Формирование инженерного мышления студентов через исследовательскую деятельность

1.1. Критерии и сущность инженерного мышления

Одним из главных аспектов рассматриваемые в исследованиях образования инженера является раскрытие особенностей функционирования и развития инженерного мышления.

Особенность инженерного мышления заключается не только в овладении необходимыми знаниями будущей профессиональной деятельности, способностями предвидеть и прогнозировать путь и результаты осуществляемой или предстоящей профессиональной деятельности. Инженер должен не только мысленно предугадать результат своей деятельности, но и иметь доказательно обоснованные факты, которые укажут на характерные свойства, функции и структурные особенности объекта деятельности и процесса его изготовления.

Таким образом, мышление инженера должно содержать не просто знания и умения в профессиональной деятельности, а основываться на способностях самостоятельной работы, находчивости, изобретательности, творческому подходу, ответственности, умению анализировать, прогнозировать, а также проводить исследовательскую деятельность.

Инженерное мышление – это специфическая форма активного отражения морфологических и функциональных взаимосвязей предметных структур практики, направленная на удовлетворение технических потребностей в знаниях, способах, приемах, с целью создания технических средств и организации технологий [17].

Становление инженерного мышления непосредственно связано с решением профессиональных (технических, конструкторских) задач, то есть основывается на практических задачах. Фундаментом принимаемых инженером решений становится научный гуманизм, выражающий общечеловеческие интересы и признающий высшей ценностью человеческую жизнь. Такого рода переоценка ценностей побуждает мышление инженера на комплексное осуществление научно-технических программ, автоматизации научно-исследовательских работ, создание принципиально новых и социально безопасных технических систем и экологически чистых технологий. Проектирование сложных технических систем требует от инженера не только высокого уровня общетеоретической технической подготовки, тщательной системной проработки создаваемых проектов, но и высокого абстрактного мышления, позволяющего ориентироваться, понимать и учитывать широкие междисциплинарные связи, воспринимать их как норму при построении конкретной технической системы. Для осуществления инженерных проектов в соответствие с принципом ориентации на экономическую и социальную меру человека каждому проектировщику и конструктору необходимы глубокие гуманитарные знания [17].

Рассмотрим, что в своих научных исследованиях ученые понимают под понятие «инженерное мышление».

В своих исследованиях Шубин В. И. и Пашков Ф. Е. под инженерным мышление понимает проявление инженерной деятельности, продуктом которой выступают знания, необходимые для создания и функционирования человеко-машинных структур [52].

Иванов В. Л. инженерное мышление определяет как специфическую форму активного отражения морфологических и функциональных взаимосвязей предметных структур практики, направленную на удовлетворение технических потребностей в знаниях, способах, приемах, с целью создания технических средств и организации технологий [17].

Мы считаем, что формирование инженерного мышления не возможно без формирования таких мышлений как техническое, научно-исследовательское, конструктивное и экономическое.

Проблемам развития технического мышления посвящен целый ряд фундаментальных, экспериментальных и прикладных психологических исследований (A. B. Антонов, Б. А. Душков, Е. А. Климов, Т. В. Кудрявцев, Б. Ф. Ломов, В. А. Моляко, В. В. Чебышева, M. JI. Шубас, А. Ф. Эсаулов, И. С. Якиманская и др.).

«Техническое мышление» рассматривается в профессиональном аспекте как «оперативное мышление» человека, как особенности «конструкторского мышления». Основу технического мышления можно связать с некоторыми общими способностями человека в их выражении при решении технических задач, как-то: богатство понятий, способность комбинировать, рассуждать, устанавливать логические связи, способности внимания и сосредоточенности, пространственного преобразования объектов и др. Инженерное мышление специалиста XXI века представляет собой сложное системное образование, включающее в себя: логическое, образно-интуитивное, практическое, научное, эстетическое, экономическое, экологическое, эргономическое, управленческое и коммуникативное, творческое мышление [43].

Характеристики (качества) технического мышления – гибкость, оперативность, комплексность, системность, интегративность, дивергентность, рациональность, критичность – показатели, которые предполагается отслеживать на качественном уровне по типу фиксируется – не фиксируется при решении конкретных учебных задач. Чем сложнее решаемая обучаемыми задача, тем более сложные характеристики мышления формируются и развиваются с ее помощью [32].

Техническое мышление, обладает высокой степенью полезности для общества, поскольку способствует укреплению логического аппарата и препятствует «растерянности» сознания современного технического специалиста [50].

Слово «конструктивное» исходит от слова «конструктив», а оно, в свою очередь, от слова «конструкция». Конструкция обозначает «стройка» или «строение». Конструктивное мышление обозначает стройное, выстроенное мышление.

Конструктивное мышление – это мышление, направленное на решение конкретной проблемы, определение параметров устойчивости её решения, на создание реальных предметов и явлений путем изменения окружающей действительности.

Конструктивное мышление проявляется в приобретенной компетентности решать теоретические и практические задачи. Человек с развитым конструктивным мышлением способен предпринимать конкретные конструктивные действия, рассчитанные либо изменить ситуацию нужным образом, чтобы решить возникшую проблему, либо в имеющейся ситуации найти положительное применение для нейтрализации проблемы [51].

Говоря словами А. Эйнштейна, «это гамма пропорций, мешающих делать плохо и помогающая делать хорошо».

Новые экономические условия требуют от инженера умения быстро реагировать на запросы государства, принимать нестандартные решения и удовлетворять собственные образовательные потребности, предвидеть последствия своей профессиональной деятельности.

Экономическое мышление, являясь одной из важных характеристик субъектов производственных отношений, хозяйственных связей, представляет собой процесс познания человеком, социальной группой, обществом в целом экономической действительности, сложившихся экономических отношений, осознания своего места в них, освоения норм рационального хозяйствования и поведения, прогнозирования хозяйственных событий, выработку соответствующих образов целесообразной деятельности. Осмысление экономической действительности создает основу для осознанного и активного участия субъектов в экономическом процессе, принятии решений [30].

Развитию и формированию экономического мышления студентов вуза освещены работы исследователей И. В. Брызгалово, В. В. Беловой, А. Э. Ковальской, АВ. Леонтьва, Т. Н. Пильщиковой, И. Г. Рябовой.

Экономическое мышление – форма проявления экономического сознания в конкретной общественной ситуации; процесс анализа, оценки экономической ситуации и принятие экономических решений; экономическое мышление – процесс приобретения и выражения взглядов, представлений, способов подхода к оценке явлений и к принятию решений, которыми люди непосредственно руководствуются в своей хозяйственной деятельности [551].

Обратим внимание на распространенное в научной литературе понимание инженерного мышления. В общем понимании инженерное мышление это системное творческое техническое мышление, позволяющее видеть проблему целиком с разных сторон, видеть связи между ее частями.

Таким образом, получаем, что понятие «инженерное мышление» охватывает мыслительный процесс, приводящий к получению решения инженерных задач, созданию необычных и оригинальных идей, обобщений, теорий.

Анализируя различные видения и мнения, мы выделили свое определение инженерного мышления: под инженерным мышлением нами понимается особый вид мышления, формирующийся и проявляющийся при решении инженерных задач, позволяющих быстро, точно и оригинально решать как ординарные, так и неординарные задачи в определенной предметной области, направленные на удовлетворение технических потребностей в знаниях, способах, приемах, с целью создания технических средств и организации технологий.

Инженерное мышление представляет собой синтез разных видов мышления, которые между собой неразрывно связаны и в зависимости от ситуации доминируют его разные виды.

Нам удалось выделить на основе различных исследований компоненты инженерного мышления, необходимых для становления компетентного специалиста в области инженерной деятельности: техническое мышление (умение анализировать состав, структуру, устройство и принцип работы технических объектов в измененных условиях); конструктивное мышление (построение определенной модели решения поставленной проблемы или задачи, под которой понимается умение сочетать теорию с практикой); исследовательское мышление (определение новизны в задаче, умение сопоставить с известными классами задач, умение аргументировать свои действия, полученные результаты и делать выводы); экономическое мышление (рефлексия качества процесса и результата деятельности с позиций требований рынка); самостоятельность и оперативность в выборе стратегий деятельности; потребность в успешной деятельности и в признании достижений со стороны специалиста; ответственность за конечный продукт своей деятельности; творческий потенциал, способствующий выполнению комплекса исследовательских действий в проблемной ситуации; инженерная рефлексия (основа для саморегуляции эмоционального состояния в условиях нервно-психического напряжения); правовая компетенция.