Материал: Международная телекоммуникатсионная конферентсия Молодеж и наука Ч.2 2015

Общие проблемы инженерно-физического образования

А.Д. ЕГОРОВ Научный руководитель – В.В. ЗУЙКОВ

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ПРИНЦИПЫ ОБУЧЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ ОСНОВАМ ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ И ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОДОБНОГО ПРОЦЕССА

В статье показывается эффективность раннего обучения основам цифровой электроники, а также принципы и правила, с помощью которых необходимо обучать детей в широком масштабе, а не только в рамках одного или несколько учебных заведений.

Инженерные науки – науки в области естествознания, которые изучают явления, важные для развития техники [1]. Любое техническое устройство можно разделить на две составляющие – аппаратную и программную часть. Таким образом, и само обучение инженерным наукам должно состоять из двух частей: изучение программирования и, связанной с ним, математики; изучение электроники и, связанной с ней, физики. В сфере обучения программированию Россия является одним из признанных мировых лидеров уже достаточно давно, причем такой эффект достигается за счет достаточно раннего начала обучения школьником (7 класс). В сфере электроники (аппаратная часть технического устройства) раннего начала обучения добиться ранее было почти невозможно, однако сейчас, с развитием технологий такие решения появились.

Для безопасной работы детей с реальными электронными компонентами необходимо добиться, выполнения как минимум, двух требований у выбранной платформы: не давать ребенку маленького возраста работать с паяльником; не давать ребенку доступа к электрической сети в 220В.

Первая задача успешно решается с помощью беспаячных макетных плат. Вторая задача решается с помощью специального подбора компонент, не требующих большого напряжения питания для работы (например, можно ограничиться пятью вольтами).

Кроме того, материал, который представляется для работы детьми, должен строится на следующих принципах:

1.От простого к сложному.

2.Практикоориентированность.

3.Максимальная детерминированность шагов обучения с возможностью самопроверки достигнутых результатов.

_______________________________________________________________________

286 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»

Общие проблемы инженерно-физического образования

4.Возможность самостоятельного изучения.

Для того, чтобы подчеркнуть важность раннего приобретения профессиональных навыков, проведём следующие расчёты. Предположим, что школьник начинает заниматься в техническом кружке с 5 класса и тратит на занятия (а значит и на освоение технических наук) 2 часа в неделю. Если мы будем считать, что школьник учится 34 учебные недели в год, то за 7 лет обучения в школе, включая 11 класс, школьник наберёт 532 часа занятий, посвященных освоению технической науки (без учета часов, которые выделены на физику, технологию, математику, информатику). Для сравнения, в дипломе специалиста (выдается после окончания обучения в ВУЗе) указывается, что студент прослушал около 5000 часов занятий, в дипломе бакалавра, соответственно, указывает цифра – 4000 часов. При этом, обучение профильным дисциплинам начинается обычно с 3-4 курса, что позволяет предположить, что часов на профильное обучение (изучение технических дисциплин) отводится как минимум половина от количества часов в дипломе. Т.е., 2-2.5 тысячи часов.

Без учета самостоятельного освоения материала школьник может добавить к своему обучения в Университете минимум 20-25% знаний, в том случае если полученные знания напрямую связаны с затраченным временем, что в случае мотивации и больших способностей не является верным утверждением (в таком случае связь не линейная, а как минимум квадратичная). В случае, если школьник тратит более двух часов в неделю, например, 10 часов в неделю, то в результате происходит, как минимум, удвоение полученных школьником знаний на момент окончания ВУЗа.

Таким образом, для повышения эффективности обучения необходимо разрабатывать и выкладывать в свободный доступ материал, базирующийся на принципах указанных в данной статье. Пример материала, созданного на основе подобных принципов можно найти в [2]. Кроме того, по такому материалу можно заниматься

Список литературы

1.Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Учебник. Москва, 2014.

2.Сотворим вместе [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://sotvorimvmeste.ru/, свободный.

_______________________________________________________________________

Общие проблемы инженерно-физического образования

К.А. КУЗНЕЦОВ Научный руководитель – А.Д. ЕГОРОВ

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ВНЕДРЕНИЯ ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Перед ведущими университетами Российской Федерации стоит задача, поставленная Правительством – стать ведущими мировыми Университетами, исследовательскими центрами. Существует множество успешных примеров создания подобных Университетов [1].

Для достижения высокого результата техническим университетам (университетам, которые осуществляют подготовку инженеров) необходимо изменить формат образовательной деятельности, чтобы усилить имеющуюся специфику с помощью современных образовательных механизмов.

Руководителями ведущих государственных компаний высказываются пожелания о том, что инженер нового формата – это инженер, способный решить поставленную задачу максимально эффективно, в том числе, с точки зрения экономической ситуации.

Для получения подобных навыков и компетенций необходимо вводить в учебную деятельность проектные курсы [2]. В Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ» подобные курсы присутствуют для обучающихся старших курсов (НИРс, УИР), однако к последним курсам Университета у обучающихся зачастую достаточно сильно падает мотивация (в связи с непониманием того, как с помощью полученных знаний можно решить реальную инженерную задачу), что ведет к снижению качества образования. Кроме того, подобные курсы предполагают единоличное выполнение исследовательской работы и ее практической части.

Проанализировав западную модель кейс-образования на примере Гарвардской бизнес-школы, можно провести выявить связь между качественным инженерным образованием и решением бизнес-кейсов в рамках учебного процесса. [3]

Важной чертой в таких задачах должна быть междисциплинарность, именно на стыке науки и технологий различных областей можно полу-

_______________________________________________________________________

288 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»

Общие проблемы инженерно-физического образования

чить хороший продукт, обязательной частью решения проработанная экономическая составляющая.

Стоит отметить, что опыт полученный в данном подходе к решению инженерных задач, будет является более ценным в сравнении с классическим подходом решения подобных задач и лучше применим в реальных проектах вне образовательного процесса. Результаты выполнения проекта будут докладываться смешенной команде специалистов (деятели науки и предприятия).

Предлагается ввести подобные проектные курсы, начиная с первого года обучения в Университете, с целью увеличения качества подготовки специалистов и повышения мотивации к обучению. Для фундаментальных научных исследований экономическая компонента решения может отсутствовать.

Успешным примером апробации подобной системы можно считать Университет машиностроения (МАМИ), в котором проектные курсы введены, начиная с первого года обучения по программам бакалавриата и специалитета.

Список литературы

1.Altbach P.G., Salmi J. The Road to Academic Excellence. // The World Bank. 2012.

2.Соловьева А.В. Проектное обучение как инновационная технология современной системы образования. Сборник научных трудов по материалам II Международной научнопрактической конференции «Современные тенденции развития науки и технологий». Часть

7.152 с. 109-111. 2015

3.McNair, Malcolm P." The Case Method at the Harvard Business School: Papers by Present and Past Members of the Faculty and Staff // ed. (1954), New York: McGraw-Hill, pp. 139

_______________________________________________________________________