкт-Петербург), 2017 г. – С. 245-251.
4. Заболотная В.В. Электронный ресурс для поддержки самостоятельной работы студентов в области информационных технологий // Сборник статей по материалам научной конференции с международным участием «Новые образовательные стратегии в современном информационном пространстве. Методология электронного обучения». - Издательство: Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена (Санкт-Петербург), 2016 г. – С. 36-41.

Комментарии

Оставьте свой комментарий