Публикации по проблеме «Креативная вертикаль в ПГТА».
- Ю.В. Горин, В.Б. Моисеев, Б.Л. Свистунов. Экспериментальный курс «Физика + ТРИЗ». Тезисы докладов 4-ой научно-технической конференции «Новые технологии в преподавании физики» (НТПФ-4). Москва, МПГУ, март 2005г. с.41-42.
- Ю.В.Горин, В.Б.Моисеев, Б.Л.Свистунов. Физика в технологии творческой деятельности инженера. Доклады восьмой международной научной конференции «Физика в системе современного образования» (ФССО-05). Санкт-Петербург, РАО РФ, 2005г. Изд-во РПГУ им. А. И. Герцена, с.161-163. Примечание: доклад признан лучшим на секции «Физика в системе инженерного образования» и рекомендован к печати.
- Ю.В.Горин, В.Б.Моисеев, Свистунов Б.Л. Физика в технологии творческой деятельности инженера. Журнал «Физическое образование в вузах». 2005г., т.11, №4, с.51-57.
- Ю.В.Горин, В.Б.Моисеев, А.Д.Нелюдов, Б.Л.Свистунов. Физика как основа креативной вертикали в подготовке инженера. Доклады 5-ой международной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития» (ФОППР-06). Москва, март 2006г., МПГУ, с.219 – 223. Доклад перпечатан журналом АПО.
- Ю.В.Горин, В.Б.Моисеев, А.Д.Нелюдов, Б.Л.Свистунов. Физика как основа креативной вертикали в подготовке инженера. Академия профессионального образования, № 3-4, 2006г., с.18-23.
- На ФОППР-О7 (март 2007г, М, МПГУ) представлен доклад: Ю.В.Горин, В.Б.Моисеев, А.Д.Нелюдов, Б.Л.Свистунов «Опыт реализации креативной вертикали в подготовке инженера». Текст доклада прилагается.
- На ФССО-07 представлен доклад: Ю.В.Горин, В.Б.Моисеев, А.Д.Нелюдов, Б.Л.Свистунов «Физика и педагогика творчества». Текст доклада прилагается.
Тезисы НТПФ-4.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КУРС «Физика + ТРИЗ».
Горин Ю.В., Моисеев В.Б., Свистунов Б.Л.
Пензенская государственная технологическая академия.
Цель программы – разработка и внедрение в практику подготовки инженеров инновационных технологий креативного образования. Возможность обучения творческому решению задач к настоящему времени научно обоснована и доказана.. Применительно к инженерному образованию теоретической базой служит теория решения изобретательских задач – ТРИЗ. Практической базой является опыт обучения на семинарах для инженеров, факультативах для школьников, и в системе высшего технического образования (Г.С.Альтшуллер, Ю.В.Горин, М.М.Зиновкина и др.) Решается задача разработки и апробации комплекса научно-методических материалов по обучению творчеству на базе курса физики для студентов технических специальностей. В структуре комплекса предполагается использование специальной компьютерной системы поддержки интеллектуальной деятельности.
Статья в журнале «Физическое образование в вузах», 2005, т.11, №4, с.51-57.
ФИЗИКА В ТЕХНОЛОГИИ ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА.
Ю.В. Горин, В. Б. Моисеев, Б.Л. Свистунов.
Пензенская государственная технологическая академия.
Ведущей тенденцией при совершенствовании всей вертикали профессионального образования является инновационная деятельность. Её общее направление – формирование творческой широкообразованной личности. Процесс идет через обновление содержания и структуры высшего профессионального образования. Определение путей совершенствования государственных образовательных стандартов требует выявления концептуальных противоречий в действующей системе для конкретизации реальных действий по их преодолению.
Применительно к высшему и среднему профессиональному образованию суть проблемы состоит в следующем /1/ . Парадигма широкой образованности предполагает формирование личности, владеющей научно обоснованной технологией творческого решения задач. Профессиональные ЗУНы в рамках этой парадигмы трактуются не как цель, а лишь как необходимое средство обеспечения творческой деятельности специалиста. Если рассматривать образованность выпускника как систему, то наше профессиональное образование успешно реализует одну из «подсистем» - обучение ремеслу в самом хорошем смысле этого слова. Это огромное достоинство, и оно не должно быть утеряно ни при каких инновациях и модернизациях. Вместе с тем, системная образованность в современных условиях должна содержать в себе ещё, как минимум, три подсистемы: научное мировоззрение, потребность и умение познавать окружающий мир и самого себя, а также осознанную потребность и умение работать творчески. И все это не в роли «желательных добавок», а в качестве необходимых и равноправных компонентов системы, имеющих реальную опору в личностных качествах специалиста. Следовательно, в структуре образованности личности необходимы качественные изменения, которые можно реализовать путем корректировки самой структуры образовательного пространства.
Рассмотрим эту проблему применительно к формированию творческой личности инженера – специалиста с высшим техническим образованием. Очевидно, что для нормальной производственной деятельности по эксплуатации технических систем выпускнику достаточно «базы данных», то есть всего того, что содержат учебники по специальности, опыт наставников, справочники, инструкции, руководящие указания. Плюс умение профессионально ориентироваться в этом информационном массиве. Для создания же новых технических решений нужна «база знаний» - то, что содержится в учебниках и монографиях по целому блоку наук. В техносфере основу всех технических систем и технологий составляют естественные науки – физика, химия, биология. Именно в них заложено понимание процессов. Хотя конкретному ремеслу в наших вузах учат надежно, научные основы этого ремесла в учебных планах представлены явно недостаточно. Соответственно, слабая естественнонаучная подготовка специалиста - эксплуатационника не позволяет целенаправленно совершенствовать ни производственный процесс, ни сами технические системы. Вывод очевиден – необходимо усиление естественнонаучного компонента в структуре образованности инженеров. Усиление и количественное, и качественное.
Научное мировоззрение предполагает, прежде всего, гуманистическую направленность личности. Содержательно оно может базироваться только на системном естественнонаучном кругозоре, который обеспечивает понимание диады «человек + природа» как единой сверхсистемы /2, 3/. Естественнонаучное мировоззрение служит базой и для реализации потребности в познании мира, и для осознанного приобщения к творческому труду. Следовательно, именно естественнонаучный компонент общего и профессионального образования должен служить системообразующим фактором широкой образованности личности. Этот тезис относится ко всей вертикали профессионального образования, от начального до самого высшего.
Главная полезная функция образованности включает в себя интересы и личности, и общества. Применительно к прагматическим интересам личности главное, чем озабочены наши студенты – обеспечить себе сочетание высокой деловой квалификации со способностью адекватно адаптироваться к быстро меняющемуся миру, в том числе к нарастающим требованиям работодателей. Студенты значительно быстрее, чем некоторые деятели от образования и преподаватели, оценили значимость широкой образованности прежде всего как надежного средства, обеспечивающего и их собственную социально-профессиональную адаптацию, и возможность управлять обстоятельствами в соответствии со своими потребностями и запросами. В обществе постепенно крепнет уверенность в том, что системность и широта кругозора не только способствуют повышению «культурного уровня», но и создают фундамент для более эффективной деятельности в сфере избранной специальности. Синтез интересов личности и общества в идеале предполагает, что образовательное учреждение формирует системно образованного специалиста, способного к самообучению, владеющего ремеслом и технологией творческого труда.
Структура образовательного пространства в нашем образовании отражается системой государственных образовательных стандартов (ГОСов).Во всех ГОСах есть требование типа: «обеспечить устойчивое стремление к самосовершенствованию, стремление к творческой самореализации». Эти мотивы продиктованы необходимостью эффективного трудоустройства выпускников и их адаптации к рынку труда. Но действенных методик «обеспечения стремления к творческой самореализации» в системе образования практически нет. Преподавание методологии «управляемого творчества» находится в стадии осознания и становления. Есть отдельные крупицы опыта подготовки выпускников к реализации своего творческого потенциала. Здесь две грани. Во-первых, исследователю необходимо умение видеть и формулировать творческие задачи, то есть умение выявлять противоречия в объекте исследования. Во-вторых, нужны готовность и умение преодолевать эти противоречия. Фактически это означает овладение технологией организации мышления по преобразованию проблемной ситуации в конкретные задачи, создание моделей задач, исследование противоречий, их научный анализ с последующим преобразованием модели в ответ. И всему этому надо учить.
Концептуальные основы методологии творчества заложены в методологии естествознания. Развитие когнитивных и креативных структур человека – это две грани единого процесса эволюции человечества и естествознания. Когда когнитивные структуры человека развились до надлежащего уровня, то в соответствии с давно назревшими потребностями общества возникла наука. На этом этапе сформировалось наше умение задавать вопросы природе, иногда получать на них ответы и правильно их истолковывать на языке науки. Тем самым человек создал себе возможность управлять процессом познания. Аналогичный процесс «от наблюдения к управлению» характеризует и эволюцию творчества. Человек целенаправленно переходит от ожидания «озарения свыше» к научно обоснованной подготовке собственной личности к генерации результативного озарения при решении задачи. Основной результат творчества как науки – «озарение по заказу». Стержень подготовки – эвристические алгоритмы, выстроенные в соответствии с объективными законами развития объектов исследования, например, технических систем. Мысль о том, что учить технологии творческого решения задач нужно и можно, сейчас уже не вызывает отторжения. Кто-то предлагает использовать опыт творческих личностей, другие напрямую вводят в преподавание своей дисциплины задачи, требующие хотя бы элементов творческого подхода, что хорошо, но мало. Ясно, что массовый ввод обучения творческому решению задач должен опираться на научно обоснованную базу. Применительно к инженерному творчеству научной базой служит теория решения изобретательских задач – ТРИЗ /4 – 7 /. Практической базой является опыт обучения на семинарах для инженеров, факультативах для школьников и в системе высшего технического образования (Г.С.Альтшуллер, Ю.В.Горин, М.М.Зиновкина и др.).
В структуре образованности будущего инженера основным элементом естественнонаучного компонента выступает физика. Ей предназначено выполнение двух важнейших функций – мировоззренческой и «технической». Физика выступает как наука фундаментальная и одновременно как прикладная. Курс физики должен способствовать формированию научного мировоззрения и, соответственно, созданию убежденности в том, что методология естествознания есть общенаучная методология. Будущему инженеру также необходимо понимать и осознавать, что физика есть научная основа всей современной техники и большинства промышленных технологий. Пытаясь совместить обе эти функции в едином трехсеместровом курсе, мы очень часто вступаем на путь компромиссов – немного того, немного другого плюс система сведений об основных физических законах и их многочисленных проявлениях в природе. Мировоззренческий аспект при этом тонет в потоке формул и формулировок. Техническая же направленность во многом имеет иллюстративный характер, мы ограничиваемся приведением примеров использования физики в действующей технике. Это хорошо, но мало. Ясно, что такие технические системы, как люминесцентные источники света, холодильники, телевизоры реализуют в своей работе целые созвездия физических законов, явлений и эффектов. Но тот факт, что физика есть неиссякаемый источник новых творческих решений технических задач, очень часто остается за рамками преподавания курсов физики. Уточним, что речь идет не только о самых современных достижениях физической науки, но и о традиционной, «вузовски классической» физике, которая по-прежнему остается научной основой технических изобретений. Поэтому в технических вузах минимально необходимым является четырехсеместровый курс физики. Попытки же сократить физику до двух семестров есть прямой переход к классически тупиковой ситуации: «хотели как лучше, а получилось как всегда», то есть плохо.
В ПГТА создана программа, целью которой является разработка и внедрение в практику инновационных технологий креативного образования. Такое образование предполагает прежде всего умение инженера решать творческие задачи не по наитию, а на основе научно обоснованных алгоритмических методик. Проблема прозрачна – инженеру очень полезно не только набрать запас знаний, профессиональных умений и навыков, но и овладеть технологией творческого решения инженерных задач.
Программа «Физика + ТРИЗ» выстроена как комплекс научных и методических материалов по обучению студентов творческому решению технических задач / 8 /. Вводить такое обучение можно двумя путями. Первый, экстенсивный путь связан с вводом в учебные планы дополнительных предметов эвристического направления. Сложности здесь очевидны и пока что трудно преодолимы. Второй путь связан с совмещением преподавания общеобразовательных или специальных дисциплин с освоением основ ТРИЗ. Трудность здесь – в малом числе преподавателей с универсальной квалификацией. Анализ учебных планов и имеющегося опыта преподавания ТРИЗ показал, что креативную «составляющую» образованности студентов технических специальностей рациональнее всего формировать на базе курса физики. Здесь несколько взаимосвязанных положительных мотиваций. Во-первых, студент узнает о технологии творчества и частично её осваивает уже на первых курсах, что неминуемо «сработает» при изучении специальных дисциплин. Во-вторых, физика органически входит в структуру ТРИЗ, составляя основу информационного фонда этой теории. Фактически физика является одним из обязательных и мощных инструментов технического творчества. Осознание этого факта заметно повышает интерес студентов к изучению физических явлений. Что касается сочетания мировоззренческой и «техноприкладной» функций учебных курсов физики, то это кажущееся противоречие решается разделением во времени. На весь курс физики отводится четыре семестра. Стандартный материал первых трех семестров излагается с акцентом на то, что физика есть основа всей действующей техники и она же – огромный источник новых технических решений. Все разделы лекционного курса дополняются набором технических примеров, заимствованных из патентного фонда, каждый из которых трактуется как техническая реализация тех физических моделей, что изучаются в данном разделе. Здесь же обсуждаются функциональные технические возможности физических явлений. На практических занятиях наряду с традиционными учебными задачами («закрепление материала») предусмотрены учебные творческие задачи. Как правило, это задачи по совершенствованию технических систем, в которых явно видны технические и физические противоречия, разрешение которых связано с использованием физических эффектов и явлений. Фонд таких задач также базируется на патентных материалах. Лабораторный практикум трактуется как система физических моделей реальных ситуаций в различных областях техники. Для учета успехов студентов планируется использование рейтинговой системы. Четвертый семестр посвящается «мировоззренческому аспекту». Здесь главное - знакомство студентов с эволюцией естественнонаучных картин мира и с основами методологии научного познания природы.
Некоторый опыт реализации аналогичных по духу программ уже накоплен. Анализ результатов и востребованности такого обучения показал, что при наличии опытных преподавателей, владеющих ТРИЗ, обучение вполне эффективно. Студенты начинают значительно выше оценивать свои творческие возможности, возрастает самооценка и формируется желание продолжить занятия. Одновременно в глазах студентов увеличивается ценность учебных курсов физики. Конечно, на начальных стадиях работы занятия должны вести преподаватели, имеющие соответствующую подготовку и опыт. При обсуждении возможных вариантов введения обучения творческому решению задач целесообразно заранее учитывать, что таких преподавателей в России относительно мало. Вместе с тем ясно, что «обучение творчеству» будет эффективным только при условии, если и сами методы творческого решения задач, и методика обучения этим методам станут достоянием большинства преподавательского корпуса. Это очень сложная проблема. Но её можно и нужно решать, поскольку формирование творческой личности – генеральная задача современного профессионального образования. В идеале наличие соответствующих знаний и умений должно быть предусмотрено квалификационными требованиями к преподавателям. В реальности до этого далеко, но уже настало время для старта. Научные методики обучения творческому решению задач нужно разрабатывать, апробировать, отбирать и вводить в учебный процесс, и все это – на базе имеющихся ресурсов, с тем составом преподавателей, который есть и который мы сумеем подготовить в ближайшем будущем. Нужны будут и экспериментальные площадки, и региональные центры методологии творчества, и понимание того, что проблема назрела, и никто её за нас не решит.
Литература.
- Ю.В.Горин, Б.Л.Свистунов. К иной парадигме. Высшее образование в России. 1999, №3, с.60-66.
- О.Н.Голубева, А.Д.Суханов. Современный курс физики второго поколения. Вестник РУДН, сер.ФЕНО. №6, 2001, с.57-59.
- Ю.В.Горин, Б.Л.Свистунов. Естественнонаучное образование и формирование творческой личности. Тезисы докладов ФССО-01, т.2, с.124 Ярославль, 2001г.
- Г.С.Альтшуллер. Творчество как точная наука. М. Сов.Радио, 1979. Кибернетика. 184с. Он же: Найти идею, 3-е изд., Петрозаводск, Скандинавия, 2003, 240с.
- М.М.Зиновкина. Р.Т.Гареев. Креативное инженерное образование. Высшее образование в России. 2000, №6, с.98-99.
- Ю.В.Горин, В.В. Землянский. Создание новых технических решений на основе использования физических эффектов и явлений. Методические рекомендации, ч.1. 2005, Пенза ,ПГТА, 60с.
- А.И.Гасанов и др. Рождение изобретения. Стратегия и тактика решения изобретательских задач. М., 1995, 432с.
- Ю.В.Горин, В.Б.Моисеев, Б.Л.Свистунов. Экспериментальный курс «Физика + ТРИЗ». Тезисы докладов НТПФ-4. Москва, МПГУ, март 2005., с.41.
Справка об авторах.
Место работы – Пензенская государственная технологическая академия. 440605, Пенза, пр. Байдукова / ул. Гагарина, 1А / 11.
- Горин Юрий Васильевич, к.ф.-м.н., ст.науч.сотр., профессор кафедры физики.
- Моисеев Василий Борисович, д.п.н., профессор, ректор ПГТА
- Свистунов Борис Львович, д.т.н., профессор, директор института образовательных технологий ПГТА.
Физика в технологии творческой деятельности инженера.
Горин Ю.В., Моисеев В.Б. Свистунов Б.Л.
Аннотация.
Обоснована и разработана программа введения элементов креативного образования в практику подготовки инженеров. Описан комплекс научно-методических материалов по обучению техническому творчеству на базе курса физики для студентов технических специальностей. Научной основой служит теория решения изобретательских задач (ТРИЗ). Предусмотрено использование компьютерной системы поддержки интеллектуальной деятельности.
PHYSICS IN THE TECHNOLOGY OF CREATIVE ACTIVITY OF ENGINEER.
Gorin Yu. V., Moiseev V.B., Svistynov B.L.
Abstract.
The program for introduction of the creative education elements into the engineer training practice have been substantiated and worked out. The complex of scientific and methodic materials in the training of creation on the base of course of physics for students of technical professions is described. A scientific basis is the theory of solution of invention tasks – TRIZ. The use of computer system of supporting of intellectual activity is provided.