Проектирование профессионально ориентированных обучающих комплексов в системе дополнительного профессионального образования
На правах рукописи
Мартыненков Владислав Владиславович
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ ОБУЧАЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ
В СИСТЕМЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
13.00.08 – теория и методика профессионального образования
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Калининград – 2012
Работа выполнена на кафедре теории и методики профессионального образования Института профессиональной педагогики в ФГБОУ ВПО «Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота»
| Научный руководитель | доктор педагогических наук, профессор Рудинский Игорь Давидович |
| Официальные оппоненты: | Подрейко Александр Михайлович, доктор педагогических наук, доцент, Балтийский федеральный университет имени И. Канта, профессор Пец Александр Васильевич, кандидат физико-математических наук, доцент, Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота, доцент |
| Ведущая организация | ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева» |
Защита состоится 3 декабря 2012 года в 10.00 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 307.002.01 при Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота по адресу: г. Калининград, ул. Озерная, 30 (зал заседаний диссертационного совета, ауд. 526).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота (ул. Молодежная, д.6, каб. 248).
Электронная версия автореферата размещена на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации http://vak2.ed.gov.ru/announcement, 30 сентября 2012 г., а также на сайте объединенного диссертационного совета ДМ 307.002.01 при Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота http://www.dm307.002.01.ru 2 ноября 2012 г.
Автореферат разослан 2 ноября 2012 г.
Ученый секретарь объединенного
диссертационного совета ДМ 307.002.01 Бычкова О.С.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Актуальность исследования. Проводимая в настоящее время модернизация системы дополнительного профессионального образования направлена на повышение его качества на основе сохранения фундаментальности образования и обеспечения соответствия актуальным и перспективным потребностям личности, общества и государства.
Анализ системы подготовки и расстановки кадров на промышленных предприятиях, проведенный А.В. Ангалевым, Ю.Ф. Божковым, А.С. Лопатиным и др., выявил острую потребность в специалистах, готовых к внедрению и применению инновационных производственных технологий в условиях конкретного предприятия.
Подготовка кадров с учетом специфики большинства крупных предприятий обусловливает необходимость применения новых образовательных технологий, нацеленных на формирование готовности специалиста решать профессиональные задачи по осуществлению инновационной производственной деятельности на предприятии.
По мнению таких авторов, как К. Робенсон, Майкл Г. Мур, У. Макинтош, Л. Блэк, локальное применение различных образовательных технологий приводит к фрагментированности знаний об изучаемых технологиях и к неспособности эффективно применять их на практике.
Как отмечают В.А. Каймин, Н.Н. Нечаев, А.В. Петровский, Е.Ю. Раткевич, В.В. Савушкин, исключительная ориентация процесса повышения квалификации на компьютеризированные обучающие системы (такие как виртуальные лабораторные работы (ВРЛ), компьютерные тренажеры-имитаторы (ТИ), автоматизированные обучающие системы (АОС)) не позволяет в полной мере сформировать понимание физической природы объектов моделирования, изучить течение самого технологического процесса, его цикличность и зависимость от внешних факторов.
В то же время, невозможность использования в процессе повышения квалификации специалистов уникального оборудования препятствует оснащению перспективными высокотехнологичными устройствами даже корпоративных центров повышения квалификации. Возникает необходимость создания профессионально ориентированных обучающих комплексов, сочетающих в себе «натурные» модели-прототипы реального технологического оборудования, менее требовательные к параметрам и характеристикам окружающей среды и безопасные для персонала, в единстве с компьютерными средствами моделирования, анализа и обучения.
Степень разработанности научного направления. Анализу достижений педагогической науки, результатов фундаментальных и прикладных исследований в области основ непрерывного образования, развития многоуровневых образовательных (научно-образовательных, научно-учебно-производственных) комплексов, проблем построения содержания, форм, методов, средств обучения в системе непрерывного образования посвящены работы А.С. Батышева, А.М. Новикова, В.А. Ермоленко, И.В. Зорина, В.А. Кальней, А.К. Крупченко, А.К. Орешкиной, М.И. Рожкова, И.М. Старикова, Г.А. Фирсова, Н.Г. Худолий, О.Б. Ховова, комплексному подходу к профессиональной подготовке и переподготовке кадров – работы Ю.А. Богомолова, внутрифирменной подготовке персонала – работы А. Бычкова, Т.Н. Матрусовой, А. Федорова, О. Эмих, построению системы непрерывного фирменного профессионального образования – работы А.И. Беляева, Е.В. Желниной, В.В. Кузнецова. Теоретико-методологические основы повышения квалификации и образования взрослых исследованы в работах отечественных и зарубежных ученых Ю.Л. Деражне, К.Г. Кязимова, В.И. Подобед, С. Гриффис, Х. Муррей, Б. Шауэрс, Б.Джойс и др.
Однако работы указанных авторов не в полной мере отражают необходимость формирования обучающих комплексов по конкретным профессиональным направлениям и технологиям, вследствие чего приходится констатировать, что проблематика построения систем повышения квалификации специалистов в динамично изменяющейся конкурентной среде требует углубленных научных исследований.
В работах Н.Р. Ипатовой, В.А. Оганесова, Е.Г. Ростовской, Н.П. Чурляевой и др. рассматриваются методы построения систем переподготовки и повышения квалификации специалистов, а также дифференцированного обучения и подготовки конкурентоспособного специалиста в системе дополнительного профессионального образования.
Однако указанные авторы не связывают повышение квалификации специалистов с использованием обучающих комплексов по профильным направлениям деятельности, сочетающим в себе инновационные методы и средства обучения.
Диссертационные работы А.Х. Ардеева, В.А. Грицыка, Г.И. Харченко и др. посвящены использованию для подготовки специалистов компьютерных программ учебного назначения, расширению образовательной информационной среды как средства повышения эффективности обучения, созданию виртуальных лабораторных комплексов на базе программных эмуляторов. Но и в этих исследованиях вопросы интеграции виртуальной учебной среды и производственного оборудования также не рассматриваются.
Сказанное выше позволило выявить противоречие: между потребностью современных предприятий в специалистах, готовых к внедрению и использованию инновационных производственных технологий, и недостаточной разработанностью в научном знании педагогических условий, средств и методов эффективного повышения квалификации специалистов в системе дополнительного профессионального образования.
Выявленное противоречие обозначило проблему исследования: при каких педагогических условиях повышение квалификации специалистов в системе дополнительного профессионального образования будет способствовать совершенствованию готовности этих специалистов к внедрению и применению инновационных технологий на производстве.
Актуальность проблемы определила тему исследования: «Проектирование профессионально ориентированных обучающих комплексов в системе дополнительного профессионального образования».
Объект исследования: процесс обучения в системе дополнительного профессионального образования.
Предмет исследования: процесс обучения в системе дополнительного профессионального образования, совершенствующий готовность специалистов к внедрению и использованию инновационных производственных технологий.
Цель исследования: разработка педагогических условий процесса повышения квалификации в системе дополнительного профессионального образования, обеспечивающих совершенствование готовности специалистов к внедрению и использованию инновационных производственных технологий.
Основная идея исследования: готовность специалистов к внедрению и использованию на производстве инновационных технологий может быть значительно усовершенствована за счет создания, внедрения и использования в процессе повышения квалификации профессионально ориентированных обучающих комплексов и соответствующего методического обеспечения, определяющего действия всех участников образовательного процесса.
Гипотеза исследования: процесс обучения специалистов будет более эффективным, чем в массовой практике дополнительного профессионального образования, если:
целью этого процесса будет готовность специалиста к выполнению профессиональных обязанностей, рассматриваемая как идеальная модель для проектирования педагогической деятельности и детерминированная начальным состоянием этой готовности;
содержание образовательного процесса будет ориентировано на конкретные инновационные технологии, владение которыми необходимо специалисту для осуществления профессиональной деятельности;
главным дидактическим средством образовательного процесса будет профессионально ориентированный обучающий комплекс, включающий автоматизированную обучающую систему и «натурную» модель реального технологического процесса;
в качестве главного фактора эффективности образовательного процесса будет положительная динамика готовности специалистов к внедрению и использованию инновационных производственных технологий (ИПТ).
В соответствии с целью и гипотезой в работе определены следующие задачи исследования:
1. Расширить сущность понятия «готовность» путем введения нового понятия «готовность специалиста к внедрению и использованию ИПТ».
2. Спроектировать содержание образовательного процесса в системе повышения квалификации с использованием профессионально ориентированных обучающих комплексов.
3. Спроектировать и реализовать профессионально ориентированные обучающие комплексы в форме «виртуально-натурных» обучающих комплексов, включающих в качестве обязательной компоненты учебно-методическое обеспечение, регламентирующее деятельность участников процесса повышения квалификации на всех его этапах.
4. Провести экспериментальное исследование готовности специалиста к внедрению и использованию на производстве ИПТ, выявить существенность различия уровней этой готовности при использовании предлагаемой и традиционной образовательной технологии.
Методологическую и теоретическую базу исследования составили: целостный, системный и личностно-деятельностный подходы к изучению и проектированию педагогических явлений (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, Е.В. Бондаревская, Б.С. Гершунский, В.С. Ильин, Ю.А. Конаржевский, А.М. Саранов); дифференциально-интегральный подход к исследованию педагогических процессов и явлений (Г.А. Бокарева, М.Ю. Бокарев); тестология (В.С. Аванесов, И.Д. Рудинский, А.Г. Шмелев); педагогическая диагностика (А.И. Берг, Е.А. Михайлычев, С.А. Сафонцев, Н.Ф. Талызина, В.Д. Шадриков); системный анализ (В.М. Глушков, А.К. Дмитриев, Б. Рассел, В.А. Штофф); личностно-деятельностный подход (А.В. Брушлинский, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина), системно-деятельностный подход к изучению познавательных процессов (А.Г. Асмолов).
Исследование проводилось с использованием научных методов: теоретических (системный анализ педагогических явлений и процессов, историографический, сравнительно-сопоставительный, компьютерное моделирование, конкретизации и обобщения результатов исследования, педагогическая диагностика) и эмпирических (натурное моделирование, квалиметрия, педагогический эксперимент).
Основные этапы и организация исследования
Первый этап (2007-2008 г.г.). Изучена педагогическая и методическая литература, посвященная различным аспектам повышения квалификации специалистов в системе дополнительного профессионального образования, а также отечественный и зарубежный опыт организации отраслевых систем повышения квалификации специалистов. Выявлены особенности организации и проблемы повышения квалификации специалистов в корпоративной системе дополнительного профессионального образования ОАО «Газпром»; проанализированы современные теоретические и практические подходы к организации фирменного профессионального образования. Проведен сравнительный анализ обучения инновационной деятельности специалистов и подходов к организации процесса формирования готовности специалистов к инновационной деятельности на производстве.
Второй этап (2008-2009 г.г.). Обоснована необходимость разработки и внедрения в учебный процесс профессионально ориентированных обучающих комплексов и создания методики их применения для формирования готовности специалистов к внедрению и использованию инновационных технологий на производстве. Спроектирована структура профессионально ориентированных виртуально-натурных обучающих комплексов, разработан алгоритм их функционирования, реализованы и внедрены в образовательный процесс три виртуально-натурных обучающих комплекса. Разработано методическое обеспечение применения этих комплексов для повышения квалификации специалистов.
Третий этап (2009-2012 г.г.). Поставлен и проведен педагогический эксперимент по применению виртуально-натурных обучающих комплексов для повышения квалификации специалистов по инновационным производственным технологиям. Систематизированы, обобщены и обработаны экспериментальные данные. Сформулированы выводы по результатам исследования, подготовлен и оформлен текст диссертации.
Научная новизна результатов исследования заключается в развитии теории проектирования и реализации профессионально ориентированных «виртуально-натурных» обучающих комплексов в единстве с методическим обеспечением их применения для повышения готовности этих специалистов к внедрению и применению инновационных технологий на производстве, в частности:
- введено понятие «готовность специалиста к внедрению и использованию инновационных производственных технологий», структурированное личностным, мотивационным, когнитивным и технологическим содержанием профессионально ориентированных компонент, что отличает его от ранее использовавшихся в практике дополнительного профессионального образования понятий «готовность к использованию информационных технологий» (Ю.С. Брановский, Я.А. Ваграменко, Л.З. Давлеткиреева, В.А. Извозчиков, Ю.К. Кузнецов, Э.И. Кузнецова, И.А. Румянцев), «современные ключевые компетенции», (И.А. Зимняя, Н.В. Кузьмина, А.К.Маркова, Л.М. Митина, Л.А. Петровская), «информационные компетенции» (А.В. Козырева, В.В. Краевский, П.И. Образцов, А.В. Хуторской) и т.д.;
- выявлена и сформулирована система педагогических условий применения профессионально ориентированных обучающих комплексов в процессе повышения квалификации специалистов по инновационным производственным технологиям;
- разработана «корпоративная среда» с помощью профессионально ориентированных обучающих комплексов, как дидактическое средство, в котором интегрированы технические, компьютеризированные и документальные средства обучения, что значительно расширяет возможности обучения в системе дополнительного профессионального образования;
- доказано, что готовность специалиста к внедрению и использованию инновационных технологий на производстве существенно совершенствуется в результате внедрения профессионально ориентированных обучающих комплексов, что вносит вклад в теорию и методику профессионального образования, в методологию корпоративной подготовке специалистов.
Теоретическая значимость исследования заключается в практико- теоретическом обосновании проектирования и реализации структуры процесса повышения квалификации специалистов с применением «виртуально-натурных» обучающих комплексов, в единстве с методическим обеспечением их применения в процессе дополнительного профессионального образования.
Практическая значимость исследования состоит в том, что:
- профессионально ориентированные «виртуально-натурные» обучающие комплексы позволяют повысить готовность специалистов к внедрению и применению на производстве инновационных технологий в любых обучающих центрах системы дополнительного профессионального образования;
- применение «виртуально-натурных» обучающих комплексов возможно в образовательных центрах корпоративной системы дополнительного образования благодаря низкой себестоимости лабораторного оборудования, отсутствию специальных требований к компьютерному оборудованию и разработанному методическому обеспечению;
- «виртуально-натурные» обучающие комплексы можно включать в программы повышения квалификации инженеров-диагностов технологического оборудования компрессорных станций и магистральных газопроводов и специалистов по инновационным технологиям ремонта и восстановления газотранспортного оборудования.
Диссертация соответствует паспорту специальности 13.00.08 – теория и методика профессионального образования, поскольку область исследования включает вопросы дополнительного профессионального образования, а именно: п.6 – дополнительное профессиональное образование»; п.7 – переподготовка и повышение квалификация работников и специалистов; п.17 – проектирование и оптимизация систем профессионального образования; п.18 – создание инновационных форм профессионального образования.
Достоверность и обоснованность результатов исследования основывается на теоретических положениях, полученных с использованием апробированных достижений современных фундаментальных и прикладных педагогических наук; на экспериментальном исследовании и подтверждении эффективности предложенного методического обеспечения; на успешной практической апробации сформулированных решений.
Положения, выносимые на защиту:
- Процесс повышения квалификации специалистов по инновационным производственным технологиям будет более эффективным, чем в массовой практике дополнительного профессионального образования, при соблюдений педагогических условий:
– готовность специалиста к внедрению и использованию на производстве инновационных технологий моделируется как педагогическая цель этого процесса обучения;
– применены «натурная», виртуальная и документальная подсистемы профессионально ориентированного обучающего комплекса;
– используется диагностика оценивания готовности специалиста к внедрению и использованию на производстве инновационных технологий;
– применены адекватная методика и инструментарий реализации процесса повышения квалификации специалистов по инновационным производственным технологиям.
- Выполнение этих условий детерминированы профессионально ориентированными обучающими комплексами, включающие в себя «натурную», виртуальную и документальную подсистемы.
- Совершенствование готовности специалиста к внедрению и использованию на производстве инновационных технологий достигается в процессе повышения квалификации за счет синергетического эффекта, получаемого благодаря интеграции технических, компьютеризированных и методических компонент обучающих комплексов.
Апробация теоретических положений и результатов исследования проводилась на научно-практических конференциях: I отраслевой научно-практической on-line-конференции «Использование информационных технологий в дополнительном профессиональном образовании» (Калининград, 2008 г.); II отраслевой научно-практической on-line-конференции «Непрерывное образование: актуальность, противоречия, подходы и содержание» (Калининград, 2009 г.), III отраслевой научно-практической on-line-конференции «Корпоративное образование: теория, методология, практика» (Калининград, 2010 г.), VII Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании» (Калининград, 2009 г.), VII и IХ международных конференциях «Морская индустрия, транспорт и логистика в странах региона Балтийского моря: новые вызовы и ответы» (Калининград, 2009 и 2011 г.г.), ХХVIII и ХХХ отраслевых семинарах «Диагностика оборудования и трубопроводов компрессорных станций ОАО «Газпром» (Геленджик, 2009 г., Ольгинка, 2011 г.). «Информационные технологии в образовании ХХI века» (Москва, 2012 г.), «Образование и наука ХХI века» (Болгария, 2012 г.).
Опытно-экспериментальная база исследования: «Отраслевой научно-исследовательский учебно-тренажерный центр ОАО «Газпром». Выборка участников для эмпирической работы составила 185 слушателей, в составе контрольных и экспериментальных групп повышали квалификацию специалисты, профессиональная деятельность которых носит схожий характер.
Внедрение результатов исследования. Результаты исследования внедрены в образовательный процесс НОУ «ОНУТЦ» ОАО «Газпром» в составе семимодульной трехгодичной 560-тичасовой программы профессиональной переподготовки инженеров-диагностов КС и МГ «Техническая диагностика технологического оборудования КС и МГ», а также в составе 72-хчасовой программы повышения квалификации инженеров-ремонтников КС и МГ ОАО «Газпром» в РГУ Н и Г им. И.М. Губкина, что подтверждено соответствующими актом и справкой об использовании результатов.
Диссертация имеет объем 20 8 страниц (76 рис., 27 табл.) и состоит из введения, двух глав, заключения, списка сокращений, глоссария, библиографии и трех приложений.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, определены объект, предмет и методы исследования, выдвинута гипотеза исследования, охарактеризована теоретическая и практическая значимость исследования, обозначены положения, выносимые на защиту, дана общая характеристика работы.
В первой главе «Анализ предметной области и исследование проблематики повышения квалификации специалистов в системе дополнительного профессионального образования» рассматриваются цели, задачи и специфика созданной в газовой промышленности корпоративной системы дополнительного профессионального образования. По мнению А.И. Беляева и А.П. Пасленова, основной задачей этой системы является обучение и переподготовка кадров предприятий в соответствии с постоянно обновляющимися требованиями отрасли, меняющимися производственными реалиями, модернизацией основных технологических процессов, активным внедрением и использованием новейших научно-технических достижений и инновационных технологий. Повышение квалификации специалистов в системе дополнительного профессионального образования проводится с целью обновления их теоретических и практических знаний, умений и навыков в соответствии с непрерывно возрастающими требованиями производства.
Однако повышение квалификации специалистов проводится преимущественно на производстве, на рабочих местах и реальном оборудовании в виду отсутствия учебных моделей, имитирующих работу реального технологического оборудования. Вводимая в эксплуатацию новая техника, основанная на инновационных технологиях, вообще не имеет учебных аналогов. Сравнительный анализ педагогических особенностей формирования готовности специалиста к внедрению и использованию на производстве инновационных технологий позволил сделать вывод, что повышение квалификации специалистов, предшествующее внедрению в производство инновационных технологий, не может основываться только на научно-исследовательских, опытно-конструкторских или экспериментальных работах, проводимых в отраслевых учебно-исследовательских центрах. В этом случае знания, получаемые специалистами непосредственно на рабочих местах, оказываются не полными, что заметно тормозит как внедрение инновационных технологий, так и развитие самого производства. Отсутствие современных учебно-методических материалов не позволяет обучающимся в полной мере понять физический смысл изучаемой технологии, а отсутствие непосредственного контакта с преподавателем препятствует глубокому усвоению теоретических основ производственных процессов.
Инновационное оборудование, как правило, чрезвычайно сложное и дорогостоящее, а зачастую – еще и потенциально опасное в случае аварий и неправильной эксплуатации. Ошибки либо некорректные действия недостаточно квалифицированного персонала на реальном оборудовании могут приводить к значительным экономическим потерям и даже к катастрофическим последствиям. В то же время, при обучении количество допускаемых ошибок весьма велико, поэтому встает задача создания таких обучающих комплексов, которые бы позволили, с одной стороны, осваивать приемы эксплуатации реального оборудования параллельно с автоматизированным изучением принципов его функционирования, не нанося урона реальному оборудованию. С другой стороны, средства обучения должны закреплять знания об изучаемых технологиях и способах предотвращения и ликвидации аварийных ситуаций, что в свою очередь, позволит значительно снизить эксплуатационные издержки в реальных производственных ситуациях.
В силу указанных причин сделан вывод о том, что повышение квалификации специалистов по инновационным производственным технологиям должно осуществляться в специализированных учебных центрах, обеспеченных необходимой методической базой для проведения обучения в области инновационных производственных технологий, оборудованных учебными натурными прототипами технологического оборудования и их интерактивными моделями на базе современной компьютерной техники, которые интегрируются в профессионально ориентированные обучающие комплексы. В настоящей работе под профессионально ориентированным обучающим комплексом понимается «виртуально-натурный» обучающий комплекс (ВНОК) как совокупность компьютерной подсистемы, лабораторного макета производственного оборудования и комплекта учебно-методической документации, предназначенная для повышения квалификации специалистов по конкретной инновационной производственной технологии, обеспечивающая освоение теоретических основ изучаемого вида деятельности с их практическим применением, сочетающая средства автоматизированного обучения и виртуального моделирования объекта с практической работой на натурных прототипах реального оборудования. Основная цель применения ВНОК в процессе повышения квалификации специалистов – совершенствование их готовности к внедрению и использованию на производстве инновационных технологий.
Готовностью специалиста к внедрению и использованию на производстве инновационных технологий мы называем интегративное профессиональное свойство личности, характеризующее способность человека к осуществлению конкретной профессиональной деятельности, которое проявляется на субъективном уровне как сложная система, интегрирующая в себе личностный, мотивационный, когнитивный и технологический компоненты, состав которых в соответствии с рекомендациями Л.З. Давлеткиреевой представлен в таблице 1. Эта готовность обеспечивает успешное внедрение инновационных производственных технологий и их использование для решения производственных задач, эффективное осуществление профессиональной деятельности, самостоятельное принятие решений в стандартных и изменяющихся условиях, совершенствование профессионального опыта и расширение его границ.
Таблица 1
Состав готовности специалиста к внедрению и использованию
на предприятии инновационных производственных технологий (ИПТ)
| Компонент | Характеристика компонента |
| Личностный | Личностные качества и способности (аналитичность и критичность мышления, креативные способности, коммуникабельность, эмоциональная стрессоустойчивость, ответственность, уважительность, смелость в отстаивании своего мнения и взглядов, независимость в суждениях). Степень его сформированности отражает индивидуально-личностную готовность специалиста ИПТ к профессиональной деятельности |
| Мотивационный | Мотивы, интересы, потребности и ценностные ориентации, совокупность которых отражает психологическую готовность специалиста ИПТ к профессиональной деятельности, а также установку на совершенствование своего профессионального опыта |
| Когнитивный | Позволяет удовлетворить и развить потребности, интересы, ценностные ориентации и личностные качества специалиста ИПТ. В его структуру входят базовые профессиональные знания, определяемые государственным образовательным стандартом, обеспечивающие специалиста ИПТ возможностью свободно ориентироваться в информационном пространстве и использовать его возможности при решении прикладных задач и создании новых информационных продуктов. Степень его сформированности отражает теоретическую готовность специалиста ИПТ к профессиональной деятельности |
| Технологический | Позволяет превращать знания в реальные действия специалиста при решении прикладных задач. В структуру данного компонента входит комплекс информационных, проектировочных, организационных, коммуникативных и рефлексивных умений, степень сформированности которых отражает практическую готовность специалиста ИПТ к профессиональной деятельности |
Для успешного повышения квалификации специалистов по ИПТ с применением ВНОК необходимо создать и выполнить следующие педагогические условия:
– готовность специалиста к внедрению и использованию на про-изводстве инновационных технологий моделируется как педагогическая цель этого процесса обучения;
– применены «натурная», виртуальная и документальная подсистемы профессионально ориентированного обучающего комплекса;
– используется диагностика оценивания готовности специалиста к внедрению и использованию на производстве инновационных технологий;
– применены адекватная методика и инструментарий реализации процесса повышения квалификации специалистов по инновационным производственным технологиям.
Вторая глава «Виртуально-натурный обучающий комплекс и его применение в процессе повышения квалификации специалистов» посвящена проектированию ВНОК и разработке методики его применения в процессе повышения квалификации, проведению педагогического эксперимента и определению главного фактора эффективности процесса положительной динамики готовности специалистов к внедрению и использованию ИПТ.
Укрупненная структурная схема ВНОК изображена на рисунке 1.
Рис. 1 Укрупненная структурная схема ВНОК
1. Виртуальная подсистема включает: а) автоматизированную обучающую систему, представляющую собой комплекс технического, учебно-методического, программного и организационного обеспечений на базе ЭВМ, используемый для: выявления исходного уровня знаний, умений и навыков слушателей; подготовки, хранения и предъявления слушателям учебного материала по изучаемой проблематике; текущего контроля учебных достижений слушателей путем выполнения виртуальных лабораторных работ и тестирования знаний для допуска слушателя к следующему этапу повышения квалификации; итогового контроля и оценивания учебных достижений каждого слушателя; регистрации, накопления и статистического анализа результатов повышения квалификации; б) компьютерную модель технологического процесса для изучения рассматриваемой производственной технологии в ходе выполнения виртуальных лабораторных работ, имитации этого процесса в любых, в том числе аварийных и предаварийных режимах, формирования у слушателя первичных навыков работы на изучаемом оборудовании и обработки данных о функционировании его натурного прототипа.
2. «Натурная» подсистема включает: а) натурную модель изучаемого технологического процесса, предназначенную для выполнения практических работ на действующем прототипе технологического оборудования и позволяющую слушателю дополнить полученные теоретические знания умениями работы на реальном оборудовании. Технические решения, реализованные при создании натурной модели, позволяют слушателю осваивать оборудование без угрозы здоровью и без нанесения существенного экономического ущерба даже при серьезных ошибках в его эксплуатации; б) измерительную аппаратуру для снятия параметров функционирования действующего прототипа технологического оборудования и их последующей компьютерной обработки.
3. Документальная подсистема включает комплект учебно-методической документации, регламентирующей деятельность всех участников процесса повышения профессиональной квалификации.
Разработанное методическое обеспечение процесса повышения квалификации с использованием ВНОК представляет собой структурированную совокупность учебной, учебно-методической и информационно-справочной литературы с описанием изучаемой инновационной производственной технологии, а также учебно-методической, технической и эксплуатационной документации, куда входят учебники, учебные пособия, технические регламенты, методические указания по работе с ВНОК, инструкции (руководства) по эксплуатации и обслуживанию натурного прототипа и другие источники.
Алгоритм повышения квалификации специалистов с применением виртуально-натурного обучающего комплекса изображен на рисунке 2. Описание каждого этапа приведено в таблице 2.
Рис. 2 Алгоритм применения ВНОК в процессе
повышения квалификации специалистов
Таблица 2
Описание этапов повышения квалификации с применением
виртуально-натурного обучающего комплекса
| № | Наименование этапа | Проводимые мероприятия |
| 1. | Подготовительный этап | Постановка задач обучения, разъяснение проблематики и специфики ПК в области ИПТ, инструктаж по технике безопасности при работе с ВНОК, ознакомление слушателей с инструкциями и регламентами эксплуатации технических средств ВНОК |
| 2. | Входной контроль | Определение исходного уровня подготовки каждого слушателя и его готовности к ПК в области ИПТ |
| 3. | Освоение теоретических основ изучаемой технологии под руководством преподавателя | Плановые лекционные и семинарские занятия с использованием учебно-методических пособий, компьютерных презентаций и учебных видеофильмов |
| 4. | Самостоятельное изучение технологии с применением АОС и информационных материалов | Самостоятельная подготовка с применением АОС по изучаемой тематике; в качестве источников дополнительной информации могут применяться учебники, учебные пособия и другие издания, включенные в состав документальной подсистемы ВНОК |
| 5. | Выполнение виртуальных лабораторных работ с использованием компьютерной имитационной модели | Индивидуальное либо коллегиальное выполнение работ на персональных компьютерах под руководством преподавателя с использованием проекционной техники для демонстрации хода работы, сопровождаемой комментариями и совместным обсуждением получаемых результатов |
| 6. | Промежуточный контроль учебных достижений | Контролируются результаты теоретического обучения, самоподготовки и выполнения виртуальных лабораторных работ для допуска слушателя к работе на учебном технологическом оборудовании |
| 7. | Натурные эксперименты | Проводятся под руководством преподавателя на натурном макете-прототипе технологического оборудования, входящем в натурную подсистему ВНОК |
| 8. | Компьютерная обработка и анализ полученных результатов | Сравниваются значения параметров технологического процесса, полученные экспериментальным путем, и расчетные значения этих же параметров, полученные на имитационной модели; программа автоматически выявляет расхождения между этими группами значений и оценивает существенность этих расхождений |
| 9. | Выполнение итоговой квалификационной работы | Тематика итоговой квалификационной работы выбирается слушателем из перечня, охватывающего все инновационные производственные технологии, изучавшиеся в текущем цикле ПК |
| 10. | Завершающий этап | Анкетирование слушателей о качестве организации процесса повышения квалификации и сбор рекомендаций по его совершенствованию. Торжественное подведение итогов образовательного цикла и вручение слушателям удостоверений о повышении профессиональной квалификации |
Использование ВНОК в процессе повышения квалификации специалистов позволяет существенно снизить расходы на организацию этого процесса как благодаря низкой стоимости самих ВНОК, так и за счет невысоких эксплуатационных затрат на их поддержание в работоспособном состоянии. В качестве примера реализации этого принципа в таблице 3 представлены ориентировочные данные о стоимости созданных ВНОК и затратах на их содержание в сравнении с аналогичными показателями производственного оборудования, реализующего изучаемую инновационную технологию.
Таблица 3
Сравнительные экономические показатели ВНОК и реального
инновационного технологического оборудования
| Название ВНОК | Ориентировочная стоимость (млн. руб.) | Эксплуатационные расходы (тыс. руб./час) | Название технологического оборудования | Ориентировочная стоимость (млн. руб.) | Эксплуатационные расходы (тыс. руб./час) |
| «Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов» | 0.05 | 0.02 | Станок сварки п\а | 0.15 | 3.0 |
| «Закаливание деталей технологического оборудования токами высокой частоты» | 0.1 | 0.02 | Шкаф термообработки деталей | 1.2 | 4.4 |
| «Плазменное нанесение защитных покрытий» | 0.135 | 0.04 | Плазмотрон | 0.25 | 1.2 |
Методическое обеспечение применения ВНОК регламентирует деятельность преподавателей, учебно-методического персонала и слушателей в процессе повышения квалификации специалистов с использованием «виртуально-натурных» обучающих комплексов, что обеспечивает эффективность и результативность учебного процесса. Типовой график организации процесса повышения квалификации с применением виртуально-натурного обучающего комплекса, охватывающий изучение конкретной инновационной производственной технологии приведен в таблице 4.
Таблица 4
Типовой график организации цикла ПК с применением ВНОК
| Название этапа | Номер учебной недели | Количество учебных часов | Примечание | ||
| Всего | Аудит. | Самостоятельная работа | |||
| Подготовительный этап | 1 | 2 | 2 | ||
| Входной контроль | 1 | 2 | 2 | ||
| Освоение теоретических основ изучаемой технологии под руководством преподавателя | 1 | 8 | 8 | ||
| Самостоятельное изучение технологии с применением АОС и информационных материалов, входящих в состав документальной подсистемы | 1 | 6 | 6 | ||
| Выполнение виртуальных лабораторных работ с использованием компьютерных имитационных моделей | 1 | 8 | 8 | ||
| Промежуточный контроль учебных достижений на предмет допуска слушателя к работе на натурном макете-прототипе | 1 | 2 | 2 | ||
| Натурные эксперименты | 1 | 6 | 6 | ||
| Компьютерная обработка и анализ полученных результатов | 1 | 2 | 2 | ||
| Выполнение итоговой квалификационной работы | 2 | 32 | 12 | 20 | Однократно по завершении изучения всех запланированных ИПТ |
| Завершающий этап | 2 | 4 | 4 | // | |
| ИТОГО: | 2 недели (12 учеб-ных дней) | 72 | 54 | 18 | |
Педагогический эксперимент по исследованию эффективности предложенных решений проводился с целью подтвердить или опровергнуть гипотезу о том, что применение «виртуально-натурных» обучающих комплексов в процессе повышения квалификации специалистов по инновационным производственным технологиям увеличивает готовность специалистов к внедрению и использованию на производстве ИПТ. Положительная динамика готовности определялась по результатам выполнения каждым слушателем итоговой квалификационной работы, позволяющей оценить его способность применять определенную инновационную технологию в производственных условиях, а также по средним оценкам группы слушателей по результатам выполнения комплексной итоговой квалификационной работы.
Результативность процесса ПК, организованного с применением ВНОК, сравнивалась с результативностью процесса ПК, организованного по классической схеме, т.е. с традиционным лекционным изучением темы с преподавателем в учебной аудитории, с последующим выполнением лабораторных работ и однократной итоговой процедурой квалификационного контроля.
Педагогический эксперимент проводился в негосударственном отраслевом учреждении «Отраслевой научно-исследовательский учебно-тренажерный центр» ОАО «Газпром» (НОУ «ОНУТЦ»), одним из видов деятельности которого является обучение слушателей по программе повышения квалификации в области использования инновационных технологий ремонта и восстановления деталей технологического оборудования. На базе НОУ «ОНУТЦ» ОАО «Газпром» было сформировано 6 экспериментальных групп (состоявших из инженеров по ремонту технологического оборудования дочерних предприятий ОАО «Газпром»), проходивших в 2011 г. повышение квалификации с применением «виртуально-натурных» обучающих комплексов. Длительность учебного семинара по повышению квалификации – 72 академических часа с отрывом от производства. В качестве контрольных групп рассматривались 6 групп слушателей аналогичного состава, проходивших повышение квалификации в 2009-2010 г.г. по традиционной схеме, т.е. путем лекционного изложения теоретических основ преподавателем в учебной аудитории с последующим выполнением лабораторных работ и однократной итоговой процедурой квалификационного контроля. По результатам выполнения итоговой квалификационной работы слушателям контрольных и экспериментальных групп выставлялась оценка, характеризующая учебные достижения по изучавшейся дисциплине. Общее количество слушателей, прошедших обучение в контрольных группах (2009-2010 г.г.) составило 92 человека, в экспериментальных группах (2011 г.) – 93 человека. Таким образом, в эксперименте приняло участие 185 слушателей. В составе контрольных и экспериментальных групп повышали квалификацию специалисты, профессиональная деятельность которых носит схожий характер. Первичные данные педагогического эксперимента и результаты их промежуточной обработки представлены в диссертации.
Сравнительный анализ результативности ПК показал (см. таблицу 5), что экспериментальные группы слушателей, повышавших квалификацию с использованием ВНОК в 2011 г., достигли лучших результатов, чем слушатели контрольных групп, которые повышали свою квалификацию в 2009 и 2010 г.г. традиционными методами.
Статистический анализ результатов педагогического эксперимента свидетельствует, что средний балл слушателей экспериментальных групп был выше среднего балла слушателей контрольных групп (рисунок 3). Достоверность совпадений и различий контрольных и экспериментальных данных, измеренных в порядковой шкале, оценивалась по критерию 2 для = 0,05 при степени свободы р = 1, (р = k 1, где k – количество групп выборки, в нашем случае k = 2) и критическом значении 
Результаты оценивания представлены в таблице 6.
Поскольку значения для пары «2009-2010 г.г.» не превышают критическое, то нет оснований отвергать гипотезу об однородности результатов. Поскольку значения для пар «2009-2011 г.г.» и «2010-2011 г.г.» превышают критическое, то первичная гипотеза об однородности результатов для этих пар должна быть отвергнута в пользу альтернативной, т.е. результаты по этим годам неоднородны, что также подтверждает гистограмма, приведенная на рисунке 3.
Поскольку результаты итогового контроля знаний в экспериментальных группах 2011 г. превышают результаты контроля в группах 2009 и 2010 г.г., это может считаться доказательством положительной динамики готовности специалистов к внедрению и использованию ИПТ на производстве.
Таблица 5
Сравнительный анализ результативности ПК
| Наименование изучаемой технологии | 2009 г. и 2010 г. (контрольные группы) | 2011 г. (экспериментальные группы) | ||
| Кол-во обучаемых | % успешно сдавших ВКР | Кол-во обучаемых | % успешно сдавших ВКР | |
| Восстановление деталей технологического оборудования методом наплавки в среде углекислого газа | 31 | 93.5% | 30 | 100% |
| Упрочнение поверхностного слоя деталей технологического оборудования методом индукционного закаливания | 30 | 86.6% | 28 | 100% |
| Нанесение защитных покрытий поверхностей деталей технологического оборудования методом плазменного напыления | 31 | 87.0% | 35 | 97.1% |
Рис. 3 Результат педагогического эксперимента в контрольных группах
2009 и 2010 гг. и в экспериментальной группе 2011 г. обучения
Таблица 6
Значения 
для контрольных и экспериментальных групп
| Группа Группа | 2009 | 2010 | 2011 |
| 2009 | 0 | 2.09 | 5.51 |
| 2010 | - | 0 | 4.75 |
| 2011 | - | - | 0 |
Таким образом, результаты проведенного педагогического эксперимента свидетельствуют о том, что предложенная в диссертационном исследовании организация системы повышения квалификации специалистов по инновационным производственным технологиям, основанная на использовании ВНОК в образовательном процессе НОУ «ОНУТЦ» ОАО «Газпром», позволяет увеличить готовность специалистов к внедрению и использованию ИПТ.
Полученные в ходе исследования и проверенные экспериментально выводы приведены в заключении.
Выявлена сущность введенного понятия «готовность специалиста к внедрению и использованию ИПТ» как интегративного профессионального свойства личности, характеризующего способность человека к осуществлению конкретной профессиональной деятельности. Эта готовность проявляется на субъективном уровне как сложная система, интегрирующая в себе личностный, мотивационный, когнитивный и технологический компоненты. Показана возможность совершенствования готовности специалиста к внедрению и использованию ИПТ за счет применения в процессе повышения квалификации «виртуально-натурных» обучающих комплексов.
Выполнение сформулированных в диссертационном исследовании педагогических условий организации процесса повышения квалификации специалистов по инновационным производственным технологиям с применением «виртуально-натурных» обучающих комплексов обеспечивает совершенствование готовности этих специалистов к внедрению и использованию ИПТ в реальных производственных условиях.
Основным дидактическим средством повышения квалификации специалистов по ИПТ являются спроектированные и реализованные при выполнении диссертационного исследования «виртуально-натурные» обучающие комплексы, представляющие собой дидактическую среду, интегрирующую технические, компьютеризированные и документальные средства обучения. Готовность специалистов к внедрению и использованию ИПТ повышается за счет синергетического эффекта, получаемого благодаря интеграции технических, компьютеризированных и методических компонент ВНОК, что значительно расширяет возможности применения этих комплексов в корпоративной системе дополнительного образования.
Проведенный педагогический эксперимент продемонстрировал статистически значимое увеличение готовности специалиста к внедрению и использованию на производстве ИПТ, что доказывает результативность решений, предложенных в настоящем диссертационном исследовании.
Основные публикации по теме диссертации
- Мартыненков В.В., Лещинский М.Б., Колмогоров К.Н. Динамика эффективности образовательного процесса в системе непрерывного фирменного профессионального образования // Известия Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота: психолого-педагогические науки: научный журнал. Калининград: БГАРФ, 2010. № 6(10). 0,37 п.л. (из перечня ВАК) (лично автором 0,20 п.л.).
- Мартыненков В.В., Лещинский М.Б. Виртуально-модельные комплексы как технология системы непрерывного профессионального образования // Известия Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота: психолого-педагогические науки: научный журнал. Калининград: БГАРФ, 2010. № 3-4(13-14). 0,56 п.л. (из перечня ВАК) (лично автором 0,28 п.л.).
- Мартыненков В.В., Лещинский М.Б., Пестриков А.М. Исследование подсистемы имитационного моделирования производственного процесса в виртуально-натурном обучающем комплексе // Известия Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота: психолого-педагогические науки: научный журнал. Калининград: БГАРФ, 2011. № 2(16). 0,37 п.л. (из перечня ВАК) (лично автором 0, 20 п.л.).
- Мартыненков В.В., Пестриков А.М., Колмагоров К.Н. Реализация современных образовательных технологий повышения профессиональной квалификации специалистов инженерно-технических специальностей// Известия Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота: психолого-педагогические науки: научный журнал. Калининград: БГАРФ, 2011. № 3 (17). 0,43 п.л. (из перечня ВАК) (лично автором 0, 33 п.л.).
- Мартыненков В.В., Рудинский И.Д., Пестриков А.М. Принципы построения виртуально-натурных обучающих комплексов для системы повышения профессиональной квалификации специалистов // Известия Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота: психолого-педагогические науки: научный журнал. Калининград: БГАРФ, 2012. № 1 (19). 0,62 п.л. (из перечня ВАК) (лично автором 0, 42 п.л.).
- Мартыненков В.В. Профессионально ориентированные обучающие комплексы как дидактическое средство в системе дополнительного профессионального образования // Известия Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота: психолого-педагогические науки: научный журнал. Калининград: БГАРФ, 2012. № 3(21). 0,37 п.л. (из перечня ВАК).
- Мартыненков В.В. Учебно-методический комплекс развития технического мышления в процессе повышения квалификации на базе лаборатории технической // Использование информационных технологий в дополнительном профессиональном образовании (20-25 октября 2008 г.): Сборник материалов I отраслевой научно-практической on-line-конференции. – Калининград: МГГУ, 2009. 0,25 п.л.
- Мартыненков В.В., Лещинский М.Б. Виртуальная реальность и натурное моделирование // Известия КГТУ. Научный журнал. – Калининград: КГТУ, 2009, №16. – 0,18 п.л. (лично автором 0, 12 п.л.).
- Мартыненков В.В., Лещинский М.Б. Виртуальное моделирование // Инновации в науке и образовании. Труды VII международной научной конференции. – Калининград: КГТУ, 2009, Часть II. 0,18 п.л. (лично автором 0, 12 п.л.).
- Мартыненков В.В. Некоторые вопросы использования элементов виртуальной реальности и натурного моделирования в учебном процессе // Непрерывное образование: актуальность, противоречия, подходы и содержание (16-27 ноября 2009 г.). Сборник материалов II отраслевой научно-практической on-line-конференции. – Калининград: МГГУ, 2009. – 0,25 п.л.
- Мартыненков В.В. Учебные моделяторы технологических процессов, их место в образовательном процессе подготовки специалистов технических специальностей // Корпоративное образование: теория, методология, практика: сборник материалов ІІІ отраслевой научно-практической on-line-конференции. – Калининград: МГГУ, 2010. 0,31 п.л.
- Мартыненков В.В., Лещинский М.Б., Пестриков А.М., Рудинский И.Д. Виртуально-натурные обучающие комплексы для подготовки специалистов в области инновационных технологий // Информационные технологии в непромышленной сфере и экономике: научный журнал. Воронеж: «Научная книга», 2011, №2 (67). – 0,37 п.л. (лично автором 0, 16 п.л.).
- Мартыненков В.В. Методология применения виртуально-натурных обучающих комплексов для повышения квалификации специалистов // Образование и наука ХХI века: материалы научной конференции. – Болгария, 2012. – 0,25 п.л.
- Мартыненков В.В. Некоторые аспекты построения и применения виртуально-натурных обучающих комплексов для повышения квалификации специалистов // Информационные технологии в образовании XXI века: материалы научной конференции. – Москва: НИЯУ «МИФИ», 2012. – 0,18 п.л.
Общий объем опубликованных работ по теме диссертации – 4,69 п.л.
Мартыненков Владислав Владиславович
Проектирование профессионально ориентированных обучающих
комплексов в системе дополнительного профессионального образования
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Подписано в печать 20.09. 2012 г. Формат 60х 84/16
Печать офсетная. Объем 1,5 п.л. Тираж 150 экз.
Заказ № 70 ИПП БГАРФ
Редакционно-издательский отдел
научного журнала «Известия Балтийской государственной академии
рыбопромыслового флота: психолого-педагогические науки»
236029, г. Калининград, ул. Озерная, 30
