Инновационные методы обучения в высшей школе

Как известно, основная цель проектноориентированного подхода заключаются в создании условий, при которых обучающиеся имеют возможность эффективно использовать полученные ранее знания для решения научныхи практическихзадач, самостоятельно приобретают недостающие знания и развивают у себя исследовательские навыки и умения.

Очевидно,чтонастаршихкурсахуниверситета проектно-ориентированный подход может быть реализован наиболее продуктивно путем привлечения студентов к выполнению научно-исследовательских работ, проводимых на выпускающих кафедрах или в смежныхнаучныхучреждениях.Участие студентов в НИР позволяет им эффективно использовать полученные ранее знания и навыки и приобретать новые.

На кафедре распространения радиоволн и радиоастрономии на протяжении многих лет процессобучения студентовстаршихкурсов организуется при взаимодействии с на- учно-исследовательским радиофизическим институтом (ФГБНУ НИРФИ) и институтом прикладной физики РАН. Традиционно ряд спецкурсов читаются ведущими учеными этих институтов. В НИРФИ действует филиал кафедры, а в январе 2007 г. между этим институтом и ННГУ заключено соглашение

о создании Консорциума научной и образовательной организаций - НОК «Радиофизические методы исследования окружающей среды». С 1978 г. в соответствии с учебным планомна радиоастрономической обсерватории (РАО) «Старая Пустынь» со студентами 5 курса под руководством научных сотрудников НИРФИ ежегодно проводится лабораторный спецпрактикум «Измерение некоторых характеристиккосмического радиоизлучения и параметров антенн». С 1995 г. на этой же обсерватории учащиесямагистратурывыполняютлабораторнуюработу«Измерение параметров радиотелескопа и инструментальной поляризации». Методические рекомендации длялабораторного практикумабыли разработаны преподавателями кафедры совместно с ведущими учеными НИРФИ и ИПФ РАН [1]. С использованиемданных, полученныхнарадиотелескопах РАО «Старая Пустынь», ежегодно выполняются курсовые и дипломные работы. Кроме того, для студентов младших курсов радиофизическогофакультета ежегодно организуется ознакомительная экскурсия на обсерваторию с рассказом о проводимых там научных исследованиях и демонстраций аппаратуры и оборудования.

Другим направлением привлечения студентов кнаучным исследованиямявляется их участие в НИР и ОКР, выполняемых в науч-

Необходимость подготовкивНижегородском (Горьковском) госуниверситете специа- листов-акустиков возникла одновременно с возникновением в 1945 году радиофизическогофакультета,которыйпо замыслуегоорганизаторов должен был готовить высококвалифицированные кадры по широкому спектрузадачв различныхобластяхфизики.В1948 году благодаря усилиям профессора Г.С.Горелика и доцента А.Н.Бархатова была создана новая кафедра – акустики и открыта новая специализация по гидроакустике [1].

Знакомитьсясосновамиакустикистуденты, выбравшие соответствующее направление подготовки, начинают на третьем курсе со спецкурса«Общая акустика».Курсрассчитан на 2 семестра и призван заложить фундаментальнуютеоретическую базудлядальнейшей специализациистудентов [2].Натретьем курсе каждый студент также выбирает тематику своих индивидуальных научных исследований. В соответствии с интересами студента емуназначается научный руководитель из числа преподавателей кафедры. Как правило, началосамостоятельной исследовательской деятельности бакалавра или специалис- та-акустикасвязаноспогружениемв конкретную задачу, с обзора литературы, начиная с истоков проблемы и заканчивая самыми современными публикациями.

Выбор направления исследований для студента-третьекурсниканепрост: количество предлагаемых вариантов, как правило, превосходит число студентов в группе. Это могут быть направления в области нелинейных

волн и нелинейной акустики: распространение интенсивных акустических шумов и нелинейное взаимодействиеакустическихволн, теорияпараметрическихантенн,экспериментальные исследования нелинейного рассеяния акустических полей на газовых пузырьках в жидкости, нелинейная акустика струк- турно-неоднородных сред, нелинейная акустическая диагностика, резонансная акустическая спектроскопия. Это могут быть также исследования, связанные с изучением волн в неоднородных средах с приложениями к задачам акустики океана и сейсмоакустики: распространение волновых пучков в неоднородныхсредах, дальнеераспространениезвука в океанических волноводах, дистанционные методы акустического мониторинга океана,акустическая томографияи акустическая термометрия океана, лучевой хаос в акустике океана, сейсмоакустическое зондирование приповерхностных слоев земных пород и морского дна, разработка технических средств подводной акустики (излучающих и приемных комплексов). В области физической акустики могут быть предложены задачи акустической диагностикиисточниковшумоизлучения и акустического проектирования сложных виброактивных систем. Чтобы сориентироваться в разнообразии научных течений в области современной акустики, на кафедре работает постоянный научный семинар, читается постоянно модернизируемый курс лекций «Прикладные проблемы современной акустики».

Начиная с 4-го курса, студенты получают возможность принимать участие в экспериментальныхнаучныхисследованиях. Исторически кафедра акустики обладает мощной материально-техническойбазой, располагает автоматизированнымлабораторнымэкспериментальным комплексом для моделирования распространения и рассеяния акустических волн в жидких средах. Имеющийся комплекс акустического излучающего, приемного, регистрирующего и анализирующего оборудования позволяет проводить уникальные экспериментальные исследования в строго контролируемых лабораторных условиях, что позволяет методически грамотно проводить сравнение экспериментальных и теоретических результатов.

Кроме этого, кафедра имеет свой филиал в Институте прикладной физики РАН. Совместно ссотрудниками филиалабыли созданы уникальные лабораторные установки для специального практикума [3].

В рамках магистерских программ у студента и его научного руководителя есть возможность выбирать не только необходимые для дальнейшегопродолжения проектно-ори- ентированногообразованияспециальныелекционные курсы,но испециальные лабораторные работы. В настоящее время существуют блоки лабораторных работ в области гидроакустики, воздушной и твердотельной акустики. Методическое обеспечение лабораторного практикума осуществляется преподавателями кафедры [4-5].

Стоит отметить тесное сотрудничество в научной и методической области с другими научными организациями. Кроме уже упомянутого взаимодействия с ИПФ РАН, наши студенты выполняют курсовые, дипломные и магистерские работы в НИРФИ, НИИИС, «Салют-37», НПО «Кварц», ОАО «Завод им. Г.И.Петровского» и других предприятиях Нижнего Новгорода. Обязательная научноисследовательская практика на выпускном курсе также способствует приобщению студентов к самым передовым рубежам современной науки. Приведем лишь направленность циклов экспедиционных работ, в которых принимали участие наши студенты или молодые специалисты – выпускники кафедрыакустики:исследованиеособенностейвозбуждения, распространения и приема низкочастотных гидроакустических сигналов в условиях мелкого моря в целях развития методов акустического зондирования шельфовых

районов и апробации новых излучающих и приемных антенных систем (в акваториях Баренцева, Балтийского и Черного морей); диагностика источников гидроакустического шумоизлучения (в акваториях Белого и Балтийского морей); исследование волновой динамики верхнего слоя океана в целях развития методов и средств дистанционной диагностики (в акваториях Черного и Баренцева морей);разработкакогерентныхметодовсейсмоакустического мониторинга верхних слоевземныхпород иинженернойсейсморазведки (в районах Горьковской, Владимирской и Калужской областей, в Карелии); натурные испытания новых скважинных вибро-акусти- ческих источников, разработанных для стимуляции и межскважинного зондирования нефтяных месторождений (на Самотлорском месторождении в Тюменской области и сейсмоакустическом полигоне ИПФ РАН в пос. Безводное Нижегородской обл.).

Новым для нашей кафедры направлением проектно-направленных исследований является использование методов акустической диагностики в медико-биологических исследованиях. Под руководствомведущего ученого – академика О.В.Руденко, заведующего кафедрой акустики МГУ, в Нижегородском госуниверситете была создана новая научная лаборатория «МедЛаб», направленнаяна развитие биомедицинскихтехнологий, медицинского приборостроения и акустической диагностики [6]. Чтобы дать возможность студентом специализироваться в данном направлении, на кафедре были разработаны два новых спецкурса, регулярно проводятся лекции ведущихкак российских, такизарубежныхспециалистов в данной области.

На кафедре действует магистратура и аспирантура, что позволяет студентам осуществлять долговременные научные проекты. Студенты, магистранты, аспиранты кафедры принимают активное участие в научных исследованиях по грантам РФФИ, НОЦ, Мегагранту и гранту Президента России для поддержки ведущих научных школ. В итоге студенты и аспиранты кафедры акустики регулярно участвуютв Международныхи Российских научных конференциях, за последние 5 лет ими было опубликовано более 70 научных работ.

Подобный вариативный подход к программам специального образования студентов позволяетподготовить специалистов-аку- стиков, необходимых для реализации конкретных научных проектов.

Основой стратегии современной образовательной политики является сочетание по- точно-групповой организации образовательногопроцесса спостроениемличностно-ори- ентированной образовательной среды с использованием средств информационно-ком- муникационных технологий.

Совершенствование системы образования, преследуя основной целью, повышение качества и эффективности подготовки специалистов, требует внедрения новых методов и средств организации процесса обучения. Одним из таких средств является электронный учебно-методический комплекс, который представляет собой совокупность целевых установок на изучение дисциплины и ее содержание, учебно-методических и справочных материалов, иллюстраций, обучающих и контролирующихпрограмм,атакжетестовых рограмм.

Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Военно-техническая подготовка»разработан дляобеспеченияобу- чающихсяучебно-методическими материалами и контрольными (тестовыми) заданиями сцельюразвития ихиндивидуальныхспособностей к самообучению и самореализации, как при изучении дисциплин военной подготовки, так и в будущей профессиональной деятельности.

Материал,представленный вЭУМК, разработан на основе комплексного подхода, имеет иерархическую модульную структуру,

логически выстроен от простого к сложному

испособствует развитию творческого мышления у студентов, выработке у них мотивациинапрактическоеиспользование полученных знаний, умений и навыков. ЭУМК включает руководящие документы по обучению студентов, учебный материал дисциплины и набор справочных, информационных и контролирующих материалов.

Содержание ЭУМК позволяет в полном объемеполучить знания в соответствиис квалификационными требованиями к выпускникуучебного военного центра(военной кафедры) и предоставляет студентам большой простор для самостоятельной творческой работы.

Теоретическая частьЭУМК сопровождается тестами и заданиями с проверкой правильности ответов, с уникальной возможностью для преподавателя создавать тестовые

ипроверочные задания различного типа и сложности, позволяя добавлять в них изображения и видеоматериалы с целью наиболее полного и всеобъемлющего охвата материалов дисциплины «Военно-техническая подготовка». С помощью тестовой программы можно создавать тесты, какпо отдельным темам указанной дисциплины, так и по всему курсу в целом.

Кроме перечисленных элементов в ЭУМК реализованы подсистемы:

гипертекстовая, которая позволяет студентам осуществлять нелинейный доступ к

учебному материалу, перемещаясь по нему избирательно, ориентируясь на свои потребности;

навигации, целью которой является поиск необходимого материала с помощью полоспрокрутки, кнопок,открывающихся меню и подменю;

справочная, с помощью которой студенты, как при изучении дисциплины, так и в последующей профессиональной деятельностимогутоперироватьвоенными терминами, условными обозначениями, сокращениями и характеристиками вооружения.

В ЭУМК по дисциплине «Военно-техни- ческая подготовка» использован модульный принцип построения учебного материала (рис.1). Разделы отображаются на каждой странице ЭУМК, а встроенные средства навигации –полосыпрокрутки, активные кнопки, открывающиеся меню позволяют свободно перемещаться по всему материалу ресурса и находить интересующую информацию.

характеристиками, областью применения и назначением указанных технических средств ввойсках(рис.2).Здесьпредставлен перечень средств технической эксплуатации, подробное их описание с перечислением характеристик и функций. Также имеются блок-схемы, отражающие варианты комплектования подразделений даннымитехническими средствами. Более того, в модуле есть достаточное количество фотоматериалов и изображений, позволяющих студентулегчеусвоить материал занятия.

Ведущее место в дисциплине занимает модуль тренажеры. Этот модуль позволяет наглядно показать порядок развертывания, приведения в режим боевой готовности, проведения технического обслуживания отдельных элементов зенитной ракетной системы. Также программа демонстрирует работу узлов и элементов конкретной единицы техники в динамике.

Смысл модульного метода заключается в том, что необходимый объем знаний и умений обучающийся получает на основании самостоятельного изучения учебного модуля, который представляет собой набор систематизированных и стандартизированных учебных элементов и средств обучения.

Так, например модуль «Общая характеристика средств технического обеспечения и технической эксплуатации»позволяет студенту военной кафедры или учебного военного центра ознакомится с общими понятиями,

С помощью данного модуля обучающиеся самостоятельно отрабатывают на автоматизированных рабочих местах компьютерного класса практические вопросы занятия, например: порядок подготовки аппаратуры к работе, порядок выдачи питания от различных источников, порядок отключения энергосредств, перезаряжание пусковых установок с помощью заряжающей машины. Тренажер позволяет имитировать действия расчета пусковой установки при проведении