Формирование профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики: в 2 ч. Ч. 2: Диагностика сформированности профе

Ж.Г. Калеева

ФОРМИРОВАНИЕ  
ФОРМИРОВАНИЕ  

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ 
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ 

КОМПЕТЕНТНОСТИ
КОМПЕТЕНТНОСТИ

БУДУЩИХ  ИНЖЕНЕРОВ
БУДУЩИХ  ИНЖЕНЕРОВ

В  ПРОЦЕССЕ  ИЗУЧЕНИЯ  ФИЗИКИ
В  ПРОЦЕССЕ  ИЗУЧЕНИЯ  ФИЗИКИ

Часть
асть  2.  ДИАГНОСТИКА  УРОВНЯ 
  2.  ДИАГНОСТИКА  УРОВНЯ 

СФОРМИРОВАННОСТИ  ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ 
СФОРМИРОВАННОСТИ  ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ 

КОМПЕТЕНТНОСТИ  БУДУЩИХ  ИНЖЕНЕРОВ
КОМПЕТЕНТНОСТИ  БУДУЩИХ  ИНЖЕНЕРОВ

В  ПРОЦЕССЕ  ИЗУЧЕНИЯ  ФИЗИКИ
В  ПРОЦЕССЕ  ИЗУЧЕНИЯ  ФИЗИКИ

Монография
Монография

Москва
РИОР
ИНФРА-М

УДК 372.853(075.4)
ББК 74.262.22
         К17

Калеева Ж.Г.
Формирование профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики: в 2 ч. Ч. 2. Диагностика уровня сформированности профессиональной компетентности будущих инженеров 
в процессе изучения физики: Монография [Электронный ресурс; Режим 
доступа http://www.znanium.com]. — М.: РИОР: ИНФРА-М, 2015. — 
153 с. — (Научная мысль). — www.dx.doi.org/10.12737/6065.

ISBN 978-5-369-01412-7 (РИОР)
ISBN 978-5-16-010551-2 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-102571-0 (ИНФРА-М, online)
В монографии содержатся критерии оценки уровня сформированности профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики; описано организационное и методическое обеспечение диагностики 
уровня сформированности указанного качества личности; приведено дифференцированное содержание обучающего и контрольно-диагностического материала по физике (на примере направления профессиональной подготовки 
190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»). 
Монография может быть полезна преподавателям физики для диагностики 
уровня сформированности профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики.
УДК 372.853(075.4)
ББК 74.262.22
ISBN 978-5-369-01412-7 (РИОР)
ISBN 978-5-16-010551-2 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-102571-0 (ИНФРА-М, online)
© Калеева Ж.Г., 2015

К17

Подписано в печать 23.12.2014.
Уч.-изд. л. 11,73.
ТК 484550 – 231214
ООО «Издательский Центр РИОР»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В.
Тел.: (495) 280-38-67. Факс: (495) 280-36-29.
E-mail: info@rior.ru    http://www.rior.ru

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1.
Тел.: (495) 280-15-96. Факс: (495) 280-36-29.
E-mail: books@infra-m.ru     
http://www.infra-m.ru

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

Р е ц е н з е н т ы : 
Земцова Валентина Ивановна — д-р пед. наук, профессор по кафедре общей физики и методики преподавания физики, профессор кафедры педагогики Орского гуманитарно-технологического института 
(филиал) ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»;
Швалева Анна Викторовна — канд. пед. наук, доцент, заведующая 
кафедрой математики и естествознания Новотроицкого филиала 
ФГАОУ  ВПО «Национальный исследовательский технологический 
университет МИСиС» в г. Новотроицке

ВВЕДЕНИЕ 

Диагностика уровня сформированности профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики предназначена 
для оценки эффективности процесса формирования указанного качества 
личности. Под профессиональной компетентностью будущих инженеров в настоящей монографии понимается интегральная характеристика 
готовности студентов к реализации профессиональных функций и действий специалистов на основе полученных физико-технических знаний. 
Показателями профессиональной компетентности будущих инженеров 
являются профессиональные компетенции, определенные ФГОС ВПО 
2009 г. для каждого направления подготовки, и сгруппированные в монографии по обобщенным видам профессиональной деятельности инженеров (научно-исследовательской; организационно-управленческой; 
проектно-конструкторской; производственно-технологической; сервисно-эксплуатационной). 
Методическая система формирования профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики представляет собой взаимосвязанную совокупность структурных компонентов, 
обеспечивающую организацию и функционирование учебно-квалификационной деятельности преподавателей и студентов, направленной 
на приобретение будущими инженерами профессиональной компетентности в процессе изучения физики. Для описания структуры указанной 
методической системы в настоящей монографии использована следующая схема методической системы по Н.В. Кузьминой [121–123]. Подробнее структура и содержание указанной системы представлено в 
монографии [94], ниже будет представлена краткая характеристика основных компонентов указанной системы. 
Цель формирования профессиональной компетентности будущих 
инженеров в процессе изучения физики — достижение оптимального 
уровня сформированности профессиональной компетентности будущих 
инженеров. 
Содержание формирования профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики включает в себя: согласование тематического содержания изучаемых разделов физики с материалом специальных технических дисциплин, изучаемых одновременно; профессиональная дифференциация содержания дисциплины «Физика».  
Методы формирования профессиональной компетентности будущих 
инженеров в процессе изучения физики будут описаны в соответствии с 
классификацией методов обучения Ю.К. Бабанского [33]. Методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности: словесные (устного изложения материала по физике, обсуждение, рассказ, беседа, интервью, доклад, выступление), наглядные (использование физических демонстраций с профессиональной спецификой, показов), практические (изложение логики решения инженерной задачи на основе физических знаний; применение компьютерных практикумов в процессе 

обработки данных); репродуктивные (изложение физических законов, 
способов решения задач и упражнений, проектная и частично-поисковая 
деятельность). Методы контроля и самоконтроля: проверки и самопроверки знаний по физике; тестирование, анкетирование, выполнение заданий по определению уровня сформированности профессиональной 
компетентности будущих инженеров. Методы стимулирования учебнопознавательной деятельности: деловые игры, интерактивные ситуации, 
проблемное изложение материала по физике, поощрение, дифференциация заданий по физике. 
Методы формирования профессиональной компетентности будущих 
инженеров в процессе изучения физики. В настоящей монографии мы 
будем придерживаться определения Г.М. Коджаспировой и Ю.А. Коджаспирова согласно которому, при выполнении определенных требований, совокупность разработанных авторских методик формирования 
профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики может быть названа технологией [107]. Автором разработано четыре педагогических технологии: интерактивно-коммуникационная, информационно-аналитическая, проектная и продуктивная 
технология формирования профессиональной компетентности будущих 
инженеров в процессе изучения физики. Подробное описание содержания указанных педагогических технологий приведено в монографии 
[94].  
Организационные формы формирования профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики. Аудиторные лекционные занятия с применением созданных студентами 
мультимедийных фрагментов лекций, анимированных 3D-моделей, демонстрационных установок и видео, интерактивного демонстрационного лекционного сопровождения, иллюстрирующих применение физики 
в инженерных объектах. Практические занятия с использованием оптимизированного списка задач и интерактивных шаблонов их решения, 
применением компьютеризированного анализа, алгоритмов, инженерных программ, табличных процессоров, систем САПР.  Индивидуальное, парное, групповое и коллективное выполнение специфических заданий по обработке данных; деловая игра; фронтальное тестирование и 
анкетирование. Использование компьютерной программы «Диагностика 
уровня развития профессиональных компетенций студентов» и диагностической базы данных. Лабораторные занятия с применением параметрического проектирования и расчета электрической цепи, использованием созданного студентами лабораторного и инженерного оборудования, выполнением физического эксперимента по разработанной студентами исследовательской программе, обработка полученных физикотехнических результатов лабораторных исследований. Консультации по 
созданию инженерных объектов с применением законов физики, по 
написанию научно-технических статей и докладов, по реализации программы самостоятельной деятельности студентов. Внеаудиторные экскурсии (текущие, итоговые) на предприятия и организации, позволяющие изучить физические основы необходимых видов инженерной дея

тельности; конференции, выставки с представлением студенческих проектов; физический КВН. 
Средства формирования профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики. Печатные образовательные издания (пособия по формированию профессиональной компетентности будущих инженеров в процессе изучения физики; литература по 
физике, рабочие тетради для лабораторных работ по физике; шаблоны 
решения задач). Электронные образовательные ресурсы (мультимедийные лекции, компьютерная программа «Диагностика уровня развития 
профессиональных компетенций студентов», тестовая база данных, база 
данных обучающих материалов и алгоритм ее использования, системы 
КОМПАС-3D и MATLAB, табличные процессоры Microsoft Excel и 
OpenOffice.org Calc, демоверсии инженерных программных продуктов, 
образовательные ресурсы, электронные издания, учебники и энциклопедии, учебные курсы, мультимедийное обеспечение лабораторных 
комплексов). Аудиовизуальные средства (фото и видеоматериалы, презентации по физике, кино и видео фильмы и их фрагменты). Наглядные 
пособия (плакаты, стенды, интерактивные доски, демонстрационные 
установки, приборы, макеты, модели, коллекции). Учебные приборы, 
(штангенциркуль, весы, секундомер, микрометр, вискозиметр, манометр, термометр, пирометр, мультиметр, омметр, амперметр, вольтметр, 
милливеберметр, люксметр, логометр, осциллограф, звуковой генератор, микроскоп, барометр и др.). Наблюдаемые на экскурсиях объекты 
профессиональной деятельности инженеров, инструменты и оборудование, а также создаваемые студентами их макеты и модели.  

Глава 1. КРИТЕРИАЛЬНОЕ И ОРГАНИЗАЦИОННОМЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИАГНОСТИКИ 
УРОВНЯ СФОРМИРОВАННОСТИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ 
КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ ИНЖЕНЕРОВ 
В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИКИ 

1.1. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ УРОВНЯ СФОРМИРОВАННОСТИ 
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ 
ИНЖЕНЕРОВ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИКИ 

В целях оценки уровня сформированности профессиональной компетентности будущих инженеров следует описать показатели, как совокупность профессиональных компетенций, определенных ФГОС ВПО 
2009 г. и сгруппированных по обобщенным видам профессиональной 
деятельности инженеров определить 4 уровня сформированности указанных показателей: оптимальный, допустимый, критический, недопустимый, и сформулировать критерии оценки уровня сформированности 
указанного качества личности. 
В практике описания критериев качества профессиональной подготовки специалистов используются различные методологические подходы. Методика оценки уровня компетентности выпускников технических 
вузов на основе критериев профессионализма и компетентности была 
разработана Н.П. Чурляевой [262]. В своих работах она использовала 
структурно-компетентностный подход к построению педагогической 
системы подготовки специалистов в техническом вузе при помощи 
учебных модулей и специальных педагогических технологий с использованием имитационных механизмов организации учебной деятельности. Методы диагностики качества обучения студентов в современном 
вузе на основе информационно-экспертной системы с индикативными 
показателями разрабатывала Е.Ю. Левина [131].  
В настоящей монографии под критериями понимаются признаки, на 
основании которых формируется оценка уровня сформированности 
профессиональной компетентности, фактическое основание такой оценки. Под показателями профессиональной компетентности понимаются 
профессиональные компетенции, характеризующие наличие профессионально значимых физико-технических знаний и сформированных 
практических навыков и умений реализации профессиональных функций и действий инженера. Уровнем развития профессиональной компетентности мы будем называть степень развития соответствующих показателей. Мониторинг уровня сформированности профессиональной 
компетентности будущих инженеров будет проводиться в соответствии 
с критериями его оценки на основании модели, выбранных показателей 
по четырем уровням их сформированности: оптимальному, допустимому, критическому, недопустимому. В соответствии с моделью профессиональной компетентности будущих инженеров критерии качественной оценки уровня профессиональных компетенций предполагают 

структуризацию по обобщенным видам профессиональной деятельности инженеров: научно-исследовательской, организационно-управленческой, проектно-конструкторской, производственно-технологической и 
сервисно-эксплуатационной. Представленные критерии оценки уровня 
сформированности профессиональных компетенций будущих инженеров разделены на инвариантную и вариативную части. Инвариантная 
часть информирует об уровне сформированности профессиональных 
компетенций будущих инженеров на основании обобщения характеристик профессиональной деятельности, представленной в ФГОС ВПО 
2009 г. для различных направлений профессиональной подготовки инженеров, а вариативная часть на примере выбранной специальности 
отражает ее квалификационную специфику. В табл. 1.1 представлено 
описание критериев оценки уровня сформированности профессиональной компетентности будущих инженеров. 

Таблица 1.1 
Критерии оценки уровня сформированности профессиональной компетентности будущих инженеров 

Группа профессиональных компетенций, соответствующих научно-исследовательской деятельности инженера

Уровни сформированности группы  
профессиональных  
компетенций  

Инвариантное содержание 
указанных критериев для любых направлений  
подготовки будущих инженеров 

Вариативное содержание указанных 
критериев (на примере направления 
 подготовки 190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»)

1
2
3 

Оптимальный 
Знание современных методов теоретических и экспериментальных исследований, основ физического 
моделирования производственных процессов и 
объектов профессиональной деятельности. Знание 
основных этапов, способов и элементов научноэкспериментальной работы с целью изучения физических характеристик объектов и процессов, 
использующихся в профессиональной деятельности. Знание современных методов оценки показателей качества работы и КПД объектов профессиональной деятельности. Способность к многоплановому анализу информации, умение самостоятельно 
применять компьютерные методы для ее обработки. Умение проводить научно-исследовательскую 
работу, технический анализ и конструкторское 
проектирование оборудования по изучению физических законов и закономерностей, применяющихся в работе средств профессиональной деятельности. 

Знание современных методов теоретических и 
экспериментальных исследований, основ физического моделирования автомобилей, процессов их 
производства и эксплуатации. Знание основных 
этапов, способов и элементов научноэкспериментальной работы с целью изучения физических характеристик производства и эксплуатации транспорта и транспортного оборудования. 
Знание современных методов оценки показателей 
качества работы автомобилей, сервисных систем; 
умение оценивать качество работы и КПД двигателей автомобильного транспорта. Способность к 
многоплановому анализу параметров производства и работы автомобильного транспорта и оборудования, умение самостоятельно применять 
компьютерные методы для ее обработки. Умение 
проводить научно-исследовательскую работу, 
технический анализ, конструкторское проектирование и заказ производственно-диагностического 
оборудования по изучению физических закономерностей, применяющихся в работе автомобильного транспорта, его деталей, механизмов, и 
транспортного оборудования. 

1
2
3 

Допустимый 
Знание основных методов проведения научных 
исследований физических процессов; а также деталей и материалов, использующихся в профессиональной деятельности. Владение навыками проведения научно-исследовательской работы, умение 
грамотно формулировать цели, задачи, выбирать 
способы ее проведения. Умение использовать информационные технологии для обработки и анализа результатов исследовательской деятельности, 
при наличии некоторых затруднений в определении основных выводов и представлении полученных результатов исследования. 

Знание некоторых аналитических методов для 
изучения параметров производства и работы автомобильного транспорта и оборудования, владение отдельными элементами компьютерной обработки данных. Владение определёнными навыками научно-экспериментальной работы, технического анализа, конструкторского проектирования 
транспорта и транспортного оборудования. Умение применять информационно-технические средства для анализа результатов изучения физикотехнических законов и закономерностей, применяющихся в работе автомобильного транспорта, 
его деталей, механизмов, и транспортного оборудования.

Критический 
Наличие представлений о некоторых методах исследования и анализа физических характеристик 
объектов и процессов, использующихся в профессиональной деятельности. Понимание необходимости проведения научно-исследовательской работы 
в процессе своей будущей профессиональной деятельности при наличии затруднений с формулировкой целей, задач и определений способов ее 
проведения. Владение информационными технологиями при отсутствии навыков применения их к 
обработке и анализу физических параметров и характеристик объектов профессиональной деятельности технологических и производственных процессов. 

Наличие представлений об отдельных методах 
анализа и изучения параметров производства и 
работы автомобильного транспорта и оборудования. Понимание важности использования информационных технологий при наличии затруднений 
их реализации в оценке параметров сервиса и эксплуатации транспорта и транспортного оборудования. Затруднения в реализации научноэкспериментальной работы, технического анализа, 
конструкторского проектирования транспорта и 
транспортного оборудования. Слабые представления о возможности применения отдельных методов компьютерной обработки информации для 
анализа параметров работы автомобильного 
транспорта, его деталей, механизмов, и транспортного оборудования. 

1
2
3 

Недопустимый 
Отсутствие представлений о методах исследования 
и анализа физических характеристик объектов и 
процессов, использующихся в профессиональной 
деятельности. Недостаток представлений о необходимости, возможностях, целях, задачах, способах и 
этапах проведения научно-исследовательской работы в будущей профессии. Сложности с использованием информационных технологий в целях 
обработки и анализа физических параметров и характеристик объектов профессиональной деятельности и производственных процессов. 

Отсутствие представлений об отдельных методах 
анализа и изучения параметров производства и 
работы автомобильного транспорта и оборудования. Недостаточное понимание необходимости 
использования и существенные затруднения в 
применении информационных технологий. Трудности в реализации научно-экспериментальной 
работы, технического анализа, конструкторского 
проектирования транспорта и транспортного оборудования. Отсутствие навыков применения отдельных компьютерных методов анализа параметров работы автомобильного транспорта, его деталей, механизмов, и транспортного оборудования.

Группа профессиональных компетенций, соответствующих организационно-управленческой деятельности инженеров

Оптимальный 
Понимание содержания поставленной задачи, поиск способов повышения качества ее реализации, 
высокая заинтересованность в своевременном и 
оптимальном представлении результатов. Способность занимать лидирующие позиции при реализации коллективных проектов и выполнении групповых заданий, умение организовывать деятельность 
группы с учетом индивидуальных способностей 
участников. Мобилизация коллектива на достижение результата на примере личной заинтересованности, активная коммуникация с участниками проекта с целью поиска и реализации оптимальных 
методов решения поставленной проблемы. Способность взять на себя ответственность за управление коллективным проектом и контролировать 
качество его реализации. 

Способность применять личный авторитет, знания 
в области транспорта и транспортного оборудования, эмоциональную заинтересованность, коммуникативные навыки с целью организации сотрудников на решение производственно-технических 
проблем. Способность корректно осуществлять 
функции руководителя или лидера группы в процессе сервиса, ремонта, эксплуатации, научного 
проектирования и проведения технологических 
испытаний транспорта и транспортного оборудования. Наличие высоких организационных способностей, умение влиять на деятельность группы 
личным примером и знанием индивидуального 
подхода к членам рабочего коллектива. Умение 
объяснить членам коллектива содержание поставленной задачи, и найти способы рационального 
распределения обязанностей членов коллектива 
для качественного и своевременного ее решения.