Автореферат (Формирование проектировочной деятельности у бакалавров направления подготовки «строительство» при изучении курса физики в техническом вузе)

На правах рукописиСОБОЛЕВА Вера ВладимировнаФОРМИРОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УБАКАЛАВРОВ НАПРАВЛЕНИЯ ПОДГОТОВКИ «СТРОИТЕЛЬСТВО»ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА ФИЗИКИ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕспециальность 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (физика)Авторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата педагогических наукМосква - 2019Работа выполнена в ФГБОУ ВО «Астраханский государственныйуниверситет» на кафедре теоретической физики и методики преподаванияфизикидоктор педагогических наук, кандидат физикоНаучныйматематических наук, доцентруководитель:Смирнов Владимир ВячеславовичОфициальные оппоненты:Масленникова Людмила Васильевна, докторпедагогических наук, профессор, ФГБОУ ВО«Национальный исследовательский Мордовскийгосударственный университет им.

Н.П. Огарева»(г. Саранск), Рузаевский институт машиностроения,кафедраконструкторско-технологическойинформатики, профессор кафедрыШаранов Александр Владимирович, кандидатпедагогических наук, филиал ФГКВОУ ВО «Военнаяакадемия Ракетных войск стратегического назначенияимени Петра Великого» Министерства обороныРоссийской Федерации в г. Серпухове, кафедра«автотехническоеобеспечение»,заместительначальникаВедущая организация:ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственныйгуманитарно-педагогическийуниверситет»(г. Челябинск)Защита состоится «16» сентября 2019 года в 15.00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.154.05, созданного на базе федеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшегообразования «Московский педагогический государственный университет» поадресу: 119435, г.

Москва, ул. М. Пироговская, д. 29, ауд. 49.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшегообразования «Московский педагогический государственный университет» поадресу: 119991, г. Москва, ул. М. Пироговская, д. 1, стр. 1 и на официальномсайте университета: http://www.mpgu.suАвтореферат разослан «___» _____________ 2019 г.Ученый секретарьдиссертационного советаКосино Ольга АлексеевнаАктуальность исследования. Одним из основных направленийреализации Стратегии инновационного развития Российской Федерации напериод до 2020 года является значительное повышение качества и престижаинженерного образования 1.

Наметившийся подъем промышленногопроизводства и строительства в Российской Федерации позволил создатьтакие уникальные здания, сооружения и комплексы, как: Крымский мост,стадион «Фишт» в г. Сочи, космодром «Восточный» в Амурской области,небоскреб «Лахта-центр» высотой 462 м, возводимый в г. Санкт-Петербурге идр.

Все это, кроме применения новых строительных материалов и технологий,требует подготовки квалифицированных инженеров-строителей. Поэтомупрактическая подготовка таких специалистов в технических вузах в настоящеевремя является приоритетной государственной задачей. Решение этой задачисвязано с реформированием инженерного образования в целом.Содержание высшего образования по направлению подготовки«Строительство» определяется программой бакалавриата, конкретизациякоторой осуществляется техническим вузом с учетом сферы деятельностибудущего выпускника и его профессиональных задач. СогласноФедеральному государственному образовательному стандарту высшегообразования (ФГОС ВО 3++) нового поколения выпускники должны бытьготовы осуществлять деятельность по проектированию объектовстроительства, объектов инфраструктуры сооружений и зданий, объектовэнергетического назначения и других.

Таким образом, основным видомдеятельности, который должен быть освоен студентом в техническом вузе,является проектирование объектов строительства различного назначения.Данная цель – проектирование объектов строительства - являетсяпрактически значимой для выпускника данного направления подготовки в еготрудовой деятельности, то есть она является типовой профессиональнойзадачей.Готовность выпускника к выполнению проектировочной деятельностиопределяется уровнем сформированности его компетенций. В учебных планахотражаются компетенции, которые необходимо сформировать в процессеобучения. В соответствии с требованием ФГОС ВО 3++ все дисциплины,входящие в обязательную часть программы бакалавриата направлены наформирование общепрофессиональных компетенций (ОПК).

Физика, являясьбазовой дисциплиной, включена в эту часть программы бакалавриата понаправлению подготовки «Строительство». Одна из общепрофессиональныхкомпетенций указывает на необходимость применения выпускникамитеоретических и практических основ естественнонаучных дисциплин длярешения задач профессиональной деятельности будущего инженерастроителя (ОПК-1). Именно она связана с типовой профессиональной задачей– проектирование объектов строительства.Стратегия инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 год.

Утвержденараспоряжением Правительства Российской Федерации от 8 декабря 2011 г. № 2227-рhttp://minsvyaz.ru/common/upload/2227-pril.pdf13Общепрофессиональная компетенция (ОПК-1) содержит следующиекомпоненты, направленные на формирование у студентов способностей:выявлять и классифицировать физические процессы, протекающие на объектепрофессиональной деятельности; определять характеристики физическогопроцесса (явления), характерного для объектов профессиональнойдеятельности на основе теоретического и экспериментального исследований;представлять базовые для профессиональной сферы физические процессы иявления в виде математических уравнений; выбирать базовые физическиезаконы для решения задач профессиональной деятельности 2.Нетрудно видеть, что формирование выделенных компонентов ОПК-1невозможно без применения знаний по физике.Проектирование любого объекта строительства представляет собойсложную многокомпонентную деятельность по созданию предполагаемогообъекта.

Эта деятельность включает следующие этапы:1) установление функционального назначения строительного объекта;2) составление расчетной схемы строительной конструкции;3) выбор несущих элементов строительного объекта;4) определение нормативных параметров состояния элементовстроительной конструкции;5) расчет значений прочностных, деформационных и других физикомеханических свойств строительных материалов и грунтов, а также расчеттеплофизических, световых характеристик строительных конструкций;6) определение и расчет нагрузок на строительный объект (нагрузки отсобственного веса элементов конструкции, от веса и давления грунтов, весастационарного оборудования и трубопроводов, давления газов, жидкостей исыпучих тел, давления ветра, воздействия температуры, сейсмическойнагрузки и др.).Выполнение пятого и шестого этапа проектирования невозможно безприменения физических знаний.

Таким образом, обучение студентовспособам выполнения этапов проектировочной деятельности при изучениикурса физики может осуществляться через формирование у них компонентовОПК-1, непосредственно связанных с применением физических знаний.Курс физики в техническом вузе составляет основополагающую базу, накоторой строится общепрофессиональная и специальная подготовка будущихбакалавров-строителей,формируетсяпониманиенеобходимостииспользования физических законов для решения практически значимых задач.Проблема совершенствования преподавания физики в техническом вузерассматривалась многими исследователями. Среди них можно выделитьследующие направления:1) реализация профессиональной направленности курса физики втехническом вузе с целью подготовки студентов к будущей практическойМатериалы по разработке примерных основных образовательных программ (ФГОС 3++) ПООП понаправлению подготовки 08.03.01 Строительство (уровень бакалавриата) mgsu.ruhttp://mgsu.ru/universityabout/UMO-ASV/fgos-poop/poop/index.php24деятельности (А.Е.

Айцензон, А.А. Измайлова, Л.М. Коренкова, В.В.Ларионов, Л.В. Масленникова, И.А. Мамаева, Н.М. Павлуцкая, А.А. Червоваи др.);2) выделение типовых инженерных профессиональных задач иобучение студентов методам их решения (А. Г. Валишева, Л.П. Скрипко);3) организация образовательного процесса через сквозноепроектирование, при котором весь учебный материал по гуманитарным,общетехническим и специальным дисциплинам разрабатываются в теснойсвязи с курсовым/дипломным проектом (М.Н.

Рыскулова);4) включение в содержание учебного материала курса физики заданий,в которых описываются профессионально значимые ситуации будущегоспециалиста (Е.В. Лисичко, И.А. Мамаева, Н.Г. Печенюк, Э.Б. Селиванова,А.В. Степанова, Р.П. Фоминых и др.). Методика решения таких заданийсводятся, в основном, к решению обычных физических задач.Все приведенные исследования направлены на усиление роли курсафизики в технических вузах при обучении студентов решению инженерныхзадач.Для проверки результативности имеющихся подходов был проведенконстатирующий эксперимент, в котором участвовало 325 студентов 1-5курсов, обучающихся по специальности «Промышленное и гражданскоестроительство»; «Теплогазоснабжение и вентиляция», «Водоснабжение иводоотведение», а также 15 преподавателей физики, 10 преподавателейобщетехнических дисциплин, 5 руководителей курсовых/дипломныхпроектов технических вузов (Астраханский государственный техническийуниверситет, Астраханский инженерно-строительный институт, Донскойгосударственный технический университет (г.

Ростов-на-Дону)). Результатыконстатирующего эксперимента свидетельствуют о том, что студенты: 1) непользуются физическими знаниями при решении задач, содержащихотдельные этапы проектирования строительных объектов (67%); 2)испытывают затруднения в планировании деятельности по решению учебныхзадач, связанных с практически значимыми ситуациями в строительстве(80%); 3) большинство из них не осознают роли физических знаний прирешении задач, связанных с проектированием строительных объектов (75%).Результаты констатирующего эксперимента и практика преподавания физикив техническом вузе позволяют констатировать, что возможности физики какучебной дисциплины в недостаточной степени используются дляформированияобщепрофессиональныхкомпетенцийвыпускниковтехнических вузов. Таким образом, существуют противоречия между:- требованиями государства и общества к уровню инженернойподготовкибудущихбакалавров-строителейинедостаточнойразработанностью методики формирования у них общепрофессиональныхкомпетенций в процессе обучения физике;- между потенциальной возможностью формирования в курсе физикипроектировочной деятельности у бакалавров-строителей и отсутствием5методики обучения данному виду деятельности, выполняемой на основефизических знаний.Существование этих противоречий обуславливает актуальность темыисследования «Формирование проектировочной деятельности у бакалавровнаправления подготовки «Строительство» при изучении курса физики втехническом вузе».Объектом исследования является процесс обучения физике бакалавровнаправления подготовки «Строительство».Предметомисследованияявляетсяпроцессформированияпроектировочной деятельности у бакалавров направления подготовки«Строительство» при изучении курса физики в техническом вузе.Цели исследования:- разработать содержание этапов проектировочной деятельности,выполнение которых осуществляется с опорой на физические знания;- обосновать и разработать методику формирования у бакалавровнаправления подготовки «Строительство» обобщенных способов выполненияэтапов проектировочной деятельности при изучении курса физики.В основу исследования положена следующая идея: в цели обученияфизике бакалавров-строителей должны войти обобщенные способывыполнения этапов проектировочной деятельности, реализация которыхневозможна без применения физических знаний.На этой основе сформулированагипотеза исследования:формирование проектировочной деятельности у бакалавров направленияподготовки «Строительство» при изучении курса физики в технических вузахвозможно, если:- студенты овладеют обобщенными способами выполнения этаповпроектировочной деятельности, связанных с применением физическихзнаний;- способы выполнения этапов проектировочной деятельности станутпредметом их специального усвоения;- на занятиях по физике будет организовано многократное применениеосвоенных способов для решения физических задач, связанных свыполнением этапов проектировочной деятельности при изучениисоответствующих тем;- студенты будут способны применять способы выполнения этаповпроектировочной деятельности при подготовке различных курсовых ивыпускных квалификационных работ.В соответствие с целью и гипотезой были сформулированы задачиисследования:1) выявить состояние проблемы формирования проектировочнойдеятельности у студентов в технических вузах;2) выделить знания курса физики, на основе которых целесообразноформировать определенные этапы проектировочной деятельности;63) разработать содержание этапов проектировочной деятельности,выполняемых на основе знаний курса физики в обобщенном виде;4) разработать модель методики формирования проектировочнойдеятельности у бакалавров-строителей на занятиях по физике;5) разработать методику формирования проектировочной деятельностипри изучении курса физики;6) осуществить экспериментальную проверку гипотезы исследования.Теоретическую базу исследования составили: работы, посвященные компетентностному подходу к обучению (А.Ф.Ан, В.И.