автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Совершенствование методики использования средств информационных технологий в процессе изучения профильного курса информатики "Инженерная графика"

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование методики использования средств информационных технологий в процессе изучения профильного курса информатики "Инженерная графика""

На правах рукописи

ЛЯТЕЦКАЯ ВЕРА ИВАНОВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ПРОФИЛЬНОГО КУРСА ИНФОРМАТИКИ «ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА» (для технологических специальностей вузов)

13.00.02. - теория и методика обучения и воспитания (информатика, уровень высшего профессионального образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва - 2003 г.

Работа выполнена в Институте информатизации образования Российской академии образования, в лаборатории проблем непрерывного образования

в области информатики.

Научный руководитель - доктор педагогических наук

Мазур З.Ф.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Сердюков В.И.;

- кандидат педагогических наук, старший научный сотрудник Перчвнок Р Л.

Ведущая организация - Тольяттинский государственный университет

Защита состоится 6 июня 2003 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д008.004.01 в Институте информатизации образования Российской академии образования по адресу: 119121, Москва, ул. Погодинская, д. 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института информатизации образования Российской академии образования.

Автореферат разослан «ЗО» 003г.

Учёный секретарь диссертационного совета

С.С. Кравцов

2 е/ 974 3

Общая характеристика работы

Совершенствование электроники и компьютерной техники привело к активному развитию информационных технологий, предполагающих использование методов и средств информатики, их применению в различных областях научной, практической деятельности, в образовании.

'■' К основополагающим работам в области информатики и информатизации образования можно отнести исследования Апатовой Н.В., Ваграменко Я.А., Зайнутдиновой Л.Х., Колина К.К., Кузнецова A.A., Лапчика М.П., Матроса Д.Ш., Могилёва A.B., Панюковой C.B., Роберт И.В., Савельева А.Я., Соколовой И.В., Софроновой Н.В., Филатова O.K., Шолоховича К.С. и др. Эти научные исследования направлены на использование потенциала методов и средств информатики как науки в преподавании других дисциплин, на решение вопросов повышения эффективности учебного процесса, на развитие у студентов творческой составляющей профессионального мастерства, с возможностью её использования для активного участия в производительном труде, самостоятельного пополнения знаний)4Достижение целей информатизации высшего образования требует создания систем обучения, основанных на применении средств информационных технологий, в том числе в инженерной графике.

' Инженерная графика, как профильный курс информатики, относится к общеинженерным дисциплинам, областью изучения которой являются графические методы проектирования, создание и чтение чертежей различного назначения. Чертёж, как язык инженера, становится все более значимым в условиях широкого использования информационных технологий и перехода промышленности на безбумажную организацию единого информационного пространства. В связи с этим возрастают требования к уровню знаний правил и способов выполнения чертежей./Качественное овладение студентами языком графического представления информации при изучении инженерной графики является реализацией одной из задач информатики, такой, как приобретение навыков практической работы с важнейшими техническими и программными средствами (Могилёв A.B.), в частности с системами автоматизации проектных работ (САПР), также необходимым условием для освоения последующих инженерных дисциплин, развития пространственных представлений и, как следствие, творческой активности на стадиях проектирования, конструирования, изобретательства при современной организации производства и ускоренном техническом прогрессе.'4

Научно-технический прогресс во всех отраслях производства значительно расширил объём технической информации, передаваемой чертежами, усилилась тенденция схематизации, формализации изображений, появились информационные технологии их получения. Все это значительно увеличивает объём сведений, которые необуогтимп-знать для выполнения и чтения чертежей, следовательно, объем уче 11Й^икфЬрмаЦга^^ШгЗрую должен усвоить

2005? I

студент по инженерной графике. В то же время в соответствии с учебными планами на специальности технологического профиля постоянно снижается количество часов аудиторных занятий по этому курсу. Так, например, для специальности 2303 00 «Бытовые машины и приборы» с 149 до 84 часов, для специальности 2809.00 «Конструирование швейных изделий» с 132 до 46 часов. При этом возрастает количество часов для самостоятельной работы студентов. В связи с вышеизложенным, а также учитывая низкий уровень исходной графической подготовки студентов по причине недостаточности школьных знаний в области черчения (изучение инженерной графики в вузах базируется на этом предмете), процесс изучения инженерной графики должен быть направлен на усиление мотивации, дифференциации, индивидуализации, визуализации обучения. Это определяет необходимость поиска новых форм и методов проведения учебных занятий, основанных на использовании средств информационных технологий, которые наиболее удовлетворяют этим направлениям.

В настоящее время в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» применяются частные методики, основанные на использовании одноцелсвых программных средств учебного назначения, которые обеспечивают изучение относительно небольших фрагментов учебного материала или проведение отдельных занятий (контролирующие, тренажёрные, моделирующие, демонстрационные, автоматизированные обучающие системы) и чертёжно-графических систем, таких, как AutoCad, ADEM, КОМПАС и т.п. Внедрение программных средств учебного~назначения в учебный процесс позволило значительно индивидуализировать обучение, усилить мотивацию студентов к обучению за счёт возможности многократного и частого контроля знаний, в том числе самоконтроля, выработать умения и навыки путём тренировочных действий, повысить наглядность обучения. Применение чертёжно-графических систем в процессе изучения инженерной графики связано с решением профессиональных задач деятельности будущих специалистов, в частности автоматизации проектных работ, и обусловлено необходимостью обеспечения принципа востребованности их знаний, умений и навыков в связи с широким использованием САПР в условиях современного производства Одной из таких программ, рекомендованных Министерством образования как базовых для подготовки инженеров в учебных заведениях страны, является «КОМПАС» (КОМПлекс Автоматизированных Систем), включающий в себя целый ряд программных продуктов, значительно повышающий эффективность и качество проектирования. Однако чертёжно-графические системы имеют слабую адаптацию к обучению студентов начальных курсов, так как разработаны для производственных потребностей и рассчитаны на использование людьми, имеющими уже знания по инженерной графике.

Таким образом, в настоящее время при изучении инженерной графики 4 / недостаточно используется потенциал информационных техно тогий в об-

ласти организации деятельности с графической информацией. Не в полной мере реализуются их дидактические возможности (визуализация учебной информации, интеракгивность диалога, развитие познавательных способностей студентов), не используются системно-образовательные функции компонентов учебного процесса. Отсутствует также гибкая структура профили-зации информатики в области инженерной графики, позволяющая дополнять и изменять содержание в связи с динамикой социального заказа и обеспечивающая индивидуализацию и дифференциацию обучения. Не разработаны дидактические требования и критерии к проектированию программного средства учебного назначения (электронного пособия), ориентированного на проведение комплекса различных видов занятий и обеспечивающего непрерывность и полноту процесса изучения курса, условия его эффективного использования

Вышеизложенное определяет противоречие между сложившейся реальной практикой использования средств информационных технологий при изучении курса инженерной графики, не обеспечивающей в должной мере представление, поиск информации, контроль, координацию учебного процесса, учебную коммуникацию и их дидактическими возможностями, реализация которых обеспечивает овладение способами автоматизации процессов сбора, обработки, обмена, использования информации как базового компонента для получения новых знаний. Вследствие этого, обеспечивается достаточный уровень графической грамотности студентов, соответствующий современным требованиям профессиональной подготовки специалистов в области инженерной деятельности, что и составляет проблему иссле-дованияУосновываясь на высказывании Петрова Ю.Н. о графической культуре, по^ графической грамотностью будем понимать запас знаний студентов, полученный при изучении профильного курса информатики «Инженерная графика», умения и навыки решать графические задачи, адекватные своей специальности, на базе развитых пространственных представлений и творческого подхода при реализации возможностей информационных технологий (интерактивность, обработка больших объёмов информации, динамическое представление информации, в том числе и графической)^ Усиление мотивации, адаптация, индивидуализация, визуализация, непрерывность и полнота, профессиональная направленность процесса обучения, интеллектуальное развитие студентов в сочетании со сжатыми сроками обучения актуализирует 'проблему совершенствования методики изучения инженерной графики. Од1ппО!5^озможга>1Х,^утейреше1^этойпроблемы является комплексное использование средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики, под которым будем понимать совместное использование чертёжно-графической системы, в частности «КОМПАС», для разработки конструкторской документации и программного средства учебного назначения, в качестве которого выступает авторское электронное учебное пособие по инженерной графике"'

Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена необходимостью разработки организационных форм и методов комплексного использования средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики при подготовке специалистов технологического профиля, способных самостоятельно проектировать конструкторскую документацию соответственно профессиональным потребностям и адекватно новым социально-экономическим условиям формирования рынка образовательных услуг.

Объект исследования: процесс профильного изучения инженерной графики с использованием средств информационных технологий для технологических специальностей вузов.

Предмет исследования: организационные формы и методы реализации возможностей средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики.

Цель исследования состоит в теоретическом обосновании и разработке организационных форм и методов комплексного использования средств информационных технологий в процессе профильного изучения инженерной графики при проведении практических занятий и самостоятельной работы студентов.

' Гипотеза исследования состоит в том, что совершенствование методики профильного изучения инженерной графики в аспекте реализации организационных форм и методов комплексного использования средств информационных технологий, ориентированных на адаптивность к начальному уровню подготовки студентов, индивидуализацию обучения, компьютерную визуализацию учебного материала, гипертекстовый и гипермедийный поиск информации, непрерывность и полноту процесса обучения, автоматизацию выполнения конструкторской документации и реализованных в блочно-модульной структуре содержания профильного курса информатики «Инженерная графика», позволит повысить показатели графической грамотности студентов вузов технологического профиля."

На основании выдвинутой гипотезы были определены следующие задачи исследования:

1 проанализировать современное состояние использования средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики в высшей школе:

2 выявить функции компонентов учебного процесса и их взаимосвязь при использовании средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики для технологических специальностей вузов.

3 выделить принципы формирования содержания и обосновать структуру профильного курса информатики «Инженерная графика» для различных специальностей технологического профиля в условиях комплексного использования средств информационных технологий;

4 определить дидактические требования, критерии формирования содержания и проектирования структуры электронного учебного пособия по профильному курсу информатики «Инженерная графика»;

5. разработать организационные формы и методы комплексного использования средств информационных технологий в изучении профильного курса информатики «Инженерная графика» при проведении практических занятий и самостоятельной работы студентов;

6. экспериментально апробировать формы и методы комплексного использования средств информационных технологий в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика».

Методологическую основу исследования составляют новейшие философские, психологические и педагогические результаты в разработке концепции познавательной деятельности (Бабанский Ю.К., Верхола А.П., Гер-шунскийБ.С., Кроль В., Леднев B.C., Лернер И.Я., Машбиц Е.И., Околелов О.П., Субетто А.П., Талызина Н.Ф., Шевченко И.В., Юцявичене П., Якиманская И. С. и др.); новейшие достижения теории и методики обучения инженерной графике и тенденции их развития (Акимова И.Н., Ботвинников А.Д, Виноградов В.Н., Горшков Г.Ф., Жданова Н.С., Иващенко Г.А., Косола-пов М.А., Пантюхин П.Я., Перчёнок Р.Л., Петров Ю.Н., Покровская М.В., Романычева Э.Т., Рубина Г.И., Савицкая А.В, Унсович Т.А., Чемпинский Л.А. и др.); теория и методология разработки структуры и содержания подготовки в области информатики и информатизации образования (Апатова Н.В., Добудько Т.В., Зайнутдинова Л.Х., Захарова Т.Б., Козлов O.A., Кузнецов A.A., Лапчик М.П., Пак Н.И., Панюкова С.В., Роберт И.В., Романенко Ю.А., Сердюков В.И., Скибицкий Э.Г., Соколова И.В., Софронова Н.В., Щербаков М.А., Хеннер Е.К. и др.); результаты психолого-педагогических исследований в области теории творчества (АлЬтшуллер ГС., Буш Г.Я., Кудрявцев Т.В, Юдаков С.Г и др.); последние достижения в разработке методологических подходов к инновационной системе образования и развития инженерного мышления (Андреев В.И., Мазур З.Ф., Ушачев В.П., Федоров И.И др.).

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: теоретический анализ проблемы на основе изучения психолого-педагогической, методической и учебной литературы; обобщение передового педагогического опыта, наблюдение за реальным учебным процессом, проведение педагогического эксперимента и использование методов математической статистики для обработки его результатов с целью определения эффективности предлагаемых организационных форм и методов.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключаются в создании методического подхода к процессу изучения инженерной графики на основе комплексного использования средств информационных технологий; определении психолого-педагогических требований к нему; выявлении функций компонентов учебного процесса и их взаимосвязи с областями педагогической деятельности; выделении принципов формирования содержания и обосновании структуры профильного курса информатики «Инженерная 1рафика» для специальностей технологического профиля в условиях комплексного использования средств информационных технологий;

определении дидактических требований, критериев к проектированию электронного учебного пособия по этому курсу, ориентированного на проведение практических занятий, самостоятельную работу студентов; разработке организационных форм и методов комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика».

Практическая значимость исследования заключается в следующем: в создании учебной программы изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» студентами специальностей 2303.00 «Бытовые машины и приборы», 2809.00 «Конструирование швейных изделий», отвечающей целям и специфике содержания предметной области, основанной на комплексном использовании средств информационных технологий; в разработанном электронном учебном пособии, представляющем комплекс теоретического и справочного материала курса, системы заданий для выполнения расчётно-графических работ, направленных на развитие пространственных представлений, творческих способностей студентов и условий его эффективного использования; в разработке системы мониторинга знаний студентов, организационных форм и методов комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика», которые могут быть использованы в учебном процессе высших учебных заведений технологического профиля и среднего профессионального образования.

Этапы исследования. 1 этап, подготовительный, проходил с 1996 по 1998 годы и заключался в теоретическом анализе научной литературы, сборе первичного материала по проблеме исследования и проведении констатирующего этапа педагогического эксперимента.

2 этап, поисковый, проходил с 1998 по 1999 годы и заключался в обосновании теоретических положений и изучении методик использования средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики, а также в разработке концепции и содержания учебной программы курса, электронного пособия и апробации его элементов, проведении поискового этапа педагогического эксперимента.

3 этап, формирующий, проходил с 1999 по 2001 годы и заключался в разработке организационных форм и методов изучения профильного курса информатики «Инженерная графика», написании учебной программы и создании электронного учебного пособия, проведении формирующего этапа педагогического эксперимента по апробации организационных форм и методов комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия, разработке основных положений и написании текста диссертации.

4 этап проходил с 2001 по 2002 годы и заключался в завершении формирующего этапа педагогического эксперимента, обработке его результатов и оформлении диссертации.

Достоверность полученных результатов исследования достигнута за счет непротиворечивости сопоставляемых между собой положений и выводов диссертации с положениями и выводами, известными по апробированным работам других авторов в данной и смежных областях исследований, а также подтверждена результатами педагогического эксперимента, проведенного в Поволжском технологическом институте сервиса с 1996 г. по 2002 гг.

Апробация и внедрение результатов исследования. Теоретические положения, материалы и результаты исследования докладывались и обсуждались на внутривузовских, межвузовских, всероссийских научно-практических конференциях и научно-методических семинарах по проблемам образования в Поволжском технологическом институте сервиса (г. Тольятти, с 1998 по 2002г.); межвузовской научно-методической конференции «Актуальные проблемы университетского образования» в Самарском государственном техническом университете (г. Самара, 2000г.); научно-практической конференции «Технологии управления инновационными процессами в науке и образованию) в департаменте образования мэрии (г. Тольятти, 2001г.); на заседании Учёного совета Института информатизации образования Российской академии образования (г. Москва, 2002 г.) Ряд научных положений исследования разрабатывался автором в рамках научно-исследовательской работы по государственной бюджетной тематике Поволжского технологического института сервиса «Разработка и реализация концепции единого информационного поля в образовательной среде» (1999-2002 гг.).

В 2001г. разработанные организационные формы и методы комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и авторского электронного учебного пособия в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» внедрены в учебный процесс Поволжского технологического института сервиса и используются в настоящее время по специальностям 2303.00 «Бытовые машины и приборы», 2809.00 «Конструирование швейных изделий», 2015.00 «Бытовая радиоэлектронная аппаратура» (акт о результатах внедрения, ПТИС, исх. № 1 от 30.09 2002г.).

Положения, выносимые на защиту.

1. Реализация информационно-поисковой, иллюстративно-демонстрационной, тренинговой, консультативно-направляющей, организационно-коорди-нирующей, учебно-коммуникативной, познавательной функций компонентов учебного процесса при комплексном использовании средств информационных технологий на основе принципов адаптации, индивидуализации, визуализации, интерактивности, непрерывности и полноты, профессиональной направленности процесса обучения, системности и структурно-функциональной связанности представления учебного материала, блочно-модульного структурирования содержания обучения позволяет совершенствовать методику использования средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики для различных специальностей технологического профиля.

^ 2. Организация изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» на основе комплексного использования чертёжно-графической

системы «КОМПАС» и авторского электронного учебного пособия обеспечивает повышение показателей уровня графической грамотности студентов технологического профиля.

Структура диссертации состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложений.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, определены гфоблема, объект, предмет и цель исследования, выдвинута гипотеза и сформулированы задачи, представлены методологическая основа и методы исследования, раскрывается его научная новизна, теоретическая и практическая значимость, приводятся данные об этапах, апробации и внедрении результатов исследования.

В первой главе «Научно-методические аспекты совершенствования процесса изучения инженерной графики на основе использования средств информационных технологий в системе высшей школы» проведён анализ методологических направлений развития предметных областей знаний и состояния использования средств информационных технологий в учебном процессе высшей школы; выявлен комплекс педагогических функций компонентов учебного процесса; определены общие психолого-педагогические требования к использованию средств информационных технологий.

По утверждению Якунина В.И., развитие информационных технологий обусловило возникновение нового методологического направления развития предметных областей знаний, в том числе инженерной графики. Основными средствами формирования элементов и структур целостного мыслительного процесса должны стать конструкгивно-деятельностные представления, базирующиеся на методологических подходах Беспалько В.П. Наиболее используемым в обучении является системно-деятельностный подход этого направления, суть которого заключается на первом этапе в выделении и системном описании предметной области, установлении уровней и направления его развития, конструктивном понятии системы; на втором - в создании эскиза базы знаний предметной области, системно-деяте ль но стной модели решения задач; на третьем - в разработке содержания учебной дисциплины по сформированному «ядру» предметной области с учетом модели специалиста, а также в формировании обучающих подсистем. Системно-деятельностный подход в обучении, положенный в основу совершенствования методики изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» направлен на гуманизацию образования, которая, как отмечает Околелов О.П., проявляется в интеграции профессиональной и общекультурной подготовки, в переходе к блочному построению учебных планов с широким спектром возможностей для самостоятельной углубленной профессиональной специализации, во внедрении в учебный процесс открытых систем обучения, позво-

ляющих организовать обучение студентов по индивидуальным программам. Практика воплощения тенденций развития систем обучения связана с технологиями и методиками обучения, в частности информационными, которые отвечают следующим требованиям: возможности обучения по оптимально - индивидуальной программе, реализации принципов обучения (мотивации, программирования, оценки уровня усвоения деятельности, активности, познавательной самостоятельности, рефлексии), оптимизации процесса обучения.

'Проведённый анализ использования средств информационных технологий в изучении инженерной графики в системе высшей школы на основе отечественного и зарубежного опыта выявил различные возможности их применения. Одним из главных направлений является информационное обеспечение учебного процесса в виде чертёжно-графических систем, использующихся для решения задач САПР, таких, как AutoCad, ADEM, КОМПАС и др., имеющих высокие инженерные потенциальные возможности, но слабо адаптируемых к процессу обучения студентов начальных курсов вузов. Вторым направлением является создание и применение в учебном процессе программных средств учебного назначения на базе информационных технологий, нацеленных на изучение отдельных тем дисциплины и не обеспечивающих непрерывность и полноту процесса обучения. Учитывая профессиональную направленность чертёжно-графических систем и дидактические возможности программных средств учебного назначения и ориентируясь на систем-но-деятельностный подход к обучению, был определен методический подход к изучению профильного курса информатики «Инженерная графика» на основе комплексного их применения. Для теоретического обоснования этого выбора был выявлен комплекс педагогических функций компонентов учебного процесса, которые обеспечивают изучение инженерной графики. С учётом исследований Юцявичене П. в области модульного подхода к обучению v можно утверждать, что этими функциями являются следующие: информационно-поисковая, информационно-справочная, иллюстративно-демонстрирующая, тренинговая, консультативно-направляющая, контролирующая, организацион-но-координирующая, учебно-коммуникативная, ориентированно-ценностная, собственной активности студента, познавательная, взаимосвязь которых представлена в виде графической модели, соответствующей трем областям педагогической деятельности: образовательной, воспитательной, развития. Это позволяет рассматривать педагогический процесс как системообразующий, обеспечивающий единый комплекс педагогических функций компонентов учебного процесса с использованием средств информационных технологий на базе чертёжно-графической системы, например, «КОМПАС» и программного средства учебного назначения, в качестве которого выступает разработанное автором электронное учебное пособие по инженерной графике.

Для проектирования и организации учебного процесса на основе комплексного использования средств информационных технологий изучения инженерной графики, на базе исследований Зайнутдиновой J1 X., Кузнецова A.A., Ро-

берт И.В., были определены общие психолого-педагогические требования к применению средств информационных технологий, подразделяющиеся в свою очередь на дидактические (индивидуальность, интерактивность, адаптивность, системность и структурно-функциональная связанность представления учебного материала, обеспечение полноты и непрерывности цикла обучения), методические (отражение системы научных понятий дисциплины в виде иерархической структуры, обеспечение логических взаимосвязей этих понятий, предоставление разнообразных контролируемых тренировочных действий), психологические (представление учебного материала с учетом восприятия, внимания, воображения, памяти и др.), эргономические (условия комфортного, производительного и безопасного для здоровья труда).

Анализ научно-методических аспектов совершенствования изучения инженерной графики на основе применения средств информационных технологий в системе высшей школы позволил определить необходимость совершенствования методики изучения профильного курса информатики «Инженерная графика», выявить и теоретически обосновать методический подход к её преподаванию на основе комплексного использования чертёжно-графи-ческой системы (например, «КОМПАС») программного средства учебного назначения (электронного учебного пособия).

Во второй главе «Организационные формы и методы комплексного использования средств информационных технологий в изучении профильного курса информатики «Инженерная графика»» выделены принципы, критерии формирования содержания и обоснована структура курса, определены дидактические требования и критерии к проектированию электронного учебного пособия, выявлены условия эффективного использования его в учебном процессе при реализации на CD-ROM, разработаны организационные формы и методы комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия при проведении практических занятий и самостоятельной работы студентов в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика».

В качестве теоретической базы формирования содержания и структуры профильного курса информатики «Инженерная графика» обосновано применение основных принципов (научности, доступности, практико-ориентирован-ности, целостности, модульности, вариативности, уровневой дифференциации, прикладной направленности, иерархичности, преемственности, развития) и, опираясь на исследования Бабанского Ю.К, критериев его отбора (формирование графической грамотности; высокая научная и практическая значимость материала; соответствие его сложности исходной графической подготовке студентов, объёма имеющемуся времени на изучение, материально-технической базе института). Исходя из требований государственного образовательного стандарта специальностей 2303.00 «Бытовые машины и приборы», 2809.00 «Конструирование швейных изделий», были определены цели и задачи изучения профильного курса информатики «Инженерная гра-

фика», состоящие в развитии познавательных и творческих способностей будущих специалистов для решения инженерных задач посредством овладения студентами основами знаний, развития пространственных представлений, выработки умений и навыков, необходимых для выполнения и чтения конструкторской документации различного назначения на базе информационных технологий. Это позволило сформировать инвариантную и вариативную составляющие блочно-модульной структуры содержания. Состав и содержание модулей могут варьироваться в зависимости от исходных уровней графической грамотности студентов, особенностей подготовки специалистов разных специальностей, а также свободно изменяться или дополняться с учетом динамики социального заказа, обеспечивая построение индивидуализированного содержания обучения. На основании вышеизложенного сформирована учебная программа курса для специальностей 2303.00 «Бытовые машины и приборы», 2809.00 «Конструирование швейных изделий», в которой заложена организационная структура его изучения на основе комплексного использования средств информационных технологий.

В качестве дидактического средства, пригодного для проведения различных видов учебных занятий (лекционных, практических, самостоятельной работы) по профильному курсу информатики «Инженерная графика», автором было разработано электронное учебное пособие. На основе исследований Роберт И.В., Зайнутдиновой Л.Х., учитывая при этом цели и задачи дисциплины, а также особенности использования чертёжно-графической системы «КОМПАС», определены дидактические требования к формированию содержания и структуре электронного учебного пособия, как к программно-методическому комплексу (научность, доступность, адаптивность, систематичность и последовательность обучения, визуализация, прочность усвоения результатов обучения, интерактивный диалог; развитие интеллектуального потенциала, обратная связь), а также требования методического характера. Перечислим их: обеспечение полноты и непрерывности процесса обучения, предоставление теоретического, справочного, методического материала, тренировочной учебной деятельности совместно с чертёжно-графической системой «КОМПАС», осуществление контроля усвоения знаний. Структура электронного пособия представляет собой неориентированный связный граф с вершинами, адекватно представляющими образовательные блоки, соответствующие учебной программе курса. Каждый блок, в свою очередь, представляет граф из пяти вершин - модулей, в которых располагаются теоретические аспекты инженерной графики, ключевые слова, контрольные вопросы и тесты, расчётно-графические задания для индивидуальной и самостоятельной работы, примеры и методические указания их выполнения. Кроме этого, существуют блоки справочных данных, обратной связи, мониторинга знаний студентов,^Структурная программная реализация электронного пособия основана на технологиях Гипертекст и Гипермедиа, обеспечивающих синтез текстового и наглядного представления материла в виде плоских чер-

тежей и объёмных изображений при реализации интерактивности взаимо-действияЛУчебно-информационный текст электронного пособия иерархически структурирован по основным понятиям предмета с последующей их детализацией и конкретизацией, что позволяет изучить предмет с различной степенью глубины и сложности. Это дает возможность студентам в зависимости от их исходного уровня знаний и индивидуальных особенностей выбирать различные пути изучения курса. Для контроля и мониторинга учебной деятельности студентов разработана специальная программа. Адаптивность и интерактивность электронного пособия создает условия для индивидуальной и самостоятельной работы студентов, что в свою очередь обеспечивает самостоятельное управление учебными действиями и предполагает осознанное усвоение студентами содержания, внутренней логики и структуры учебного материала инженерной графики и, как следствие, прочность полученных знаний.

Для реализации теоретических положений комплексного использования электронного учебного пособия и чертёжно-графической системы «КОМПАС», также учитывая, что все возможности его компонентов осуществляются наиболее полно на практических занятиях и при самостоятельной работе студентов, разработаны организационные формы и методы их проведения, которые опираются на личностно-ориентированное обучение, предполагающее приобретение знаний, умений, навыков и интеллектуальное развитие студентов. При этом учитывались дидактические принципы обучения на базе использования средств информационных технологий (всестороннее развитие и воспитание, научность, сознательность и творческая активность, наглядность, систематичность и системность, переход к самообразованию, связь с жизнью, прочность результатов, положительный эмоциональный фон обучения, учет индивидуальных особенностей студентов). Организационной формой практических занятий является индивидуальная работа студентов. В связи с тем что научное знание инженерной графики отличается абстрагированием, для его лучшего усвоения и конкретизации основным видом обучающих воздействий является выполнение студентами системы индивидуальных расчётно-графических заданий с использованием чертёжно-графической системы «КОМПАС», при проектировании которых применялось учебное конструирование, направленное на развитие пространственных представлений и творческой деятельности студентов, что является реализацией требования развития интеллектуального потенциала студентов. Такая система заданий обеспечивает усвоение учебного материала на заданном уровне и четырех-этапное повышение уровней графической грамотности студентов (исполнительский, репродуктивный, эвристический, творческий). При этом учитывались различные уровни применения методов обучения в деятельности студента и преподавателя, способы их взаимодействия в процессе изучения инженерной графики. При формировании первого уровня - это информационно-сообщающий метод, обеспечивающий формирование знаний на исполни-

тельском уровне, предполагающий запоминание студентами общих правил выполнения и оформления чертежей, а также основных элементов интерфейса чертёжно-графической системы, второго уровня - это объяснительно - иллюстрационный метод, обеспечивающий осознанное усвоение знаний репродуктивного характера с решением типовых задач, действий по образцу, например, геометрических построений, различных изображений, применяемых при выполнении чертежей, а также основных приемов работы в чертёжно-графическом редакторе; третьего и четвёртого - проблемно-поисковый метод, формирующий навыки разработки конструкторской документации с применением чертёжно-графической системы и обеспечивающий , знания на уровне эвристической и творческой деятельности продуктивного

характера с решением задач конкретной практической целью и ценностью. Для поэтапного управления познавательной деятельностью студентов разра-V ботана схема организации обучения, представленная на рис. 1. Такая орга-

низация позволяет также осуществлять самообучение. Учебный материал, состоящий из отдельных, самостоятельных, но взаимосвязанных порций информации и заданий подается пошагово с осуществлением оперативной внутренней и внешней обратной связи. Работа студентов по обучающему циклу предусматривает следующие модули: информационный, тестовый, коррекци-онно-информационный, проблемный (выполнение расчётно- графических заданий), проверки и коррекции. Изучение каждой следующей темы повторяет эту последовательность. Проведение занятия начинается с определения исходного уровня подготовленности студентов для выбора программы изучения предмета и организации учебной деятельности студента. В нужный момент времени студенты загружают электронное пособие и чертёжно-графическую систему и начинают выполнять действия, предусмотренные последовательностью их использования. Действия преподавателя оказываются достаточно гибкими, поскольку на своем компьютере он имеет возможность наблюдать за работой студентов и получать интегральную информацию об ошибках, количестве попыток и общем времени ответов студентов на тесты с помощью специальной программы, следить за ходом выполнения ими расчётно-графических работ. Кроме того, преподаватель может получать общие результаты обучения группы. При этом сопоставляются результаты, благодаря ♦1 чему выявляются отстающие студенты, хорошо работающие и опережаю-

щие всех. Реализация вышеизложенного позволяет преподавателю своевременно оказать консультативно-направляющую помощь отстающим студентам и пре-* доставить новые задания быстро и эффективно работающим. В результате реше-

ния задач эвристической и творческой направленности студент может создавать новые технические решения как субъективной, так и объективной новизны Затем преподавателем подводятся итоги и выставляются окончательные оценки.

Таким образом, во второй главе в соответствии с целями и задачами инженерной графики, логическими связями её с другими предметами, с учетом принципов и критериев формирования содержания, определено содержание

курса на основе блочно-модульной структуры. Для создания электронного учебного пособия с целью методического обеспечения процесса изучения инженерной графики на основе комплексного использования средств информационных технологий определены дидактические требования и критерии к его проектированию, а также выявлены условия эффективного применения пособия в учебном процессе. Разработаны организационные формы и методы проведения практических занятий на основе комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия, позволяющие повысить качество изучения инженерной графики за счет усиления мотивации, развития познавательной деятельности, повышения графической грамотности студентов.

Условные обозначения:-- существенная связь;

-----вспомогательная связь.

1. Ознакомление студента с содержанием электронного пособия, выбор очередной темы. 2. Изучение студентом содержания темы. 3. Ответы студента на контрольные вопросы и тесты по теме. 4. Реакция программы на введение ответов. 4.1 Реакция студента на допущенные ошибки, выявленные программой. 5. Получение задания на расчетно-графическую работу. б. Использование графической системы «КОМПАС». 7. Выполнениерасчетно-графическойработы.

8. Результат выполнения задания. 9. Все темы изучены.

10. Завершение работы. ТИ-текущая информация об обучении группы.

НИ-новая информация.

Рис. 1. Схема организации обучения при комплексном использовании электронного учебного пособия и чертёжно-графической системы «КОМПАС» в ходе проведения практических занятий по профильному курсу информатики «Инженерная графика».

Таким образом, во второй главе в соответствии с целями и задачами инженерной графики, логическими связями её с другими предметами, с учетом принципов и критериев формирования содержания, определено содержание

курса на основе блочно-модульной структуры. Для создания электронного учебного пособия с целью методического обеспечения процесса изучения инженерной графики на основе комплексного использования средств информационных технологий определены дидактические требования и критерии к его проектированию, а также выявлены условия эффективного применения пособия в учебном процессе. Разработаны организащюнные формы и методы проведения практических занятий на основе комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия, позволяющие повысить качество изучения инженерной графики за счет усиления мотивации, развития познавательной деятельности, повышения графической грамотности студентов.

В третьей главе «Педагогический эксперимент по апробации организационных форм и методов комплексного использования средств информационных технологий в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика»» описаны организация и проведение педагогического эксперимента, дана статистическая обработка результатов исследования, приведены расчетные показатели уровня усвоения учебного материала студентами, уровня их обученности и уровня сформированности практической направленности знаний студентов в области инженерной графики. Педагогический эксперимент проводился на базе Поволжского технологического института сервиса. Для оценки эффективности образовательного процесса использованы методики Беспалько В.П. и Симонова В.П., в основу которых положены понятия степени усвоения учебного материала и степени обученности студентов. Кроме того, применены непараметрические методы математической статистики (Грабарь МИ., Краснянская К. А.), в частности метод критерия «хи-квадрат». Экспериментальная проверка теоретических положений производилась в соответствии констатирующего, поискового и формирующего этапов.

Констатирующий этап эксперимента проводился в 1996-1997 и 19971998 учебных годах Цель его заключалась в выявлении уровня графической грамотности студентов первого курса в процессе традиционного изучения инженерной графики. В нём участвовал 231 студент. Анализ выполненных студентами расчетно-графических работ, зачетов и экзаменов показал, что деятельность студентов преимущественно сводилась к репродуктивному способу усвоения знаний. Из них 81% решали задачи на исполнительском и репродуктивном уровнях и 19% - на эвристическом Поисковый этап эксперимента проводился в 1998-1999 учебном году. Цель его заключалась в изучении педагогической целесообразности включения средств информационных технологий в процесс изучения инженерной графики на базе проектируемого электронного пособия и чертёжно-графической системы «КОМПАС». Студентам предлагалось решить задачи с помощью графической системы «КОМПАС» и электронного пособия. Анализ результатов показал, что 83% студентов различных групп использовали электронное пособие.

Формирующий этап эксперимента проводился в 1999-2000, 20002001 учебных годах. В нем принял участие 181 студент специальностей 2303.00 «Бытовые машины и приборы», 2809.00 «Конструирование швейных изделий, 2015.00 «Бытовая радиоэлектронная аппаратура». Цель формирующего этапа эксперимента заключалась в определении эффективности организационных форм и методов комплексного использования средств информационных технологий в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика». Задачей этапа явилось выявление наиболее эффективных методических подходов из трех применяемых видов: традиционного, с использованием графической системы «КОМПАС» (условно «КОМПАС»), на базе комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия (условно «Комплексная») на основании определения уровня графической грамотности студентов. Уровень графической грамотности студентов определялся по трём показателям: коэффициенту усвоения учебного материала, коэффициенту обученности и коэффициенту практической направленности по результатам тестирования и выполнения рас-чёгао-трафических заданий четырех уровней (исполнительского, репродуктивного, эвристического, творческого). В первой части формирующего этапа эксперимента была подтверждена однородность исходного уровня графической грамотности студентов (репродуктивного) в области инженерной графики по результатам тестов и выполнения студентами графических заданий различных уровней сложностей традиционным способом. Достоверность результатов подтверждена методом математической статистики с использованием критерия «хи-квадрат». Вторая часть формирующего этапа заключалась в определении уровней усвоения учебного материала, обученности, практической направленности по результатам тестирования и выполнения графических заданий четьфёх уровней в группах, обучающихся по методике традиционной, «КОМПАС» и комплексной. Результаты тестов обработаны также с использованием критерия «хи-квадрат» вначале применительно к методике традиционной и «КОМПАС», затем к «КОМПАС» и комплексной. Гипотезы трактовались следующим образом: реализация предлагаемых организационных форм и методов комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и элекгронного учебного пособия увеличивает вероятность усвоения учебного материала студентами, качественного роста показателя уровня обученности, практической направленности. При определении достоверности коэффициентов усвоения учебного материала критерием «усвоил» обозначены результаты студентов, ответивших на 70% и более вопросов. Для проверки гипотезы эксперимента в отношении коэффициента усвоения учебного материала подсчитано значение статистики критерия Тнабл. = 2,997 при сравнении методик традиционной и «КОМПАС»; Тнабл. = 4,429 при сравнении методик «КОМПАС» и комплексной. В соответствии с условиями принятия критерия «хи-квадрат» определили Ткритич. - 2,706. На основании принятия решения при одностороннем критерии, если выполняется неравенство

Диаграмма 1. Изменение коэффициента усвоения учебного материала

Тнабл. > Ткритич, то нулевая гипотеза отклоняется и принимается альтернативная. При определении достоверности коэффициентов обученности критериями оценок стало количество верных ответов на тесты (всего 45 вопросов)-«отлично» - от 41 до 45; «хорошо» - от 36 до 40; «удовлетворительно» - от 31 до 35; «неудовлетворительно» - 30 и менее Для проверки гипотезы эксперимента в отношении коэффициента обученности Тнабл. = 7,577 при сравнении методик традиционной и «КОМПАС»; Тнабл. = 8,275 при сравнении методик «КОМПАС» и комплексной при Ткритич. = 6,251. При определении достоверности коэффициентов практической направленности критериями явились четыре уровня заданий, выполняемых студентами: 1 уровень - исполнительский, 2 уровень - репродуктивный, 3 уровень - эвристический, 4 уровень - творческий. Для проверки гипотезы эксперимента в отношении коэффициента практической направленности определён Тнабл. = 6,05 при сравнении методик традиционной и «КОМПАС»; Тнабл. = 10.018 при сравнении методик «КОМПАС» и комплексной: Ткритич. =4,605.

Таким образом, доказаншш с использованием метода критерия «хи-квадрат» обоснованность гипотез составляет не менее 90% и позволяет утверждать, что предложенные в данном исследовании организационные формы и методы комплексного использования средств информационных технологий в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» повышают уровень графической грамотности студсн гов Коэффициент усвоения \чеб-

Диаграмма 2. Изменение коэффициента обученности

П 1«

0,6-гГ 0,50,40,30,2 0,1. О'

т

II ■■ т

и! ■■ ■■

Уровни

В Рапродуктионыи

I Эвристический

□ Творческим

ГГ Л

Ч

О <

с

г

о

г

о

Ь£

Диаграмма 3. Изменение коэффициента практической направленности

того материала студентами вырос с 0,59 в группах, обучающихся по традиционной методике, до 0,881 в группах, обучающихся по комплексной методике; коэффициент обученности с 0,324 до 0,6; рост коэффициента практической направленности произошел в сторону выполнения студентами графических заданий эвристического и творческого уровней.

основные результаты исследования 1 " .* ° -

I -

1. На основе анализа современного состояния использования средств информационных технологий в изучении инженерной графики в системе высшей школы обоснована необходимость совершенствования методики их применения. Выявлен методический подход к изучению профильного курса информатики «Инженерная графика» на базе комплексного использования средств информационных технологий.

/ 2. Выявлены педагогические функции компонентов учебного процесса изучения инженерной графики при использовании средств информационных технологий (информационно-поисковая, информационно-справочная, иллюстративно-демонстрирующая, тренинговая, консультативно-направляющая, контролирующая, органгоационно-координирующая, учебно-коммуникативная, познавательная), взаимосвязь которых представлена в виде графической модели, соответствующей трем областям педагогической деятельности (образовательной, воспитательной, развитию). Это позволяет рассматривать педагогический процесс как системообразующий, обеспечивающий единый комплекс их применения.

3. Выделены и обоснованы принципы (научности, доступности, практи-ко-ориентированности, целостности, модульности, вариативности, уровне-вой дифференциации, прикладной направленности, иерархичности, преемственности, развития) и критерии формирования содержания и структуры профильного курса информатики «Инженерная графика» для студентов технологических специальностей (формирование графической грамотности; высокая научная и практическая значимость изучаемого материала; соответствие его сложности исходной графической подготовке студентов, объёма имеющемуся времени на изучение, материально-технической базе института). Как реализующая системно-деягельностный подход к процессу изучения инженерной графики, выбрана и обоснована блочно-модульная структура курса, обеспечивающая построение индивидуализированного содержания обучения. Произведён отбор его содержания и сформирована учебная программа для различных специальностей технологического профиля.

4. Определены дидактические требования к формированию содержания и структуре электронного учебного пособия по инженерной графике (научность, доступность, адаптивность, систематичность и последовательность обучения, визуализация, прочность усвоения результатов обучения, интерактивный диалог, развитие интеллектуального потенциала, обратная связь, мето-

дическйе, программная реализация в виде гипертекстовой и гипермедиа структуры; эргономические), ориентированного на проведение практических занятий и самостоятельной работы студентов. Выявлены критерии содержательной насыщенности информации электронного пособия (соответствие государственному образовательному стандарту на специальность; сбалансированность теоретической и практической подготовки будущих специалистов; наглядность обучения), установлены субъективные, объективные и ресурсные условия эффективного его использования.

5. Разработаны организационные формы и методы комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» при проведении практических занятий и самостоятельной работы студентов на основе дидактических принципов обучения (всестороннего развития и воспитания, научности, сознательности и творческой активности, наглядности, систематичности и системности, перехода к самообразованию, связи с жизнью, прочности результатов, положительного эмоционального фона обучения, учета индивидуальных особенностей студентов), ориентированных на повышение уровня графической грамотности студентов, активизацию их познавательной деятельности, мотивацию, совершенствование деятельности преподавателя.

6. Экспериментально доказано, что разработанные организационные формы и методы комплексного использования графической системы «КОМПАС» и электронного пособия, используемые при проведении практических занятий и самостоятельной работы студентов в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика», повышают графическую грамотность студентов:'Выявлен и доказан методом критерия «хи-квадрат» значительный рост степени усвоения учебного материала студентами (от 0,59 в группах, обучающихся по традиционной методике, до 0,881 в группах, обучающихся по комплексной методике), степени обученности (от 0,324 до 0,6). изменение практической направленности в сторону выполнения студентами графических заданий эвристического и творческого характера.

Основное содержание диссертационного исследования отражено в следующих публикациях автора.

1. Лятецкая В.И. Этапы и проблемы методологии дисциплины «Инженерная графика» / Системный подход к обеспечению качества высшего образования: Сборник трудов Всероссийской научно-методической конференции. - Тольятти: ТолПИ, 2000 С 78-83

2 Лятецкая В.И. Концепция электронного учебника по инженерной графике // Проблемы и решения современной технологии' Сборник научных трудов ПТИС Выпуск 9. - Тольятти. ПТИС, 2001. - С .76-80.

3 Лятецкая В.И. Исследование состояния использования информационных технологий в учебном процессе высшей школы // Проблемы гуманизации вазовского образования Сборник научных трудов ПТИС Выпуск 10 М МГУ С, 2001.-С. 25-29

4. Лягецкая В.И. Психолого-педагогические условия применения компьютерных технологий в учебном процессе изучения дисциплины «Инженер ная графика» // Научно-методический бюллетень «Университетские вести». Приложение к газете «Вестник МГУ сервиса». Выпуск 86 (260). - М.: МГУС, 2001. - С. 4-5.

5. Лятецкая В.И. Методологические основы использования компьютерных технологий обучения в преподавании дисциплины «Инженерная графика» / Технологии управления инновационными процессами в науке и образовании: Сборник научных трудов МОУ ДГОС - Центр информационных технологий. - Тольятти: ОАО ПП «Современник», 2001. - С. 38-40.

6. Лятецкая В.И. Функциональные особенности компьютерной технологии обучения / Технологии управления инновационными процессами в науке и образовании: Сборник научных трудов МОУ ДГОС - Центр информационных технологий. - Тольятти: ОАО ГШ «Современник», 2001. - С. 101-103.

7. Лягецкая В.И. Компьютерная технология выполнения чертежей рабочей конструкторской документации / Новые методы, средства и технологии в промышленности, экономике и социально-культурной сфере: Тезисы докладов научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ПТИС. - Тольятти: ПТИС, 1999. - С. 73-74.

8. Лятецкая В.И. Творческие задачи в инженерной графике / Научно-педагогические аспекты развивающих технологий обучения в высшем образовании: Тезисы докладов научно-методического семинара. - Тольятти: ПТИС, 2000.-С. 189-191.

9. Лятецкая В.И. Система параметрического твердотельного конструирования / Новые технологии в промышленности, экономике и социально-культурной сфере: Тезисы докладов научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ПТИС. - Тольятти: ПТИС. - 2000. -

10. Лягецкая В.И. Компьютерная технология обучения инженерной графике / Методологические проблемы профессиональной подготовки специалистов в ВУЗЕ: Тезисы докладов межвузовской научно-методической конференции. - Тольятти: ПТИС МГУС, 2001. - С. 145-146.

11. Лятецкая В.И. Использование принципов дополнительности и соответствия в методике обучения дисциплины «Инженерная графика» / Новые технологии в промышленности, экономике и социально-культурной сфере: Тезисы докладов научно-практической конференции ПТИС - М/ МГУС,

2001.-С. 55-56.

12. Лягецкая В.И. Использование электронного учебного пособия по инженерной графике при самостоятельной работе студентов / Методологические и методические аспекты организации самостоятельной работы студентов: Тезисы докладов научно-методического семинара - Тольятти- ПТИС,

2002. - С. 40-41.

С. 73-74.

ЛЯТЕЦКАЯ ВЕРА ИВАНОВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ПРОФИЛЬНОГО КУРСА ИНФОРМАТИКИ «ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА»

(для технологических специальностей вузов)

13.00.02. - теория и методика обучения и воспитания (информатика, уровень высшего профессионального образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Подписано в печать с электронного оригинал-макета 28.04.2003 г. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 984/02.

Редакционно-издательский отдел Тольятгинского государственного института сервиса 445677, г. Тольятти, ул. Гагарина, 4.

РНБ Русский фонд

2005-4

24974

/

Ч *•

\

гл

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Лятецкая, Вера Ивановна, 2003 год

Введение.

Глава 1. Научно-методические аспекты совершенствования процесса изучения инженерной графики на основе использования средств информационных технологий в системе высшей школы.

1.1. Исследование состояния использования средств информационных технологий в учебном процессе высшей школы.

1.2. Педагогические функции компонентов учебного процесса с использованием средств информационных технологий.

1.3. Психолого-педагогические аспекты использования средств информационных технологий в учебном процессе.

Выводы по первойглаве.

Глава 2. Организационные формы и методы комплексного использования средств информационных технологий в изучении профильного курса информатики «Инженерная графика».

2.1. Формирование содержания и обоснование структуры профильного курса информатики «Инженерная графика».

2.2 Дидактические требования и критерии к проектированию электронного учебного пособия по профильному курсу информатики «Инженерная графика» реализация на CD-ROM).

2.3. Условия эффективного использования электронного учебного пособия по профильному курсу информатики «Инженерная графика».

2.4 Организационные формы и методы проведения практических занятий на основе комплексного использования средств информационных технологий по профильному курсу информатики «Инженерная графика».

Выводы по второй главе.

Глава 3. Педагогический эксперимент по апробации организационных форм и методов комплексного использования средств информационных технологий в изучении профильного курса информатики «Инженерная графика».

3.1. Организация и проведение педагогического эксперимента.

3.2 Результаты эксперимента.

Выводы по третьей главе.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Совершенствование методики использования средств информационных технологий в процессе изучения профильного курса информатики "Инженерная графика""

Совершенствование электроники и компьютерной техники привело к активному развитию информационных технологий, предполагающих использование методов и средств информатики, их применению в различных областях научной, практической деятельности, в образовании.

К основополагающим работам в области информатизации образования можно отнести исследования Апатовой Н.В.[7], Ваграменко Я.А.[21], Зайнутдиновой Л.Х.[43], Колина К.К.[50-52], Кузнецова А.А.[63], Лапчика М.П. [68], Матроса Д.Ш.[83,84], Могилёва А.В., Панюковой С.В.[101], Роберт И.В.[111,112], Савельева А.Я.[117-119], Соколовой И.В.[128], Софроновой Н.В.[129], Филатова О.К.[143], Шолоховича К.С.[152] и др. Эти научные исследования направлены на использование потенциала методов и средств информатики как науки в преподавании других дисциплин, на решение вопросов повышения эффективности учебного процесса, на развитие у студентов творческой составляющей профессионального мастерства, с возможностью её использования для активного участия в производительном труде, самостоятельного пополнения знаний.

В 1998 году была сформулирована «Концепция информатизации высшего образования Российской Федерации» [54], основной целью которой явилась глобальная рационализация интеллектуальной деятельности за счет использования новых информационных технологий, радикальное повышение эффективности и качества подготовки специалистов. Достижение поставленной цели и потребовало создания систем обучения, основанных на использовании современных информационных технологий, в том числе в инженерной графике. Инженерная графика, как профильный курс информатики, относится к общеинженерным дисциплинам, областью изучения которой являются графические методы проектирования, создание и чтение чертежей различного назначения. Чертёж, как язык инженера, выступает первоосновой в области техники и технологии, с помощью которого излагаются технические замыслы и решения. Он становится все более значимым в условиях широкого использования информационных технологий и перехода промышленности на безбумажную организацию единого информационного пространства, а также усиливающейся его роли как международного языка техники. В связи с этим возрастают требования к уровню знаний, умений и навыков чтения и выполнения чертежей. Качественное овладение студентами языком графического представления информации при изучении инженерной графики является реализацией одной из задач информатики, такой, как приобретение навыков выполнения практической работы с важнейшими техническими и программными средствами [88], в частности с системами автоматизации проектных работ (САПР), а также необходимым условием для освоения последующих инженерных дисциплин, использования чертёжно-графических систем для автоматизации выполнения чертежей, развития пространственных представлений и, как следствие, творческой активности на стадиях проектирования, конструирования, изобретательства при современной организации производства и ускоренном техническом прогрессе.

Развитие инженерной графики всегда неразрывно связано с развитием производства. Необходимость обеспечения взаимозаменяемости деталей в массовом производстве, повышение качества изделий, научно-технический прогресс во всех отраслях производства значительно расширили объём технической информации, передаваемой чертежами. В настоящее время усилилась тенденция схематизации, формализации изображений, появились информационные технологии их получения. Все это значительно увеличивает объём сведений, которые необходимо знать для выполнения и чтения чертежей, следовательно, объём учебной информации, которую должен усвоить студент по инженерной графике. В то же время в соответствии с учебными планами на специальности технологического профиля постоянно снижается количество часов аудиторных занятий по этому курсу. Так, например, за период с 1995 по 2001 гт. для специальности 2303.00 «Бытовые машины и приборы» с 149 до 84 часов, для специальности 2809.00 «Конструирование швейных изделий» с 132 до 46 часов. При этом возрастает количество часов для самостоятельной работы студентов. Одновременно в результате падения престижа инженерного образования и, как следствие, практического отсутствия конкурса при поступлении на технологические специальности вуза, а также по причине недостаточности школьных знаний в области черчения (изучение инженерной графики в вузах базируется на этом предмете) уровень исходной графической подготовки первокурсников (традиционно курс «Инженерная графика» читается на первом курсе) является очень низким. В связи с вышеизложенным процесс изучения инженерной графики должен быть направлен на усиление мотивации, дифференциации, индивидуализации, визуализации обучения, интеллектуальное развитие студентов путём формирования их пространственных представлений. Это определяет необходимость поиска новых форм и методов проведения учебных занятий, основанных на использовании средств информационных технологий, которые наиболее отвечают этим требованиям.

В настоящее время в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» применяются частные методики, основанные на использовании программных средств учебного назначения (Бородин Н.М.[16], Вишняков А.В.[26], Горшков Г.Ф.[34], Морозов С.А.[90], Швейгер A.M.[149] и др.) и чертёжно-графических систем, таких, как КОМПАС, AutoCad, ADEM и т.п. (Богуславский А.А.[14], Лагерь А.И.[67], Романычева Э.Т.[114], Степанов Б.Л.[130], Хейфец А.Л.[145], Чемпинский Л.А.[53] и др.) На основании анализа использования программных средств учебного назначения наиболее применяемыми в процессе изучения инженерной графики являются контролирующие, тренажёрные, моделирующие, демонстрационные программные средства одноцелевого назначения, а также автоматизированные обучающие системы. Внедрение их в учебный процесс при проведении лекций, практических занятий, выполнении расчётно-графических работ, самостоятельной работы студентов позволило значительно индивидуализировать обучение, усилить мотивацию студентов к обучению за счёт возможности многократного и частого контроля знаний, в том числе самоконтроля; выработать умения и навыки путём тренировочных действий; повысить наглядность обучения. Недостатком этих программных средств является то, что они обеспечивают в основном изучение относительно небольших фрагментов учебного материала или проведение отдельных занятий, а не курса в целом. Вследствие этого одна и та же программа не может быть использована для проведения комплекса различных видов занятий. Применение чертёжно-графических систем в процессе изучения инженерной графики связано с решением профессиональных задач деятельности будущих специалистов, в частности автоматизации проектных работ, и обусловлено необходимостью обеспечения принципа востребованности их знаний, умений и навыков в связи с широким использованием САПР в условиях современного производства. Одной из таких программ, рекомендованных Министерством образования как базовых для подготовки инженеров в учебных заведениях страны, является «КОМПАС» (КОМПлекс Автоматизированных Систем), включающий в себя целый ряд программных продуктов, значительно повышающий эффективность и качество проектирования и одинаково удобный для машиностроения, приборостроения, строительства, архитектуры. Использование чертёжно-графических систем ускоряет процесс выполнения чертежей в среднем в три раза по сравнению с ручным способом, повышает его точность и качество, дает возможность многократного использования чертежа или его фрагментов, а также создания объёмных геометрических моделей. Кроме этого, могут быть выполнены чертежи с использованием графических изображений стандартных крепёжных деталей, типовых и унифицированных конструкций, библиотек групповых чертежей деталей, изображения которых заданы параметрически. Однако чертёжно-графические системы имеют слабую адаптацию к обучению студентов начальных курсов, так как разработаны для производственных потребностей и рассчитаны на использование людьми, имеющими уже знания по инженерной графике. Поэтому попытки необдуманного внедрения этих систем в учебный процесс приводят к тому, что нарушается один из основополагающих принципов педагогического процесса -принцип доступности, одним из путей обеспечения которого является движение «от простого к сложному».

Таким образом, в настоящее время при изучении инженерной графики недостаточно используется потенциал информационных технологий в области организации деятельности с графической информацией. Не в полной мере реализуются такие дидактические возможности, как визуализация учебной информации, интерактивность диалога, обратная связь, развитие познавательных способностей студентов, а также системно не используются образовательные функции компонентов учебного процесса на основе применения средств информационных технологий. Отсутствует гибкая структура профилизации информатики в области инженерной графики, позволяющая дополнять и изменять содержание в связи с динамикой социального заказа и обеспечивающая индивидуализацию и дифференциацию обучения. Не разработаны теоретические вопросы в виде дидактических требований и критериев к проектированию программного средства учебного назначения (электронного пособия), ориентированного на проведение комплекса различных видов занятий (лекций, практических занятий, самостоятельной работы студентов) и обеспечивающего непрерывность и полноту процесса изучения курса, условия его эффективного использования.

Вышеизложенное определяет противоречие между сложившейся реальной практикой использования средств информационных технологий при изучении курса инженерной графики, не обеспечивающей в должной мере представление, поиск информации, контроль, координацию учебного процесса, учебную коммуникацию и их дидактическими возможностями, реализация которых обеспечивает овладение автоматизации процессов сбора, обработки, обмена, использования информацией и способами использования информации как базового компонента для получения новых знаний. Вследствие этого не обеспечивается достаточный уровень графической грамотности студентов, соответствующий современным требованиям профессиональной подготовки специалистов в области инженерной деятельности, что и составляет проблему исследования. Основываясь на высказывании Петрова Ю.Н.[103] о графической культуре, под графической грамотностью будем понимать запас знаний студентов, полученный при изучении профильного курса информатики «Инженерная графика», умения и навыки решать графические задачи, адекватные своей специальности, на базе развитых пространственных представлений и творческого подхода при реализации возможностей информационных технологий (интерактивность, незамедлительная обратная связь, обработка больших объёмов информации, динамическое представление информации, в том числе и графической). Усиление мотивации, адаптация, индивидуализация, визуализация, непрерывность и полнота, профессиональная направленность процесса обучения, интеллектуальное развитие студентов в сочетании со сжатыми сроками обучения актуализируют проблему совершенствования методики изучения инженерной графики. Одним из возможных путей решения этой проблемы является комплексное использование средств информационных технологий. Под комплексным использованием средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики будем понимать совместное использование чертёжно-графической системы, в частности «КОМПАС», для разработки конструкторской документации и программного средства учебного назначения, в качестве которого выступает авторское электронное учебное пособие по инженерной графике.

Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена необходимостью разработки организационных форм и методов комплексного использования средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики при подготовке специалистов технологического профиля, способных самостоятельно проектировать конструкторскую документацию соответственно профессиональным потребностям и адекватно новым социально-экономическим условиям формирования рынка образовательных услуг.

Объект исследования: процесс профильного изучения инженерной графики с использованием средств информационных технологий для технологических специальностей вузов.

Предмет исследования: организационные формы и методы реализации возможностей средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики.

Цель исследования состоит в теоретическом обосновании и разработке организационных форм и методов комплексного использования средств информационных технологий в процессе профильного изучения инженерной графики при проведении практических занятий и самостоятельной работы студентов.

Гипотеза исследования состоит в том, что совершенствование методики профильного изучения инженерной графики в аспекте реализации организационных форм и методов комплексного использования средств информационных технологий, ориентированных на адаптивность к начальному уровню подготовки студентов, индивидуализацию обучения, компьютерную визуализацию учебного материала, гипертекстовый и гипермедийный поиск информации, непрерывность и полноту процесса обучения, автоматизацию выполнения конструкторской документации и реализованных в блочно-модульной структуре содержания профильного курса информатики «Инженерная графика», позволит повысить показатели графической грамотности студентов вузов технологического профиля.

На основании цели и выдвинутой гипотезы были определены следующие задачи исследования:

1. Проанализировать современное состояние использования средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики в высшей школе.

2. Выявить функции компонентов учебного процесса и их взаимосвязь при использовании средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики для технологических специальностей вузов.

3. Выделить принципы формирования содержания и обосновать структуру профильного курса информатики «Инженерная графика» для различных специальностей технологического профиля в условиях комплексного использования средств информационных технологий.

4. Определить дидактические требования, критерии формирования содержания и проектирования структуры электронного учебного пособия по профильному курсу информатики «Инженерная графика».

5. Разработать организационные формы и методы комплексного использования средств информационных технологий в изучении профильного курса информатики «Инженерная графика» при проведении практических занятий и самостоятельной работы студентов.

6. Экспериментально апробировать формы и методы комплексного использования средств информационных технологий в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика».

Методологическую основу исследования составляют новейшие философские, психологические и педагогические результаты в разработке концепции познавательной деятельности (Бабанский Ю.К.[8,9], Верхола

A.П.[24], Гершунский Б.С.[33], Кроль В.[61], Леднев В.С.[69], Лернер И.Я.[70], Машбиц Е.И.[86], Околелов О.П.[94,95], Субетто А.Щ131], Талызина Н.Ф.[132], Шевченко И.В.[150], Юцявичене П.[155], Якиманская И.С.[156] и др.), новейшие достижения теории и методики обучения инженерной графике и тенденции их развития (Акимова И.Н.[2], Ботвинников А.Д.[17], Виноградов

B.Н.[25], Горшков Г.Ф.[34], Жданова Н.С.[42], Иващенко Г.А.[47], Косолапое

М.А.[56], Пантюхин П.Я.[99,100], Перчёнок Р.Л.[102], Петров Ю.Н.[103], Покровская М.В.[105], Романычева Э.Т.[114], Рубина Г.И.[115], Савицкая А.В.[121], Унсович Т.А.[139], Чемпинский Л.А.[53] и др.), теория и методология разработки структуры и содержания подготовки в области информатики и информатизации образования (Апатова Н.В.[7], Добудько Т.В.[41], Зайнутдинова J1.X.[43], Захарова Т.Б.[44], Козлов О.А.[49], Кузнецов

A.А.[63], Лапчик М.П.[68], Пак Н.И.[88], Панюкова С.В.[101], Роберт И.В.[111,112], Романенко Ю.А.[113], Сердюков В.И.[124], Скибицкий Э.Г.[126], Соколова И.В.[128], Софронова Н.В.[129], Щербаков М.А.[153]), Хеннер Е.К.[88] и др.); результаты психолого-педагогических исследований в области теории творчества (Альтшуллер Г.С.[5], Буш Г.Я.[21], Кудрявцев Т.В[62], Юдаков С.Г.[154]), последние достижения в разработке методологических подходов к инновационной системе образования и развития инженерного мышления (Андреев В.И.[6], Мазур З.Ф.[81,82], Ушачев

B.Щ140], Федоров И.[141] и др.).

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: теоретический анализ проблемы на основе изучения психолого-педагогической, методической и учебной литературы; обобщение передового педагогического опыта, наблюдение за реальным учебным процессом, проведение педагогического эксперимента и использование методов математической статистики для обработки его результатов с целью определения эффективности предлагаемых организационных форм и методов.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в создании методического подхода к процессу изучения инженерной графики на основе комплексного использования средств информационных технологий; определении психолого-педагогических требований к нему; выявлении функций компонентов учебного процесса и их взаимосвязи с областями педагогической деятельности; выделении принципов формирования содержания и обосновании структуры профильного курса информатики «Инженерная графика» для специальностей технологического профиля в условиях комплексного использования средств информационных технологий; определении дидактических требований, критериев к проектированию электронного учебного пособия по этому курсу, ориентированного на проведение практических занятий, самостоятельную работу студентов; разработке организационных форм и методов комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика».

Практическая значимость исследования заключается в следующем: в создании учебной программы изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» студентами специальностей 2303.00 «Бытовые машины и приборы», 2809.00 «Конструирование швейных изделий», отвечающей целям и специфике содержания предметной области, основанной на комплексном использовании средств информационных технологий; в разработанном электронном учебном пособии, представляющем комплекс теоретического и справочного материала курса, системы заданий для выполнения расчётно-графических работ, направленных на развитие пространственных представлений и творческих способностей студентов и условий его эффективного использования; в разработке системы мониторинга знаний студентов, организационных форм и методов комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика», которые могут быть использованы в учебном процессе высших учебных заведений технологического профиля и среднего профессионального образования.

Этапы исследования. 1 этап, подготовительный, проходил с 1996 по 1998 годы и заключался в теоретическом анализе научной литературы, сборе первичного материала по проблеме исследования и проведении констатирующего этапа педагогического эксперимента.

2 этап, поисковый, проходил с 1998 по 1999 годы и заключался в обосновании теоретических положений и изучении методик использования средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики, а также в разработке концепции и содержания учебной программы курса, электронного пособия и апробации его элементов, проведении поискового этапа педагогического эксперимента.

3 этап, формирующий, проходил с 1999 по 2001 годы и заключался в разработке организационных форм и методов изучения профильного курса информатики «Инженерная графика», написании учебной программы и создании электронного учебного пособия, проведении формирующего этапа педагогического эксперимента по апробации организационных форм и методов комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия, разработке основных положений и написании текста диссертации.

4 этап проходил с 2001 по 2002 годы и заключался в завершении формирующего этапа педагогического эксперимента, обработке его результатов и оформлении диссертации.

Достоверность полученных результатов исследования достигнута за счет непротиворечивости сопоставляемых между собой положений и выводов диссертации с положениями и выводами, известными по апробированным работам других авторов в данной и смежных областях исследований, а также подтверждена результатами педагогического эксперимента, проведенного в Поволжском технологическом институте сервиса с 1996 по 2002гг.

Апробация и внедрение результатов исследования. Теоретические положения, материалы и результаты исследования докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Научные методы, средства и технологии в промышленности, экономике и социально-культурной сфере» в

Поволжском технологическом институте сервиса (ПТИС), г.Тольятти, 1999 г.; межвузовской научно-методической конференции «Актуальные проблемы университетского образования» в Самарском государственном техническом университете, г.Самара, 2000 г.; научно-методическом семинаре «Научно-педагогические аспекты развивающих технологий обучения в высшем образовании» в ПТИС, г.Тольятти, 2000 г.; всероссийской научно-методической конференции «Системный подход к обеспечению качества высшего образования» в ПТИС, г.Тольятти, 2000 г.; научно-практической конференции «Новые технологии в промышленности, экономике и социально-культурной сфере» в ПТИС, г.Тольятти, 2000 г.; межвузовской научно-методической конференции «Методические проблемы профессиональной подготовки специалистов в ВУЗЕ» в ПТИС, г.Тольятти, 2001 г.; научно-практической конференции «Технологии управления инновационными процессами в науке и образовании» в департаменте образования мэрии г.Тольятти, 2001 г.; научно-практической конференции «Новые технологии в промышленности, экономике и социально-культурной сфере» в ПТИС, г.Тольятти, 2001 г.; научно-методическом семинаре «Методологические и методические аспекты организации самостоятельной работы студентов» в ПТИС, г.Тольятти, 2002 г.; на заседании Учёного совета Института информатизации образования Российской академии образования в 2002 г.; на заседаниях и методических семинарах кафедры «Общепрофессиональные технические дисциплины» ПТИС, 1998-2002 г.г. Ряд научных положений исследования разрабатывался автором в рамках научно-исследовательской работы по государственной бюджетной тематике Поволжского технологического института сервиса «Разработка и реализация концепции единого информационного поля в образовательной среде» (1999-2001 г.г.). Отдельные результаты исследования были апробированы во время проведения открытых лекционных и практических занятий по методике преподавания дисциплины «Инженерная графика » в ПТИС (1997-2001 г.г.).

В 2001 г. разработанные организационные формы и методы комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и авторского электронного учебного пособия в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» внедрены в учебный процесс Поволжского технологического института сервиса и используются в настоящее время по специальностям 2303.00 «Бытовые машины и приборы», 2809.00 «Конструирование швейных изделий», 2015.00 «Бытовая радиоэлектронная аппаратура» (акт о результатах внедрения, ПТИС, исх. № 1 от 30.09.2002 г.).

Положения, выносимые на защиту

1. Реализация информационно-поисковой, иллюстративно-демонстрационной, тренинговой, консультативно-направляющей, организационно-координирующей, учебно-коммуникативной, познавательной функций компонентов учебного процесса при комплексном использовании средств информационных технологий на основе принципов адаптации, индивидуализации, визуализации, интерактивности, непрерывности и полноты, профессиональной направленности процесса обучения, системности и структурно-функциональной связанности представления учебного материала, интеллектуального развития студентов, блочно-модульного структурирования содержания обучения позволяет совершенствовать методику использования средств информационных технологий в процессе изучения инженерной графики для различных специальностей технологического профиля.

2. Организация изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» на основе комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и авторского электронного учебного пособия обеспечивает повышение показателей уровня графической грамотности студентов технологического профиля.

Структура диссертации состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложений.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Выводы по третьей главе.

1. На основе анализа результатов педагогического эксперимента выявлен рост коэффициента усвоения учебного материала студентами с 0,59 в группах, обучающихся по традиционной методике, до 0,881 в группах, обучающихся по методике «Комплексная»; коэффициента обученности с 0,324 до 0,6; рост коэффициента практической направленности произошел в сторону выполнения студентами графических заданий эвристического и творческого уровней.

2. Подтверждена эффективность предложенных в данном исследовании организационных форм и методов комплексного использования средств информационных технологий в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика», реализация которых приводит к повышению уровня графической грамотности студентов и, как следствие, уровня профессионального мастерства.

Заключение

1. На основе анализа современного состояния использования средств информационных технологий в изучении инженерной графики в системе высшей школы обоснована необходимость совершенствования методики их применения. Выявлен методический подход к изучению профильного курса информатики «Инженерная графика» на базе комплексного использования средств информационных технологий.

2. Выявлены педагогические функции компонентов учебного процесса изучения инженерной графики при использовании средств информационных технологий (информационно-поисковая, информационно-справочная, иллюстративно-демонстрирующая, тренинговая, консультативно-направляющая, контролирующая, организационно-координирующая, учебно-коммуникативная, познавательная), взаимосвязь которых представлена в виде графической модели, соответствующей трем областям педагогической деятельности (образовательной, воспитательной, развитию). Это позволяет рассматривать педагогический процесс как системообразующий, обеспечивающий единый комплекс их применения.

3. Выделены и обоснованы принципы (научности, доступности, практико-ориентированности, целостности, модульности, вариативности, уровневой дифференциации, прикладной направленности, иерархичности, преемственности, развития) и критерии формирования содержания и структуры профильного курса информатики «Инженерная графика» для студентов технологических специальностей (формирование графической грамотности; высокая научная и практическая значимость изучаемого материала; соответствие его сложности исходной графической подготовке студентов, объёму времени, имеющемуся на изучение, материально-технической базе института). Как реализующая системно-деятельностный подход к процессу изучения инженерной графики, выбрана и обоснована блочно-модульная структура курса, обеспечивающая построение индивидуализированного содержания обучения. Произведён отбор его содержания и сформирована учебная программа для различных специальностей технологического профиля.

4. Определены дидактические требования к формированию содержания и структуры электронного учебного пособия по инженерной графике (научность, доступность, адаптивность, систематичность и последовательность обучения, визуализация, прочность усвоения результатов обучения, интерактивный диалог, развитие интеллектуального потенциала, обратная связь, методические, программная реализация в виде гипертекстовой и гипермедиа структуры; эргономические), ориентированного на проведение практических занятий и самостоятельной работы студентов. Выявлены критерии содержательной насыщенности информации электронного пособия (соответствие государственному образовательному стандарту на специальность; сбалансированность теоретической и практической подготовки будущих специалистов; наглядность обучения), установлены субъективные, объективные и ресурсные условия эффективного его использования.

5. Разработаны организационные формы и методы комплексного использования чертёжно-графической системы «КОМПАС» и электронного учебного пособия в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика» при проведении практических занятий и самостоятельной работы студентов на основе дидактических принципов обучения (всестороннего развития и воспитания, научности, сознательности и творческой активности, наглядности, систематичности и системности, перехода к самообразованию, связи с жизнью, прочности результатов, положительного эмоционального фона обучения, учета индивидуальных особенностей студентов), ориентированные на повышение уровня графической грамотности студентов, активизацию их познавательной деятельности, мотивацию, совершенствование деятельности преподавателя.

6. Экспериментально доказано, что разработанные организационные формы и методы комплексного использования графической системы

КОМПАС» и электронного пособия, используемые при проведении практических занятий и самостоятельной работы студентов в процессе изучения профильного курса информатики «Инженерная графика», повышают графическую грамотность студентов. Выявлен и доказан методом критерия «хи-квадрат» значительный рост степени усвоения учебного материала студентами (от 0,59 в группах, обучающихся по традиционной методике, до 0,881 в группах, обучающихся по комплексной методике); степени обученности (от 0,324 до 0,6); изменение практической направленности в сторону выполнения студентами графических заданий эвристического и творческого характера.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Лятецкая, Вера Ивановна, Москва

1. Агапова О.И., Кривошеее О.А. Ушаков А.С. О трех поколениях компьютерных технологий обучения. // Информатика и образование.-1994.-№2,- С.34-40.

2. Акимова И.Н. Методологические основы алгоритмизации обучения графическим дисциплинам. Дис.канд. пед. наук. М., 1995.- 307 с.

3. Алейников В.В. Подготовка студентов к использованию компьютерных технологий в профессиональной деятельности. Дис.канд. пед. наук. Брянск, 1998.- 242 с.

4. Александров Г.Н. Программированное обучение и новые информационные технологии обучения. // Информатика и образование.-1993.-№5.- С.7-19.

5. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Новосибирск: Наука / Сибирское отделение, 1986.-209 с.

6. Андреев В.И. Педагогика творческого саморазвития. Инновационный курс. Книги 1.2.- Казань : Изд-во Казан, ун-та, 1996.- 567 с.

7. Апатова Н.В. Информационные технологии в школьном образовании: Монография. М.: Институт образовательной школы Российской академии образования, 1994.-228 с.

8. Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения: Общедидактический аспект // Избранные педагогические труды. М.: Педагогика. - С. 16-191.

9. П.Баранова Ю.Ю., Перевалова Е.А., Тюрина Е.А. Чадин А.А. Методика использования электронных учебников в образовательном процессе // Информатика и образование.-2000.-№8.- С.43-47.

10. Беспалько А.А. Технологические подходы к разработке электронного учебника по информатике. Дис.канд. пед. наук. Екатеринбург, 1998.- 208 с.

11. Беспапько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. М.: 1995,- 336 с.

12. Богуславский А.А. Школьная система КОМПАС. // Информатика и образование. 1999. №7.

13. Бондаревекая Е.В. Теоретические вопросы личностно-ориентированного образования // Инновационные школы. 2000.-№-1.- С. 19-26.

14. П.Ботвинников А.Д. Об актуальных вопросах методики обучения черчению.-М.: Просвещение, 1977.- 191 с.

15. Букалова Г.В. Технология модульного обучения как средство эффективности преподавания общеинженерных дисциплин. Дис.канд. пед. наук. Орел, 2000.- 234 с.

16. Бурнецкене И.З. Развитие представлений о формообразовании деталей в процессе графической деятельности студентов ХГФ. Дис.канд. пед. наук. -М., 1990.- 177 с.

17. Буш Г.Я. Аналогии и техническое творчество. Рига: Авотс, 1981. - 56 с.

18. Ваграменко Я.А., Роберт И.В., Львовский B.J1. Концепция использования новых информационных технологий в организационно-методическом обеспечении учебного заведения. М., 1992.

19. Вербицкий А.А. Развитие мотивации студентов в контекстном обучении: Монография.- М.: Исслед. центр проблем качества подгот. специалистов, 2000.200 с.

20. Верхола А.П. Дидактические основы оптимизации процесса обучения дисциплинам вуза. Дис.докт. пед. наук. Киев, 1988.- 426 с.

21. Виноградов В.Н. и др. Методика обучения черчению. М.: Просвещение, 1990.- 171 с.

22. Вишняков А.В. К вопросу повышения эффективности обучающих систем в САПР (САИР ЭВА). // Информационные технологии в проектировании и производстве.-! 999.-№4.- С.85-86.

23. Воронина Т.П., Кашицин В.П., Молчанова О.П. Образование в эпоху новых информационных технологий. М.: Информатика, 1995. - 220 с.

24. Воронцова М.И. К вопросу о преподавании графических дисциплин в вузах Урала и Западной Сибири: По материалам научно- методического семинара (Новосибирск., февраль 1999). // Омский научный вестник.-1999.-выпуск 6.-С.91-92.

25. Вострокнутов И.Е. Гомогенность и агрессивность визуальной среды в программных средствах учебного назначения. // Педагогическая информатика. -1997. №4.- С.43-50.

26. Востронутов И.Е., Кузнецов Ю.К. Оценка компьютерных программ и информационных технологий обучения. // Педагогическая информатика. 1994.-№2.- С.43-47.

27. Гайзюмов А.А. Обоснование требований к компьютерным обучающим программам. // Тр. Дальневосточный гос.тех.ун-та.-2000.-выпуск 125.- С.3-12.

28. Гайзюмов А.А. Принципы использования информационных технологий в обучении. //Тр. Дальневосточный гос.тех.ун-та.-2000.-выпуск 125.- С. 13-22.

29. Гершунский Б.С. Компьютеризация в сфере образования: проблемы и перспективы. М.: Педагогика, 1987.- 264 с.

30. Горшков Г.Ф. Разработка дидактических систем основ обучения графо- геометрическим дисциплинам в вузе в условиях внедрения новых информационных технологий. Дис.канд. пед. наук. М., 2000 - 329 с.

31. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление подготовки дипломированного специалиста 651600. Технологические машины и оборудование. М., 2000.- 50 с.

32. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление подготовки дипломированного специалиста 656100. Технология и конструирование изделий легкой промышленности. М., 2000.-49с.

33. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. М.: Педагогика, 1977.- 136с.

34. Гузеев В.В. Системные основания интегральной образовательной технологии. Автореф. дис. докт. пед. наук. М., 1999.

35. Давыдов В.В. Роль и место автоматизированных обучающих систем в самостоятельной работе студентов. Дис.канд. пед. наук. Новосибирск, 1998.-164с.

36. Денисова A.JT. Теория и методика профессиональной подготовки студентов на основе информационных технологий. Дис.докт. пед. наук. М., 1994.- 280 с.

37. Добудько Т.В. Формирование профессиональной компетентности учителя информатики в условиях информатизации образования. Дис.докт. пед. наук. -Самара, 1999. 349 с.

38. Иваненков А.Д., Лобанов B.C., Сидорук P.M. Компьютерная графика в высшей школе РФ. // Информационные технологии. 1996. - №4.

39. Иващенко Г.А. Формирование оптимальной методики интенсивного изучения графических дисциплин в технических вузах. Дис.канд. пед. наук. М., 1994.- 206 с.

40. Кпарин М.В. Инновационные модели обучения в зарубежных педагогических поисках. Пособие по спец. курсу. М.: Арена, 1994.-222 с.

41. Козлов О.А. Теоретико-методологические основы информационной подготовки курсантов. М.: МО, 1999.-197 с.

42. Колин К.К. Глобальные проблемы информатизации общества: информационное неравенство. // Alma Mater.- 2000.-№6.- С.27-30.

43. Колин К.К. Информатика сегодня и завтра. // Информационные технологии.-2000.-№1.- С.5-8.

44. Колин К.К. Информационный подход в методологии науки и научное мировоззрение. // Alma Mater.- 2000.-№2.- С. 16-22.

45. Концепция информатизации высшего образования РФ. М.: Пресс-сервис, 1994.

46. Короткое A.M. Компьютерное обучение: система и среда. // Информатика и образование.-2000.-№1 .-С.35-38.

47. Косолапое М.А. Методика преподавания черчения. (Под редакцией Кузь-менко В.И.).-М.: Просвещение, 1981.- 272 с.

48. Косолапова Р.В. Графические дисциплины в технических классах средней школы. Из опыта работы. // Омский научный вестник.-1999.-Выпуск 6.-С.90-91.

49. Кравцов С.С. Мультимедийные программы, ориентированные на коррекцию знаний// Математика в школе, 1998.-№4. 16 с.

50. Кривошеее А.О. Электронный учебник что это такое? // Университетская книга.-1998.-№2.- С. 13.

51. Кривошеее А.О., Внештынецкий Е.И. Вопросы применения информационных технологий в сфере образования и обучения. // Информационные технологии,- 1998.-№2.- С.32-36.

52. Кроль В., Мордвинов В., Трифонов Н. Психологическое обеспечение технологий образования. // Высшее образование в России. 1998. №2. - С.34-41.

53. Кудрявцев Т.В. Психология технического творчества. М.: Педагогика. -1975.-304 с.

54. Кузнецов А.А. Основные направления развития школьного курса информатики.// Учёные записки. Вып. 3. М.: РАО, 1999,- С.7-15.

55. Куценко С.М. Моделирующие компьютерные программы в процессе лабо-раторно-практических занятий студентов вуза. Дис.канд. пед. наук. Казань,1999.- 188 с.

56. Кучинская Е.Ю. Проектирование содержания и технология реализации интегрированного курса графики в системе непрерывного инженерно-педагогического образования. Дис.канд. пед. наук. Самара. 2000.- 165 с.

57. Лаврентьев Н.И. Электронный учебник. // Информатика и образование.2000.-№9,- С.87-91.

58. Лапчик М П. Структура и методическая система подготовки кадров информатизации школы в педагогических вузах. Дис. в виде науч. доклада, докт. педагог, наук. М., 1999. - 81 с.

59. Леднев B.C. Содержание образования: сущность, структура и содержание.-М.: Высшая школа, 1991.- 224 с.

60. Лятецкая В.И. Исследование состояния использования информационных технологий в учебном процессе высшей школы. // Проблемы гуманизации вузовского образования: Сборник научных трудов ПТИС. Выпуск 10. М.: МГУС, 2001.-С.25-29.

61. Лятецкая В.И. Компьютерная технология обучения инженерной графике. // Методологические проблемы профессиональной подготовки специалистов в ВУЗЕ: Тезисы докладов межвузовской научно-методической конференции. -Тольятти: ПТИС МГУС, 2001.- С. 145-146.

62. Лятецкая В.И. Концепция электронного учебника по инженерной графике. // Проблемы и решения современной технологии: Сборник научных трудов ПТИС. Выпуск 9. Тольятти: ПТИС, 2001.- С.76-80.

63. Лятецкая В.И. Творческие задачи в инженерной графике // Научно-педагогические аспекты развивающих технологий обучения в высшем образовании: Тезисы докладов научно-методического семинара. Тольятти: ПТИС, 2000.- С.189-191.

64. Лятецкая В.И. Этапы и проблемы методологии дисциплины «Инженерная графика». // Системный подход к обеспечению качества высшего образования: Сборник трудов Всероссийской научно-методической конференции. Тольятти: ТолПИ, 2000.- С.78-83.

65. Мазур З.Ф. Научно-педагогические основы проектирования средств и технологий интеллектуальной собственности в сфере образования: Дис.докт. пед. наук.-М., 1998 330 с.

66. Мазур З.Ф. Проектирование инновационной деятельности в образовании. М.: РАО, Институт информатизации образования; агенство «Дианисс», 1997 -273 с.

67. Матрос Д.Ш. Внедрение информационных технологий в школу. //Информатика и образование.-2000.-№8.- С.9-11.

68. Матрос Д.Ш., Полев Д.М., Мельникова Н.Н. Управление качеством образования на основе новых информационных технологий и образовательного мониторинга. М.: Педагогическое общество России, 1999.- С. 75-85.

69. Матушанский Г.У. Проектирование педагогических тестов для контроля знаний// Информатика и образование. 2000.-№6.- С.7-10.

70. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации образования: Педагогическая наука- реформа школы. -М.: Педагогика, 1988,- 192 с.

71. Методика обучения черчению: Учеб. пособие для студентов и учащихся ху-дож. граф. спец. учеб. Заведений / В.Н. Виноградов, Е.А. Василенко, А.А. Альхименок А.А. и др. / Под редакцией Е.А. Василенко. - М.: Просвещение, 1990.-176 с.

72. Могилёв А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика. М.: ACADEMA, 1999.816 с.

73. Моргунов Е.Б. Человеческие факторы в компьютерных системах. М.: Три-вола, 1994,- 272 с.

74. Назарова Т.С., Полот Е.С. Средства обучения: технология создания и использования. М.: Изд-во УРАО, 1998.- 204 с.

75. Новиков A.M. Как работать над диссертацией: Пособие для начинающего педагога-исследователя. 3-е изд. -М.: Эгвес, 1999.- 104 с.

76. Основы современных компьютерных технологий. Под ред. Хомоненко А.Д. СПб.: Корона принт, 1998.- 448 с.

77. Пак Н.И., Симонова А.Л. Методика составления тестовых заданий// Информатика и образование. 1998.-№5.- С.27-32.

78. Пак Н.И., Филиппов В.В. О технологии создания компьютерных тестов// Информатика и образование.-1997.-№5.- С. 19-24.

79. Пантюхин П.Я. О методологических проблемах компьютерной графики// Учёные записки. Вып. 3. М.: РАО, 1999,- С.46-54.

80. Пантюхин П.Я. Основные принципы компьютерной поддержки графической подготовки учащихся. // Информатика и образование.-1999.-№7.- С.65-69.

81. Перченок Р.Л. Техническая грамотность как средство подготовки школьников к выбору профессии. Автореф.дис.канд. пед. наук. М., 1995.- 19 с.

82. Петров Ю.Н., Червова А.А., Лагунова М.В. Теоретические основы формирования графической культуры инженера-педагога: Монография. Н.Новгород: ВГИПИ, 2001.- 185 с.

83. Плеухова Л.Ф., Ситников Ю.К. Компьютерные системы заданий.// Информатика и образование 1999.-№2,- С.39-43.

84. Покровская М.В. Инженерная графика: панорамный взгляд: ( Науч.- пед. исслед.).-М.: ИЦПКПС, 1999.- 137 с.

85. Полев Д.М., Рудаков А.А. Компьютерный психолого-педагогический мониторинг и качество образовательного процесса. // Информатика и образова-ние.-2000.-№8.- С.22-26.

86. Полуянович Н.К. Разработка обучающей системы на основе новых информационных технологий. // Известия вузов. Электромеханика.-2000.-№2.-С. 123-125.

87. Попков О.Н. Практические работы с графическими компьютерными системами: Учебное пособие по курсу « Начертательная геометрия и графика» для студентов направления 553680 «Нефтегазовое дело».- Ухта: УИИ, 1997.- 74с.

88. Роберт И.В., Самойленко П.И. Информационные технологии в образовании. М.: Московский гос. заочн. Институт пищевой промышленности, 1998 -178 с.

89. Романенко Ю.А. Автоматизированное тестирование слушателей по специальным дисциплинам на базе современных информационных технологий. —

90. Серпухов: СВВКИУ РВ, 1997. 16 с.

91. Романычева Э.Т. Методологические основы автоматизации разработки и выполнения проектно-конструкторской и другой графической документации РЭА на базе компьютерных технологий. Дис.докт. тех. наук. М., 1997.- 106с.

92. Рубина Г.И. Дидактические основы применения информационных технологий в графической подготовке студентов педвузов. Автореф.дис. докт. Пед. наук. М., 1995. -34 с.

93. Рыжиков Ю.И. Решение научно-технических задач на персональном компьютере. СПб.: Корона принт, 2000.- 272 с.

94. Савельев А.Я. Инновационное образование и научные школы // Alma Mater.- 2000.-№5.- С. 15-18.

95. Савельев А.Я. Новые информационные технологии в обучении. // Соврефменная высшая школа, Варшава, 1990.-№3-4.- С.37-45.

96. Савельев А.Я. Технология обучения и их роль в реформе высшего образования. // Высшее образование в России. 1994.-№2.- С.29-37.

97. Савельев Ю.Ф., Шевченко В.Я., Шилер В.В и др. Компьютерная графика и ее приоритеты в изучении графических дисциплин. // Омский научный вестник,-1999.-выпуск 6.- С.93-94.

98. Савицкая А.В. Педагогические условия развития графических умений студентов вуза. Дис.канд. пед. наук. Челябинск, 2000,- 157 с.

99. Седых С.П. Компьютерная технология подготовки и проведения учебных занятий. Дис.канд. пед. наук. Краснодар, 1999.- 186 с.

100. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. -М., Народное образование, 1998,- 256 с.

101. Сердюков В.И. Методика создания компьютерных обучающих систем в интересах повышения качества подготовки слушателей ВАБТВ. Научно-методические материалы, выпуск 2, ВАБТВ, М., 1998. 80 с.

102. Симонов В.П. Педагогический менеджмент. М.: Российское педагогическое агенство, 1997. - 264с.

103. Скибицкий Э.Г., Слуднов А.В. Педагогическая полезность проектирования и использования целостных компьютеризованных курсов в учебном процессе. // Программные продукты и системы.-1997.-№2.

104. Смирнов В.И. Общая педагогика в тезисах, дефинициях, иллюстрациях. -М.: Педагогическое общество России, 1999.- 416 с.

105. Соколова И.В. Социология информатизации: теоретико-методологическое исследование. Дис.докт. пед. наук. М., 1999.- 308 с.

106. Софронова Н.В. Программно-методические средства в учебном процессе образовательной школы. Монография. М.: ИИО РАО, 1998.-178 с.

107. Н.Новгород: Ниже-городский государственный архитектурно-строительный университет, 2000,- С. 128-132.

108. Субетто А.И. Проблема качества высшего образования в контексте глобальных и национальных проблем общественного развития: (Философия качества образования) СПб:, М.; Красноярск: Изд-во Краснояр. краев, центра развития образования, 1999,- 87 с.

109. Талызина Н.Ф. Компьютеризация и программированное обучение. // Вопросы психологии. М., 1986. - №6.

110. Тевелина С.В. Электронный учебник как средство дистанционного обучения. // Информатика и образование. 2000.-№8.- С. 48-50.

111. Теоретические основы компьютерного геометрического моделирования: Сб. примеров и задач. / А.А. Хейфец, А.Н. Логиновский. В.Н. Краснов, Л.И. Хмарова, Под. Ред. А.Л. Хейфеца. Челябинск: Изд-во Юж.- Урал. гос. ун-та, 1999.-81 с.

112. Тыщенко О.Б. Новое средство компьютерного обучения- электронный учебник. // Компьютеры в учебном процессе.-1999.-№ 10,- С. 89-92.

113. Тюрин П.Е. Разработка методов и средств компьютерных технологий в начертательной геометрии и инженерной графике. Дис.канд. пед. наук. Иваново. 1994.- 168 с.

114. Удалов С.Р. Методические основы введения новых информационных технологий при обучении конструированию в курсе черчения средней образовательной школы. Дис.канд. пед. наук. Омск, 1993.- 133 с.

115. Унсович Т.А. Педагогические условия интеллектуального развития студентов при изучении графических дисциплин. Дис.канд. пед. наук. Екатеринбург, 1999.- 159 с.

116. Ушачев В.П. Концептуальные модели инновационного обучения: Науч,-метод. разраб..- Магнитогорск: Из-во Магнитог. гос. пед. ин-та, 1999 22 с.

117. Федоров И. О содержании, структуре и концепции современного инженерного образования // Alma Mater.- 2000.-№2.- С.9-13.

118. Федянова Н.А. Компьютерное моделирование геометрических образов при решении инженерных задач: Учебное пособие. Волгоград: Политехник, 2000.- 50 с.

119. Филатов O.K. Основные направления информатизации современных технологий обучения. // Информатика и образование.-1999.-№2.- С. 2-6.

120. Фоменко В.Т. Методологические подходы к управлению образованием в современных условиях. // Инновационные школы.-2000.-№-1.- С.13-18.

121. Христочевский С.А. Электронные мультимедийные учебники и энциклопедии. // Информатика и образование. 2000,- №2.- С. 70-77.

122. Чернышов К.А. Информационное обеспечение образовательного процесса высшей школы. Дис.канд. пед. наук. Таганрог, 2000.- 172 с.

123. Чошанов М.А. Гибкая технология проблемно-модульного обучения. М.: Народное образование, 1996,- 160 с.

124. Шевченко И.В. Комплексное использование технических средств обучения и новых информационных технологий как фактор интенсификации учебного процесса в вузе. Дис.канд. пед. наук. Саратов. 1997,- 259 с.

125. Шоган В.В. Система средств обучения в модульной технологии личност-но-ориентированного образования. // Инновационные школы.-2000.-№-1.- С.70-78.

126. Шолохович К.С. Информационные технологии обучения. // Информатика и образование. 1998. №2. - С. 12-13.

127. Щербаков М.А. Основы проектирования баз данных и знаний (учебное пособие). Пенза: Пензенский политехнический институт, 1991.- 96 с.

128. Юдаков С.Г. Формирование информационных умений и развитие творческих способностей учащихся. // Информатика и образование.-2000.-№6.- С.70-73.

129. Юцявичене П. Теория и практика модульного обучения. Каунас: Швие-са, 1989.-272 с.

130. Якиманская И.С. Личностно- ориентированное обучение в современной школе. -М.: Сентябрь, 2000.- 111 с.