Перейти к содержимому






Фотография

Математическая подготовка инженеров за рубежом

Написано EvgenijaLapina33 , 24 Октябрь 2011 · 975 Просмотров

Инженерное образование имеет достаточно давнюю историю (по крайней мере с XVI в. ), Однако как устоявшийся термин ( engineering education ) в англоязычных источниках появилась в 1830-х гг.

Так, в первый год издания журнала « The Civil Engineer and Architect's Journal » (1837-1838 гг ) было опубликовано редакционную статью о инженерное образование гражданских инженеров ], в которой анализируется современное на тот момент состояние подготовки инженеров в Европе. В частности, автор указывает, что французская « политехническая школа - это не просто гражданская инженерная школа, она готовит инженеров артиллерии, морской пехоты, армии и флота для инженерной деятельности, производство пороха и селитры, и для всех общественных ситуаций, требующих больших знаний физико - математических наук.... Основными учебными предметами является анализ, механика, геодезия и топография, статистика, физика, химия, архитектура, французский, немецкий и английский языки.... Полное образование длится два года ». С пола известно, что английское инженерное образование является более совершенной, так как побуждает к самостоятельной работе студентов, воспитывает ответственность и инициативность. Это же относится и о инженерное образование в США, одной из главных проблем которой является необходимость повышения престижности профессии инженера.

В середине 1990-х гг в США было выпущено 60000 бакалавров инженерии - 5 % от всего выпуска бакалавров. Для сравнения, 90000 бакалавров инженерии в Японии составили 18 % от всего выпуска бакалавров, а 120000 в Китае - 46 %. Это соответствует общим тенденциям конца XX в. и «не является проблемой только Великобритании, Германии и США: в большинстве западных стран сообщают о подобных трудностей в направлении молодежи на научно -технические специальности » , однако и через 160 лет «низкий социальный статус инженера в Великобритании остается проблемой».

Базовый уровень инженерного образования в США - бакалавр ( 4 года). В отличие от Великобритании и Украины, в США отсутствуют государственные отраслевые стандарты высшего образования: зато существует мощная система аккредитации во главе с ABET ( Accreditation Board for Engineering and Technology ) - неправительственной организацией, что, в частности, оценивает качество подготовки на инженерных специальностях на основе « Инженерных критериев 2000 » ( Engineering Criteria 2000 - EC2000 ).

Количество критериев в EC2000 - 8. Например, третий критерии определяет требования к знаниям и умениям выпускников инженерных вузов, среди которых наивысший вес имеет « способность применять прикладные знания по математике, науке и инженерии в профессиональной деятельности » .

Как отмечает Дж. Прадос, в инженерном образовании США за последние 60 лет произошли существенные изменения, связанные с послевоенным развитием технологий. « В 1947 году инженерия была високоприкладною отраслью с незначительным применением математики на уровне элементарных вычислений.... В период с 1950 по 1960 состоялся изменение парадигмы инженерного образования по прикладной на математическую, академическую, инженерно - научной. Курсы строения машин... и подобные исчезли и были заменены дифференциальными уравнениями, теорией управления... ». В конце XX века в связи с тенденциями глобализации производства и переходом к обществу устойчивого развития, новыми компетенциями инженера стали навыки коммуникации, совместной работы, обучение в течение всей жизни. Для их реализации была необходима новая образовательная парадигма активного проектно-ориентированного обучения: усиление прикладной направленности обучения математике, тесная связь с производством, широкое использование информационных технологий.

В 1985 г. в отчете инженерного образования США отмечалось, что « плохая подготовка по математике... препятствует инженерной подготовке ». Для исправления этого предлагалось ввести в курс средней школы (К -12) интегрированную естественнонаучную программу, называлась STEM - наука, технология, инженерия и математика. На преодоление кризиса инженерного образования направлена ??также программа Национальной академии инженерии США ( National Academy of Engineering ) « Инженер 2020 года» ( Engineer of 2020 ), целью которой является подготовка технологически совершенных и инновационных инженеров, способных работать в быстро среде.

Сегодня в США студенты всех инженерных специальностей на первом курсе обучения изучают высшую математику, общую химию, английский язык, общую и современную физику, компьютерные науки (прежде программирования ), вступление в инженерии. Общеинженерные курсы также включают инженерную графику, инженерию материалов, инженерную механику, сопротивление материалов, электроинженерии, термодинамику, механику жидкостей. Начиная со второго курса изучаются дисциплины специализации.

Таким образом, современная инженерная образование США имеет следующие основные особенности: негосударственная система аккредитации, отсутствие государственных отраслевых стандартов; математизация и компьютеризация общеинженерных и специальных дисциплин; прикладная направленность обучения высшей математике; широкое использование ИКТ в обучении высшей математике.

Указанные особенности предопределяют необходимость обобщения и систематизации различных аккредитованных программ подготовки по высшей математике с целью выделения ведущих направлений обучения высшей математике будущих инженеров в США.

Несмотря на негосударственную форму аккредитации и традиционное многообразие предлагаемых математических курсов (как обязательных, так и факультативных ), обучения высшей математике будущих инженеров в США осуществляется по схожим учебными программами. Рассмотрим, например, содержание обучения высшей математике студентов инженерных специальностей одного из ведущих вузов США - Массачусетского технологического института ( Massachusetts Institute of Technology - MIT ).

В 2012 году MIT принимает на занятия в осеннем семестре ( Fall 2012) за 44 направлениям подготовки. Все первокурсники ( freshman ) должны овладеть набор обязательных учебных дисциплин ( core curriculum ) - общеинститутских требований ( General Institute Requirements - GIRs ). Нормативная подготовка по высшей математике включает в себя элементы математического анализа функций одной переменной и многих переменных ( Calculus I и Calculus II соответственно): границы, функции, производная, интегралы, ряды.
В состав Calculus I включены следующие основные темы: дифференциальное и интегральное исчисление функций одной переменной, их применение; неформальное введение границ и бесконечности; дифференцировки: определение, основные правила, применение к построению графиков функций, скорость изменения, приближения, экстремумы; неопределенный интеграл; дифференциальные уравнения первого порядка с отличительные переменными; определенный интеграл, основная теорема анализа, применение интегралов в геометрии и науке; элементарные функции, методы интегрирования; полярные координаты; правило Лопиталя; несобственные интегралы; бесконечные ряды: геометрические, гармонические, простые признаки сравнения, степенные ряды для некоторых элементарных функций.

В состав Calculus II включены следующие основные темы: исчисление нескольких переменных векторная алгебра в трехмерном пространстве, определители, матрицы; вектор - функции одной переменной, движение в пространстве; скалярные функции нескольких переменных: частные производные, градиент, методы оптимизации; двойные интегралы и криволинейные интегралы на плоскости; точные дифференциалы и потенциальное векторное поле; теорема Грина и ее применение, тройные интегралы, линейные и поверхностные интегралы в пространстве, теорема дивергенции, теорема Стокса, применение исчисления нескольких переменных.

Кроме обязательных учебных дисциплин ( core curriculum ) на разных направлениях подготовки предлагается дополнительно определенный список дисциплин для каждого направления подготовки.

Анализ учебных курсов инженерных специальностей в США предоставил возможность сделать следующий вывод: несмотря на негосударственную форму аккредитации и традиционное многообразие предлагаемых математических курсов (как обязательных, так и факультативных ), обучения высшей математике будущих инженеров в США осуществляется по схожим учебными программами.


  • 0



Июль 2018

П В С Ч П С В
      1
2345678
9101112131415
16 171819202122
23242526272829
3031     

Категории