Активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий

Матвеева, Марина Валерьевна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика профессионального образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий

Автореферат

Автор научной работы: Матвеева, Марина Валерьевна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Красноярск
Год защиты: 2003
Специальность ВАК РФ: 13.00.08

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий"

Матвеева Марина Валерьевна

АКТИВИЗАЦИЯ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ К ИНЖЕНЕРНО-КОНСТРУКТОРСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОСРЕДСТВОМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (на примере изучения инженерной графики)

13.00.08. Теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Красноярск - 2003

Работа выполнена на кафедре машин и аппаратов промышленных технологий Сибирского государственного технологического университета

Научный руководитель: кандидат технических наук,

профессор Кабанов Геннадий Петрович

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Соколова Ирина Юрьевна

кандидат педагогических наук Молоков Юрий Григорьевич

Ведущее учреждение: Дальневосточный государственный

университет путей сообщения МПС России

Защита состоится «14» ноября 2003 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д212.266.01 при Томском государственном педагогическом университете по адресу: 634041, г. Томск, пр. Комсомольский, 75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного педагогического университета

Автореферат разослан « /Р у> ¿З^у^Ус^х/ 2003 г. Ученый секретарь диссертационного

совета Дйтгг^ Вторина Е.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования.

В настоящее время компьютеризация всех сфер производства, широкое внедрение систем автоматизированного проектирования, выдвигает новые требования к профессиональной подготовке инженеров, прежде всего, к инженерно-конструкторской как одного из ее содержательных компонентов. Это связано с тем, что современный инженер должен в совершенстве владеть средствами компьютерной графики, уметь моделировать и конструировать объекты, работать с графическими пакетами прикладных программ. Это требует от преподавателей высшей технической школы переосмысления дидактического сопровождения подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности с использованием новых информационных технологий. В связи с этим в системе высшего технического образования обострились противоречия:

- между необходимостью совершенствования инженерно-конструкторской подготовки специалистов и невозможностью достичь этого традиционными методами обучения;

- между имеющимися резервами (педагогическими, методическими, техническими) в плане активизации профессиональной подготовки студентов, связанными с компьютеризацией образования, и недостаточным использованием этих резервов в учебном процессе.

С целью поиска путей решения этих противоречий в диссертации представлены труды отечественных ученых по вопросам профессионального образования (Б.С. Гершунский, М.П. Сибирская, Е В. Ткаченко, В.Д. Шадриков,

B.Н. Юрия), по вопросам формирования и развития качеств, важных для профессиональной деятельности инженера (Т.В. Кудрявцев, Б.Ф. Ломов, А.Н. Леонтьев, Э.С. Чугунова, П.М. Якобсон, И.С. Якиманская).

В связи с вопросами активизации процесса обучения рассмотрены труды Л.С. Выготского, П.Я. Гальперина, В.В. Давыдова, А Н. Леонтьева, Ж. Пиаже,

C.Л. Рубинштейна, в которых исследовался феномен деятельности, ее компонентов и свойств. Эффективность усвоения знаний в процессе деятельности доказана в работах Г.А. Атанова, В.П. Беспалько, Н.Ф.Талызиной, БД. Бадмаева.

Для данной работы имели значение исследования, посвященные схематизации учебного материала и использованию схем в обучении (П.Я. Гальперин, В.В Давыдов, Б.Ц. Бадмаев, И.Ю. Соколова, Н.Ф. Тищенко, М.Э.Боцманова).

Особое внимание обращено на проблему повышения качества образования в связи с использованием новых информационных технологий в работах Б.С.Гершунского, Е.И. Машбица, В.М. Монахова, Н.М. Когдова, Н.Ф. Талызиной, И. Роберта и других ученых. Возможности применения компьютерных технологий в инженерном образовании, использование компьютерной графики и геометрического моделирования рассмотрены в работах A.A. Зенкина, Д.И. Григорьева, Д.А. Поспелова, A.B. Соловова, В.А. Штоффа.

. >.¡1 «чЧ

Проанализированы особенности дистанционного образования, а также создание гипертекстовых обучающих продуктов в исследованиях A.B. Бочкарева,

H.М. Когдова, Е.Ю. Семеновой, B.C. Токаревой.

Проведенный анализ научной литературы показал, что достаточно широко рассмотрены вопросы, связанные с инженерным образованием, затронуты некоторые проблемы компьютеризации образования, но вопросы активизации подготовки студентов инженерных специальностей к профессиональной деятельности, в частности, к инженерно-конструкторской, не нашли должного отражения в работах педагогов-исследователей. Формирование конструкторских знаний и умений студентов инженерных специальностей на основе современных информационных технологий остается пока недостаточно разработанной проблемой.

Данная проблема обусловила выбор темы исследования «Активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий (на примере изучения инженерной графики)».

Цель исследования: выявить, теоретически обосновать и проверить эффективность дидактических условий активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности.

Объект исследования: процесс профессиональной подготовки студентов в техническом вузе в условиях компьютеризации образования.

Предмет исследования: активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий.

Гипотеза исследования: активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий в процессе изучения инженерной графики обеспечивается, если соблюдены следующие дидактические условия:

1) разработано дидактическое обеспечение активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности на основе компьютерных технологий;

2) реализовано дидактическое обеспечение активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в различных видах их учебной деятельности.

Результативность данного процесса выражается в обогащении знаний по инженерной графике, повышении уровня пространственного мышления и технического интеллекта.

Для проверки выдвинутой гипотезы и достижения поставленной цели определены следующие задачи исследования:

I. Теоретически обосновать выбор темы и направление исследования.

2. Уточнить сущность понятия «дидактический инструментарий».

3. Проанализировать и отобрать дидактический инструментарий активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности.

4. Создать дидактические условия, предусматривающие разработку системы дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности на основе компьютерных технологий и реализацию его в курсе инженерной графики в различных видах учебной деятельности студентов.

5. Опытно-экспериментальным путем проверить эффективность дидактических условий активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности и составить методические рекомендации по использованию дидактического обеспечения в техническом вузе.

Общая теоретико-методологическая основа исследования: философские основания образования, положенные в основу педагогических исследований (A.B. Брушлинский, В.А. Дмитриенко, Б.С. Гершунский, С Л. Рубинштейн); исследования в области стандартизации высшего профессионального образования (Е В. Ткаченко, Д.В. Чернилевский); теории деятельностного и личностно-деятельностного подхода в обучении (Б.Г. Ананьев, В.В Давыдов, П.Я. Гальперин, А.Н. Леонтьев); теория компьютеризации обучения (Е.И. Машбиц, A.B. Соловов, A.A. Зенкин, Д.А. Поспелов); педагогические технологии активизации познавательной деятельности (В.П. Беспалько, И.Ю. Соколова, Н.Ф. Талызина); формирование профессиональных способностей будущего инженера (Э.С. Чугунова, П.М. Якобсон, В.Д. Шадриков, Б.Ф. Ломов, Т.В. Кудрявцев).

Сочетание теоретико-методологического уровня исследования с решением задач прикладного характера обусловило выбор комплекса методов исследования: методы теоретического исследования (анализ философской, психолого-педагогической, методической литературы, изучение специальной литературы и диссертационных материалов по исследуемой проблеме, аналогия, конкретизация, синтез); методы эмпирического исследования (наблюдение, анкетирование, тестирование; изучение и анализ практической деятельности студентов, опытная работа, педагогический эксперимент); методы математической статистики.

Экспериментальной базой исследования были определены механический факультет и факультет автоматизации и информационных технологий СибГТУ.

Исследование проводилось в три этапа.

На первом этапе (1998-1999 гг.) изучалось состояние проблемы в теории и практике профессионального образования; уточнен понятийный аппарат; определялись методологические положения, цель, задачи исследования; формулировалась рабочая гипотеза; было проведено выявление и теоретическое обоснование дидактического инструментария активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности.

деятельности. На этом этапе разработаны методические рекомендации по использованию дидактического обеспечения в процессе изучения инженерной графики. Проведена математическая обработка и статистический анализ полученных данных.

На третьем этапе (2002 - 2003 гг.) обобщены и систематизированы результаты исследования, сформулированы выводы, заключение; выполнено литературное и документальное оформление диссертации.

Научная новизна исследования заключается в том, что:

- обосновано и введено в научный аппарат теории и методики профессионального обучения понятие «активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности» как дидактической стратегии, развертывающейся посредством качественного отбора дидактического обеспечения: содержания дисциплины общеинженерного профиля, гибкого использования форм, методов, приемов и средств, направленных на обогащение соответствующих знаний студентов, повышение уровня их пространственного мышления и технического интеллекта;

- уточнена сущность понятия «дидактический инструментарий», под которым понимается комплекс дидактического обеспечения, включающий совокупность научно-обоснованных и проверенных на практике методов, форм и средств, с помощью которых у будущих специалистов формируются соответствующие знания и умения;

- разработано дидактическое обеспечение активизации инженерно-конструкторской подготовки студентов посредством компьютерных технологий, включающее схемы различных типов (структурно-логические, классификационные, ориентировочной основы действий), компьютерные обучающие программы, компьютерные тесты для контроля и коррекции знаний студентов, задания по геометрическому моделированию, электронный учебник по инженерной графике и доказана его эффективность.

Теоретическая значимость результатов диссертационного исследования состоит в том, что изложены доказательства целесообразности дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий; раскрыты и описаны потенциальные возможности представления учебной информации различными формами и методами.

Практическая значимость исследования состоит в возможности использования разработанного и апробированного автором дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в процессе обучения инженерной графике в вузах, техникумах для дневной и заочной форм обучения, дистанционного образования и в процессе переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров.

Разработанные и апробированные методические материалы по инженерной графике - лабораторный практикум «AutoCAD 2000»; «Олимпиадные задачи по

начертательной геометрии и инженерной графике»; «Схемы: электрическая принципиальная схема изделия» для студентов инженерных специальностей -внедрены в практику работы вуза.

Достоверность и обоснованность результатов исследования определяются опорой на теоретические положения научной методологии, отражающей специфику подготовки студента к инженерно-конструкторской деятельности, использованием комплекса методов исследования, адекватных его задачам, применением самоанализа и проверки результатов исследования в различных условиях подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности, использованием математических методов обработки результатов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности как дидактическая стратегия развертывается посредством качественного отбора дидактического обеспечения: содержания дисциплины общеинженерного профиля, гибкого использования форм, методов, приемов и средств, направленных на обогащение соответствующих знаний студентов, повышение уровня их пространственного мышления и технического интеллекта.

2. Дидактическое обеспечение активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности включает: схемы различных типов -структурно-логические, классификационные, ориентировочной основы действий; компьютерные обучающие программы; компьютерные тесты для контроля и коррекции знаний студентов; элементы геометрического моделирования; электронный учебник по инженерной графике.

3. Подготовка студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий в процессе изучения инженерной графики активизируется при соблюдении следующих дидактических условий- разработке дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к

инженерно-конструкторской деятельности, основанного на использовании компьютерных технологий;

- реализации дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в различных видах их учебной деятельности.

Апробация работы

Основные результаты исследования докладывались и получили положительную оценку на научно-практических конференциях:

- международных: «Высшая школа на пути реформ» (Красноярск, 1998 г.), «Качество образования» (Новосибирск, 1999 г.), «Качество образования: концепции, проблемы» (Новосибирск, 2000 г.), «Достижения науки и техники -развитию сибирских регионов» (Красноярск, 2001), «IV Сибирская школа молодых ученых» (Томск, 2001);

- республиканских: «Педагогические проблемы и информационные технологии в системе непрерывного образования» (Красноярск, 2000 г.), «Лесной комплекс: проблемы и решения» (Красноярск, 2000 г.), «Химико-лесной комплекс - проблемы и решения» (Красноярск, 2001 г.), «Качество профессионального образования- обеспечение, контроль и управление» (Оренбург, 2003 г.);

- межвузовских: «Компьютерная геометрия и графика в образовании» (Красноярск, 2000 г.), «Актуальные проблемы современной науки и пути их решения» (Красноярск, 2001 г.).

Основные результаты исследования внедрены в практику работы Сибирского государственного технологического университета.

Структура исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка и приложений,

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснован выбор темы исследования, ее актуальность; определены цель, объект и предмет исследования, сформулированы гипотеза, задачи, научная новизна, теоретическая и практическая значимость исследования, выделены положения, выносимые на защшу.

В первой главе «Теоретическое обоснование проблемы подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности» анализируются различные подходы к исследованию проблемы. Рассмотрено понятие подготовки как общего термина применительно к прикладным задачам образования, которые связаны с определенным видом деятельности. В результате проведенного анализа подготовленность определяется комплексом приобретенных студентами инженерных специальностей в процессе обучения знаний, умений, качеств, которые в будущем определяют их успешную профессиональную деятельность. Инженерно-конструкторская деятельность является лишь одним из видов инженерной деятельности, которая непосредственно связана с процессом конструирования (Б.Т. Войцеховский, Ю.С. Столяров).

В данной части исследования обращается внимание на мнение ученых о том, что студент, как будущий инженер, должен обладать высоким уровнем общего и технического интеллекта, хорошо развить™ пространственным мышлением, а также иметь высокий уровень теоретических знаний, практических умений и навыков в области профессиональной деятельности (С М. Василейский, М.Г. Давлетшин, М.М. Зиновкина, Т.В. Кудрявцев, Г. Майер, Э.С Чугунова, П.М. Якобсон). На начальном этапе подготовки к инженерно-конструкторской деятельности наиболее важная роль в развитии этих качеств принадлежит одной из первых, изучаемых студентами общеинженерных дисциплин - инженерной графике.

Одним из психолого-педагогических аспектов подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в современных условиях является ее

активизация. Анализ исследований в области активизации процесса обучения (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, A.A. Вербицкий, В.И. Каган, О.П Околелов, Н.Ф Талызина) и, в частности, при изучении общеинженерных дисциплин (Т В. Андрюшина, Б.Ф.Ломов, В.Р. Майер, Э.Д. Мерзон, И.С.Якиманская) позволил обосновать понятие активизации подготовки студента к инженерно-конструкторской деятельности как дидактической стратегии, развертывающейся посредством качественного отбора дидакгаческого обеспечения: содержания дисциплины общеинженерного профиля, гибкого использования форм, методов, приемов и средств, направленных на обогащение соответствующих знаний студентов, повышение уровня их пространственного мышления и технического интеллекта Исходя из этого определения сделан вывод о том, что задача педагога состоит в создании необходимого дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности, в частности, при преподавании такой дисциплины инженерного профиля, как инженерная графика.

В данной главе на основе рассмотрения государственного стандарта высшего профессионального образования, который является глобально сформированной целью образования и определяет инструментарий ее достижения (Д.В. Чернилевский), а также общих понятий «инструмент», «инструментарий», дано определение дидактического инструментария как комплекса дидактического обеспечения, включающего совокупность научно обоснованных и проверенных на практике методов, форм и средств, с помощью которых у будущих специалистов формируются соответствующие знания и умения.

Анализ методологических концепций и теорий, опирающихся на деятельностный подход (Г.А. Атанов, Ю.К. Бабанский, Б.Ц. Бадмаев, Л С. Выготский, М.А. Данилов, В.Г. Леонтьев, Н.Ф. Талызина, Ж. Пиаже, С Л. Рубинштейн) а также личностно-ориентированный подход (Д. Дьюи, А. Маслоу, X. Манн, A.B. Мудрик, К. Роджерс, В.А. Сухомлинский) позволил определить общую организацию, отбор содержания, выбор форм и методов обучения и разработать дидактический инструментарий активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности.

Проанализированные концептуальные положения теорий учебной деятельности (В.В, Давыдов, Д.Б. Эльконин) и поэтапного формирования умственных действий (П Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина) привели к заключению о необходимости использования схем в учебном процессе для выработки основ алгоритмического характера мышления и действий, систематизации полученных знаний, сочетания дедуктивного и индуктивного методов в обучении.

На основе обобщения исследований об использовании схем в учебном процессе (М.Э. Боцманова, И.Ю.Соколова, Н Ф.Тищенко) аргументированно доказано, что применение различных видов схем (классификационных, структурно-логических и ориентировочной основы действий) при изучении

инженерной графики может являться одним из элементов дидактического инструментария активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности.

Охарактеризованный потенциал компьютерных технологий в современной системе высшего технического образования (Б.С. Гершунский, В.Ф. Горнев, Д.И. Григорьев, Е.И. Машбиц, Д.А. Поспелов, И.В. Роберт, Дж. Сандерс, А.В. Соловов, B.C. Токарева) обусловил выбор дидактических средств и приемов, направленных на активизацию подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности: применение компьютерной графики при преподавании дисциплин инженерного профиля; включение элементов геометрического моделирования в процесс инженерно-конструкторской подготовки; использование возможностей, предоставляемых гипертекстовыми технологиями (электронные учебники, дистанционное образование, обучающие комплексы).

В данной части главы излагается позиция автора, состоящая в том, что активизация учебно-познавательной деятельности студента выступает одним из важных направлений активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности. В этой связи рассмотрены определение и структура познавательной деятельности (И.Ф. Исаев, В.А. Сластенин), проанализирована психолого-педагогическая литература, связанная с активизацией познавательной деятельности студента (Г.А. Атанов, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, И.Ю. Соколова, Д.В. Чернилевский), в результате чего выяснено, что основным звеном в интеллектуальном развитии специалиста инженерного профиля является его активная познавательная деятельность в процессе изучения дисциплин инженерного профиля, в частности, инженерной графики.

В результате проведенного анализа выделены, во-первых, направления активизации познавательной деятельности обучающихся: развитие общего и технического интеллекта, формирование системного знания, активизация психических познавательных процессов (восприятия, мышления, памяти, воображения и других), развитие пространственно-образного мышления как ведущего интеллектуального качества инженера-конструктора; во-вторых, технологии обучения, обеспечивающие этот процесс: сочетание дедуктивных и индуктивных методов, индивидуализация обучения, проблемный подход в обучении.

На схеме, изображенной на рисунке 1, отображены структурные связи между направлениями, обеспечивающими активизацию познавательной деятельности и средствами их осуществления (то есть элементами дидактического инструментария), которые целесообразно применить в процессе изучения инженерной графики для активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности.

Рисунок 1 - Структурные связи между направлениями, обеспечивающими активизацию познавательной деятельности и средствами их осуществления

В выводах по главе делается предположение, что активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности дидактически обусловлена разработкой дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности, основанного на использовании компьютерных технологий; реализацией дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в различных видах их учебной деятельности Проверке эффективности этих условий посвящена вторая глава диссертации.

Вторая глава «Дидактические условия активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности и опытно-экспериментальное исследование их эффективности» состоит из трех параграфов, раскрывающих в логической последовательности реализацию теоретически выявленных условий.

Прежде всего рассмотрено дидактическое условие, которое заключается в Г

необходимости разработки структуры и содержания дидактического обеспечения, основанного на использовании компьютерных технологий, применительно к дисциплине «Инженерная графика». Данное дидактическое обеспечение сконструировано на основе дидактического инструментария, рассмотренного в первой главе Для этого подробно рассмотрены структурные элементы дидактического обеспечения К ним отнесены, во-первых, схемы различных типов (классификационные, структурно-логические, ориентировочной основы действия). Автор считает, что комплексное применение этих типов схем в процессе изучения инженерной графики наилучшим образом обеспечивает активизацию подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности. Содержание схем соответствует специфике инженерной графики.

Во-вторых, в качестве структурных элементов дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности рассмотрены компьютерные обучающие технологии (электронный учебник, обучающие программы, компьютерные тесты, геометрическое моделирование на компьютере). В параграфе отражено назначение и содержание данных элементов. t

Обучающие программы, как правило, содержат блок теоретического материала по инженерной графике, а также демонстрацию необходимых практических действий, рассуждения и построения. Используя обучающие *

программы, студент может самостоятельно подготовиться к контрольной работе, коллоквиуму или экзамену. Необходимо отметить их наглядность, возможность включения анимации.

Компьютерные тесты по инженерной графике предназначены для контроля и коррекции знаний студентов. После выполнения работы студент получает оценку в баллах на основании процентного соотношения правильных ответов. Каждый вариант теста оформлен в виде \\ТЗВ-страницы, что дает возможность использовать их в курсах дистанционного образования.

Геометрическое моделирование относится к наиболее важной и сложной области инженерного творчества, но элементы геометрического моделирования можно и нужно вводить уже на начальном этапе обучения. Компьютерная графика предоставляет для этого огромные возможности. Автором разработаны задания, входящие в лабораторный практикум по освоению графического редактора AutoCAD, при выполнении которых студенты моделируют деталь из набора простых геометрических тел (цилиндров, призм, пирамид). При этом активно развивается пространственное мышление, воображение, студенты обучаются действиям масштабного преобразования, мысленного вращения, анализа и синтеза геометрических форм.

Электронный учебник по инженерной графике разработан в формате HTM и содержит теоретический материал по дисциплине в виде курса лекций, глоссарий, схемы (структурно-логические, классификационные, ориентировочной основы действий), графические примеры решения задач, с пошаговым выполнением построений, контрольные вопросы по каждой лекции, тесты по основным разделам. Учебник имеет современный дизайн, снабжен удобным навигатором, прост в использовании. Преимущество данного учебника, по сравнению с бумажным, состоит в его гибкости, открытости, возможности модернизации и изменения применительно к различным дидактическим целям.

Далее в главе представлен методический материал по использованию данного дидактического обеспечения в лекционном курсе, практических и лабораторных занятиях, организации самостоятельной работы студентов в процессе изучения инженерной графики.

Так, на лекциях преподаватель, помимо изложения основных знаний, организует освоение студентами генетических связей и отношений между объектами с помощью структурно-логических схем. Это позволяет получить значительную часть фактической информации методом дедукции.

На практических занятиях студенты работают со схемами ориентировочной основы действий, осваивая алгоритмы решения позиционных и метрических задач. Классификационные схемы предназначены в основном для самостоятельной работы, самоподготовки, а также в качестве справочного материала и отражают содержание следующих тем: «прямые и плоскости частного и общего положения», «конкурирующие точки», «разрезы». Структурно-логические схемы составлены по следующим разделам: обзорная структурно-логическая схема по курсу начертательной геометрии и по черчению; поверхности; способы преобразования чертежа. Схемы ориентировочной основы действий отражают решение следующих задач: определение точки встречи прямой и плоскости; определение натуральной величины отрезка способом прямоугольного треугольника; способ вращения; способ замены плоскостей проекций; выполнение разрезов детали.

Самостоятельное изучение, самостоятельная работа над учебным материалом являются главными в учебной деятельности каждого обучающегося

В процессе самостоятельной работы студентам предоставляется возможность пользоваться обучающими программами, компьютерными тестами и электронным учебником. Обучающие программы составлены по темам: «сопряжения», «определение точки пересечения прямой и плоскости», «определение натуральной величины отрезка», «построение линии пересечения плоскостей», «точки на поверхностях».

Для активизации самостоятельной и аудиторной работы студентов разработаны тесты по начертательной геометрии и черчению, выполняемые на компьютере. Тесты разработаны по конкретным темам инженерной графики. По количеству правильных ответов студенты могут судить о качестве изучения данной темы или раздела и, соответственно, откорректировать свои знания.

Компьютерный учебник также является рациональным средством, позволяющим за короткий промежуток времени, в индивидуальном режиме, дать консультацию по неясному вопросу, и, тем самым облегчить освоение программы курса. Им могут пользоваться студенты всех форм обучения. В данном учебнике теоретический материал представлен в виде 12 лекций по начертательной геометрии, имеется глоссарий (словарь терминов), обращение к которому осуществляется из главного меню или при помощи ссылок из текста.

В традиционный курс начертательной геометрии включены лабораторные работы в компьютерном классе, выполняя которые студенты осваивают работу с графическим редактором AutoCAD, получают навыки моделирования геометрических объектов, и представление о принципах создания изображений на компьютере. Автором разработан лабораторный практикум «AutoCAD 2000», который включает семь лабораторных работ.

На основе проведенного исследования автором разработана рабочая программа дисциплины «Инженерная графика», позволяющая не изменяя логики изложения традиционного курса, использовать компьютерные технологии.

В заключительной части главы приведены результаты опытно-экспериментальной работы (формирующего этапа исследования). В данном исследовании, проводимом в течение 1999-2002 гг. на базе механического факультета, а также факультета автоматизации и информационных технологий СибГТУ, приняли участие 313 студентов МФ и 298 студентов ФАИТ.

На начальном этапе формирующего эксперимента исследовался базовый уровень общего и технического интеллекта, пространственного мышления, которые в совокупности определили уровень подготовленности студентов к инженерно-конструкторской деятельности. Уровень общего интеллекта определялся по Кеттелу, технический интеллект - при помощи теста, разработанного в НИИКСИ (Санкт-Петербург), пространственное мышление - по тесту «ломаные линии». Контрольные срезы проводились до и после изучения инженерной графики. Интеллектуальный уровень студента вычислялся по следующей формуле:

Ка=а/р, (1)

где а - число правильно выполненных заданий; р - общее число заданий. Для подтверждения репрезентативности полученных результатов использовались различные методики - вычисление коэффициента динамики, сравнение средних значений исследуемых признаков.

Были приняты три уровня подготовленности студентов к инженерно-конструкторской деятельности: высокий, средний и низкий. При этом высокому уровню пространственного мышления и технического интеллекта соответствует коэффициент от 0,8 до 1, среднему уровню - от 0,5 до 0,8, низкому - от 0 до 0,5 согласно формуле (1).

На следующих диаграммах (рисунок 2) показано процентное соотношение студентов с различными уровнями подготовленности к инженерно-конструкторской деятельности в контрольной и экспериментальной группах на начальном этапе формирующего эксперимента.

Рисунок 2 - Сравнительные результаты уровня подготовленности студентов к инженерно-конструкторской деятельности в экспериментальных и контрольных группах на начальном этапе формирующего эксперимента

На диаграммах, изображенных на рисунке 3, отражено процентное соотношение студентов с высоким, средним и низким уровнем подготовленности к инженерно-конструкторской деятельности в контрольной и экспериментальной группах на заключительном этапе формирующего эксперимента.

Рисунок 3 - Сравнительные результаты уровня подготовленности студентов к инженерно-конструкторской деятельности в экспериментальных и контрольных группах на заключительном этапе формирующего эксперимента

Для подтверждения достоверности полученного результата был использован критерий <р* - угловое преобразование Фишера Критерий оценивает достоверность различий между процентными долями двух выборок, в которых зарегистрирован исследуемый признак. При количестве человек в контрольной группе п2 = 70, а в экспериментальной п1 = 75, ср*эмп=1,91, что соответствует уровню статистической значимости р=0,02. Следовательно, различия в результатах являются статистически значимыми для данной выборки студентов и не могут быть объяснены случайными причинами, а являются следствием специально организованной деятельности.

Результаты проведенного исследования доказывают эффективность дидактических условий активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности, что подтвердило авторскую гипотезу и позволило сформулировать следующие выводы.

1. Отмечена возможность использования компьютерных технологий в качестве 1 средств, активизирующих обучение, в том числе профессиональную подготовку. Обосновано и введено в научный аппарат теории и методики профессионального обучения понятие «активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности» как дидактической стратегии, развертывающейся посредством качественного отбора дидактического обеспечения: содержания дисциплины общеинженерного профиля, гибкого использования форм, методов, приемов и средств, направленных на обогащение соответствующих знаний студентов, повышение уровня их пространственного мышления и технического интеллекта.

2. Уточнена сущность понятия «дидактический инструментарий», под которым понимается комплекс дидактического обеспечения, включающий совокупность научно-обоснованных и проверенных на практике методов, форм и средств, с помощью которых у будущих специалистов формируются соответствующие знания и умения, проанализированы и отобраны составляющие элементы дидактического инструментария, способствующего активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности. Выяснено, что в > качестве таких элементов могут быть использованы схемы различных типов и компьютерные обучающие технологии.

3. Разработано дидактическое обеспечение активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности, основанное на использовании компьютерных технологий, как дидактическое условие данного процесса, включающее схемы различных типов (структурно-логические, классификационные, ориентировочной основы действий), компьютерные обучающие программы, компьютерные тесты для контроля и коррекции знаний студентов, задания по геометрическому моделированию, электронный учебник по инженерной графике.

4. Реализовано дидактическое обеспечение активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности, как дидактическое условие данного

процесса, в различных видах их учебной деятельности и составлены методические рекомендации по использованию дидактического обеспечения в техническом вузе при изучении инженерной графики.

В целом, выявленная, теоретически обоснованная и экспериментально проверенная совокупность дидактических условий способствует активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в процессе изучения инженерной графики.

Вместе с тем проведенная работа не исчерпывает всех аспектов активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий. Детальное изучение проблемы можно осуществить в различных направлениях: изучение деятельносгаых характеристик инженерно-конструкторской деятельности (цели, мотивы, самоконтроль); выявление возможностей использования компьютерных технологий для активизации учебной деятельности как составляющей профессиональной подготовки, исследование проблем дистанционного инженерного образования (создание сетевого курса по инженерной графике).

Основное содержание диссертации отражено в работах:

1. Матвеева М.В. Применение компьютерной графики в учебном процессе для активизации аудиторной работы учащихся // Тезаурус: научно-методический сборник. - Красноярск: СибГТУ, 1999. №4. С. 22-24.

2. Матвеева М.В., Лукьянчук H.A. Новые подходы к конструированию в САПР // Лесной комплекс - проблемы и решения: Сборник докладов всероссийской научно-практической конференции. - Красноярск: СибГТУ, 2000. 4.II. - С.222-224 (авторский вклад 1,5 е.).

3. Матвеева М.В., Кимберг Л.П. О формировании пространственных представлений при изучении курса начертательной геометрии // Лесной комплекс - проблемы и решения: Сборник докладов всероссийской научно-практической конференции. - Красноярск: СибГТУ, 2000. Ч П. - С.224-226 (авторский вклад 1 е.).

4. Матвеева М.В., Борисова Т.В., Авдеева Е.В. Конструирование и моделирование геометрических объектов в курсе изучения инженерной графики // Компьютерная геометрия и графика в образовании: Сборник научно-методических статей межвузовского семинара. - Красноярск: КГТУ, 2000. - С. 48-51 (авторский вклад 2 с.).

5. Матвеева М.В. Возможности компьютеризации при изучении графических дисциплин // Химико-лесной комплекс - проблемы и решения: Сборник статей по материалам всероссийской научно-практической конференции. - Красноярск: СибГТУ, 2001. Т.1. - С. 364 - 365.

6. Матвеева М.В., Кимберг Л.П., Лукьянчук Н.И. Применение структурно-логических схем при изучении инженерной графики // Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов' Материалы Третьей Всероссийской

научно-практической конференции с международным участием. В Зч. 4.2. -Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2001.- С. 54-55 (авторский вклад 1,5 е.).

7. Матвеева М.В. Компьютеризация инженерного образования: возможности, перспективы // Актуальные проблемы современной науки и пути их решения: Материалы межвузовской научной конференции аспирантов. - Красноярск: КГТЭИ, 2001,- С. 31-34.

8. Матвеева М.В. Развитие образного и пространственного мышления у студентов при изучении инженерной графики//Вестник СибГТУ, 2002. №1.- С.116-118.

9. Кабанов Г.П., Матвеева М.В. Компьютерная графика в учебном процессе и ее влияние на качество графической подготовки// Профессиональное образование в Сибири. Ежегодник, приложение к журналу «Образование в Сибири», №1, 2002. -С. 59-62 (авторский вклад 2 е.).

10. Матвеева М.В. О повышении качества инженерного образования при использовании компьютерных технологий // TV Сибирская школа молодого ученого: Материалы VII международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск: ТГПУ, 2002. Т.З.- С.133-138.

11. Матвеева М.В., Кимберг Л.П. Применение эвристических приемов для повышения качества инженерной подготовки // Качество профессионального образования: обеспечение, контроль и управление: Материалы всероссийской научно-практической конференции. - Оренбург, ОГУ, 2003. - С. 336-337 (авторский вклад 1 е.).

12. Лукьянчук Н.И., Матвеева М.В., Апанасенко Л.Г., Михайлова Е.И. Инженерная графика. Схемы: Электрическая принципиальная схема изделия: Методические указания и контрольные задания для студентов специальностей 2102,0305,2204. - Красноярск: СибГТУ, 2000. - 28 с. (авторский вклад 10 е.).

13. Кимберг Л.П., Матвеева М.В., Астапкович И.И., Малицкая А.Н. Олимпиадные задачи: Сборник задач с примерами решений для подготовки студентов к предметной олимпиаде для всех специальностей дневной формы обучения. -Красноярск: СибГТУ, 2002. - 88 с. (авторский вклад 45 е.).

14. Борисова Т.В., Матвеева М.В. Лабораторный практикум «AutoCAD 2000» . -Красноярск: СибГТУ, 2002,- 60 с. (авторский вклад 30 е.).

Подписано в печать 22.09.03. Сдано в производство 8.10.03.

Формат 60x84 1/16. Бумага типографская.

Усл. печ.л. 1,0 Усл. изд. л. 1,0. Тираж 100 экз.

Изд. № 237._Заказ № ИЗ. Лицензия ИД № 06543 16.01.02

Редакционно-издательский отдел СибГТУ. 660049, Красноярск, пр. Мира 82, тип. СибГТУ.

РНБ Русский фонд

2005-4 13001

t \

28 0Н1 Ш

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Матвеева, Марина Валерьевна, 2003 год

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Теоретическое обоснование проблемы подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности.

1.1. Подготовка студентов к инженерно-конструкторской деятельности как психолого-педагогическая проблема.

1.2. Дидактический инструментарий активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности как предмет педагогического анализа.

1.3. Активизация познавательной деятельности студентов в контексте их инженерно-конструкторской подготовки.

Выводы по I главе.

ГЛАВА II. Дидактические условия активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности и опытно-экспериментальное исследование их эффективности.

2.1. Разработка дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности, основанного на использовании компьютерных технологий.

2.2. Реализация дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в различных видах их учебной деятельности.

2.3. Опытно-экспериментальное исследование эффективности дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в процессе изучения инженерной графики.

Выводы по II главе.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий"

Актуальность исследования

Требования, диктуемые современным развитием общества и научно-техническим прогрессом, состоят в том, что подготовка специалиста должна соответствовать уровню реальных потребностей общества. Вполне закономерным процессом, отражающим требование времени, в современном мире является наметившийся поворот к большей конкретизации, профессионализации образования, к его более тесной увязке с нуждами 'f специальных наук и производства, к большей экономической эффективности образования, в том числе и инженерного.

В настоящее время компьютеризация всех сфер производства, широкое внедрение систем автоматизированного проектирования, выдвигает новые требования к подготовке инженеров. Эти требования заключаются, прежде всего, в необходимости повышения компьютерной грамотности специалистов. Особенно это касается подготовки к инженерно-конструкторской деятельности, так как современный инженер-конструктор должен в совершенстве владеть средствами компьютерной графики, уметь моделировать и конструировать объекты, свободно ориентироваться в разнообразных графических пакетах прикладных программ и, что самое главное, - обладать гибкостью мышления, уметь перестраиваться и самостоятельно осваивать новое в быстро меняющемся мире компьютерных технологий. Использование компьютерных технологий в системе образования предоставляет новые возможности для активизации процесса профессиональной подготовки студентов. Как отмечает в этой связи Б.Ф.Ломов «.научно-технический прогресс открывает колоссальные - до сих пор еще слабо осознаваемые - возможности создания средств развития человека. Вместе с тем он порождает и потребности в таких средствах» [86, С. 131]. Это требует от преподавателей высшей технической школы переосмысления дидактического сопровождения подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности с использованием новых информационных технологий.

Вместе с тем в системе высшего образования существует тенденция к сокращению числа аудиторных часов, отводимых на изучение общеинженерных дисциплин, в частности инженерной графики. На начальном этапе обучения в техническом вузе инженерная графика является основным предметом, при изучении которого студенты получают базовые знания, умения и навыки, необходимые в инженерно-конструкторской деятельности. Традиционные методы обучения, базирующиеся на объяснительном принципе, затрудняют достижение когнитивных целей. Должен быть перенесен акцент с обучения под руководством преподавателя на самообучение и самообразование.

Таким образом, в системе высшего технического образования имеются следующие противоречия:

С целью поиска путей решения этих противоречий нами рассмотрены труды отечественных ученых по вопросам профессионального образования (Б.С. Гершунский, М.П. Сибирская, Е.В. Ткаченко, В.Д. Шадриков, В.Н. Юрин), по вопросам формирования и развития качеств, важных в профессиональной деятельности инженера (Т.В. Кудрявцев, Б.Ф. Ломов, А.Н. Леонтьев, Э.С. Чугунова, П.М. Якобсон, И.С. Якиманская).

В связи с вопросами активизации процесса обучения рассмотрены труды Л.С. Выготского, П.Я. Гальперина, В.В. Давыдова, А.Н. Леонтьева,

Ж. Пиаже, C.J1. Рубинштейна, в которых исследовался феномен деятельности, ее компонентов и свойств. Эффективность усвоения знаний в процессе деятельности доказана в работах Г.А. Атанова, В.П. Беспалько, Н.Ф.Талызиной, Б.Ц. Бадмаева.

Для нашего исследования имели значение работы, посвященные схематизации содержания и формы мысли при формировании и исследовании мышления (П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, Б.Ц. Бадмаев и другие). Вопросам применения схем в обучении также посвящены работы ^ И.Ю. Соколовой, С.И. Мещеряковой, Н.Ф. Тищенко, Л.Я. Зориной,

О.Ф. Федоровой, и других.

Особое внимание обращено на проблему повышения качества образования в связи с использованием новых информационных технологий в работах Б.С.Гершунского, Е.И. Машбица, В.М. Монахова, Н.М. Когдова, Н.Ф. Талызиной, И. Роберта и других ученых. Возможности применения компьютерных технологий в инженерном образовании, использование компьютерной графики и геометрического моделирования рассмотрены в работах А.А. Зенкина, Д.И. Григорьева, Д.А. Поспелова, А.В. Соловова, В.А. Штоффа. Проанализированы особенности дистанционного образования, а также создание гипертекстовых обучающих продуктов в исследованиях Ь А.В. Бочкарева, Н.М. Когдова, Е.Ю. Семеновой, B.C. Токаревой.

Проведенный анализ психолого-педагогической и специальной литературы показал, что достаточно широко рассмотрены вопросы, связанные с инженерным образованием, затронуты некоторые проблемы компьютеризации образования, но вопросы активизации подготовки студентов инженерных специальностей к профессиональной деятельности, в частности к инженерно-конструкторской, не нашли должного отражения в работах педагогов-исследователей. Одни авторы ограничиваются общими методологическими аспектами подготовки инженеров, другие рассматривают , возможности применения компьютерных технологий при изучении отдельных дисциплин. Формирование конструкторских знаний и умений студентов инженерных специальностей, их технического интеллекта и технических способностей на основе современных информационных технологий остается пока недостаточно разработанной проблемой.

Данные противоречия обусловили выбор темы исследования «Активизация подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий (на примере изучения инженерной графики)». Одним из путей решения данной проблемы является рассмотрение возможностей использования в процессе профессиональной подготовки компьютерных технологий. Как было отмечено выше, на начальном этапе обучения базовым предметом в инженерно-конструкторской подготовке является инженерная графика. Поэтому первоочередной задачей является создание, на основе компьютерных технологий, дидактического обеспечения активизации инженерно-конструкторской подготовки студентов в процессе изучения инженерной графики. Актуальность темы обусловлена необходимостью создания такого дидактического обеспечения.

Цель исследования: выявить, теоретически обосновать и проверить дидактические условия, способствующие активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в процессе изучения инженерной графики.

Для проверки выдвинутой гипотезы и достижения поставленной цели определены следующие задачи исследования:

1. Теоретически обосновать выбор темы и направление исследования.

2. Уточнить сущность понятия «дидактический инструментарий».

Общая теоретико-методологическая основа исследования: философские основания образования, положенные в основу педагогических исследований (А.В. Брушлинский, В.А. Дмитриенко, Б.С. Гершунский, C.JI. Рубинштейн); исследования в области стандартизации высшего профессионального образования (Е.В. Ткаченко, Д.В. Чернилевский); теории деятельностного и личностно-деятельностного подхода в обучении (Б.Г. Ананьев, В.В.Давыдов, П.Я. Гальперин, А.Н. Леонтьев); теория компьютеризации обучения (Е.И. Машбиц, А.В. Соловов, А.А. Зенкин, Д.А. Поспелов); педагогические технологии активизации познавательной деятельности (В.П. Беспалько, И.Ю. Соколова, Н.Ф. Талызина); формирование профессиональных способностей будущего инженера (Э.С. Чугунова, П.М. Якобсон, В.Д. Шадриков, Б.Ф. Ломов, Т.В. Кудрявцев).

Исследование проводилось в три этапа.

Второй этап (1999 - 2002 гг.) предусматривал проведение формирующего эксперимента по определению эффективности разработанного дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности. На этом этапе разработаны методические рекомендации по использованию дидактического обеспечения в процессе изучения инженерной графики. Проведена математическая обработка и статистический анализ полученных данных.

Научная новизна исследования заключается в том, что:

Практическая значимость исследования состоит в возможности использования разработанного и апробированного дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в процессе обучения инженерной графике в вузах, техникумах для дневной и заочной форм обучения, дистанционного образования и в процессе переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров.

Разработанные и апробированные методические материалы по инженерной графике - лабораторный практикум «AutoCAD 2000»; «Олимпиадные задачи по начертательной геометрии и инженерной графике»; «Схемы: электрическая принципиальная схема изделия» для студентов инженерных специальностей внедрены в практику работы вуза.

Достоверность и обоснованность результатов исследования определяются опорой на теоретические положения научной методологии, отражающей специфику подготовки студента к инженерно-конструкторской деятельности, использованием комплекса методов исследования, адекватных его задачам, применением самоанализа и проверки результатов исследования в различных условиях подготовки студентов к инженерноконструкторской деятельности, использованием математических методов обработки результатов.

На защиту выносятся следующие положения:

2. Дидактическое обеспечение активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности включает: схемы различных типов - структурно-логические, классификационные, ориентировочной основы действий, компьютерные обучающие программы, компьютерные тесты для контроля и коррекции знаний студентов, элементы геометрического моделирования, электронный учебник по инженерной графике.

- разработке дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности, основанного на использовании компьютерных технологий;

Апробация работы

- международных: «Высшая школа на пути реформ» (Красноярск, 1998 г.), «Качество образования» (Новосибирск, 1999 г.), «Качество образования: концепции, проблемы» (Новосибирск, 2000 г.), «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 2001), «IV Сибирская школа молодых ученых» (Томск, 2001);

- республиканских: «Педагогические проблемы и информационные технологии в системе непрерывного образования» (Красноярск, 2000 г.), «Лесной комплекс: проблемы и решения» (Красноярск, 2000 г.), «Химико-лесной комплекс - проблемы и решения» (Красноярск, 2001 г.), «Качество профессионального образования: обеспечение, контроль и управление» (Оренбург, 2003 г.);

- межвузовских: «Компьютерная геометрия и графика в образовании» (Красноярск, 2000г.), «Актуальные проблемы современной науки и пути их решения» (Красноярск, 2001 г.).

По результатам выполненных исследований опубликовано 14 работ.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика профессионального образования"

Выводы по II главе

Практическая часть данного исследования включает дидактические условия активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий, а также опытно-экспериментальное исследование их эффективности. При этом нами проведена следующая работа. Во-первых, на основе дидактического инструментария, описанного в первой главе, разработано дидактическое обеспечение активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в процессе изучения дисциплины «Инженерная графика», включающее схемы различных типов (структурно-логические, классификационные и ориентировочной основы действия), а также компьютерные технологии и средства обучения (обучающие программы, компьютерные тесты, геометрическое моделирование на компьютере, электронный учебник).

Во-вторых, для реализации дидактического обеспечения в учебном процессе разработаны следующие методические материалы: рабочая программа курса «Инженерная графика», лабораторный практикум по освоению графического редактора AutoCAD, задания по геометрическому моделированию на компьютере, а также методические рекомендации по использованию дидактического обеспечения в различных видах учебной деятельности студентов.

Рабочая программа отражает логику построения курса инженерной графики с использованием компьютерных технологий. Рабочая программа построена таким образом, что позволяет в рамках обычно отводимого на эту дисциплину количества часов охватить традиционную часть курса (дать базовую графическую подготовку) и также основы компьютерной графической подготовки студентов. Выполнение лабораторного практикума позволяет не только освоить принципы работы с графическим редактором AutoCAD, который является в своем роде универсальным, но и дает возможность студентам самостоятельно моделировать графические объекты, стимулирует развитие творческого подхода к решению задач.

В процессе изучения курса инженерной графики предусмотрено выполнение различных контрольных работ графического характера, в том числе тесты на компьютере. Кроме этого, разработаны средства, помогающие активизировать и систематизировать самостоятельную работу студентов -это обучающие программы и электронный учебник.

В целом, при реализации данного дидактического обеспечения в учебном процессе отмечено, что его использование повышает учебную мотивацию студентов, активизирует их познавательную деятельность, самостоятельную работу, сокращает аудиторное время, затрачиваемое на изучение дисциплины.

В-третьих, проведено опытно-экспериментальное исследование эффективности использования в учебном процессе дидактического обеспечения активизации инженерно-конструкторской подготовки студентов. При этом исследовались уровни пространственного мышления, технического интеллекта, и знания по инженерной графике, которые были приняты в качестве показателей подготовленности студентов к инженерно-конструкторской деятельности. Отмечено, что в экспериментальных группах, по сравнению с контрольными группами, имеется более высокий рост этих показателей. На основании проведенных исследований, нами были разработаны уровни подготовленности к инженерно-конструкторской деятельности: высокий, средний и низкий. Количество студентов с высоким уровнем подготовленности в процентном отношении значительно выше в экспериментальных группах. Проведена оценка статистической значимости результатов опытно-экспериментальных исследований. На механическом факультете статистическая достоверность составляет 98%, а на факультете автоматизации и информационных технологий - 97%. Следовательно, опытно-экспериментальное исследование доказывает эффективность дидактических условий активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий.

Существует возможность использования дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности, разработанного и апробированного автором, при обучении инженерной графике в вузах, техникумах, для дневной и заочной форм обучения, дистанционного образования, в процессе переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров. В заключение хочется отметить, что данное дидактическое обеспечение не является конечным продуктом. Будучи основанным на использовании компьютерных технологий, оно представляет собой гибкую, открытую систему, которая легко может быть изменена, модернизирована применительно к различным условиям и для достижения различных дидактических целей.

143

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного исследования была достигнута цель, подтверждена выдвинутая гипотеза и получены положительные результаты в решении всех поставленных задач.

Во-первых, теоретически обоснована проблема подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности. Подготовленность студентов к инженерно-конструкторской деятельности определяется комплексом приобретенных ими в процессе обучения знаний, умений, качеств, которые в будущем определяют их успешную профессиональную деятельность. Обращается внимание на мнение ученых о том, что студент, как будущий инженер, должен обладать высоким уровнем общего и технического интеллекта, хорошо развитым пространственным мышлением, а также иметь высокий уровень теоретических знаний в области профессиональной деятельности. Кроме этого, необходимо сформировать соответствующую систему деятельности, включающую практические навыки и приемы (моделирование, конструирование, построение графических изображений объектов, творческое решение поставленных задач), способствующих развитию практического мышления студентов.

Выяснено, что в современных условиях неотъемлемой составляющей подготовки будущих специалистов к инженерно-конструкторской деятельности является их компьютерная грамотность. Это приводит к необходимости использования компьютерных технологий в процессе изучения инженерных дисциплин, например, инженерной графики, которая соответствует начальному этапу профессиональной подготовки инженера. Кроме этого существует возможность использования компьютерных технологий в качестве средств, активизирующих обучение. Поэтому для активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в процессе изучения инженерной графики необходимо разработать соответствующее дидактическое обеспечение данной дисциплины, основанное на использовании компьютерных технологий. В итоге сформулировано понятие «Активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности» как дидактической стратегии, развертывающейся посредством качественного отбора дидактического обеспечения: содержания дисциплины общеинженерного профиля, гибкого использования форм, методов, приемов и средств, направленных на обогащение соответствующих знаний студентов, повышение уровня их пространственного мышления и технического интеллекта.

Во-вторых, в работе уточнено понятие дидактического инструментария активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в контексте настоящего исследования, под которым понимается комплекс дидактического обеспечения, включающий совокупность научно-обоснованных и проверенных на практике методов, форм и средств, с помощью которых у будущих специалистов формируются соответствующие знания и умения.

В-третьих, проанализированы и отобраны составляющие элементы дидактического инструментария, способствующего активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности. Выяснено, что в качестве таких элементов могут быть использованы схемы различных типов (классификационные, структурно-логические, ориентировочной основы действий) и компьютерные обучающие технологии (обучающие программы, электронные учебники, тесты для контроля и коррекции знаний студентов, автоматизированные обучающие системы и прочее).

В-четвертых, на основе дидактического инструментария разработано дидактическое обеспечение активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности, основанное на использовании компьютерных технологий, как дидактическое условие данного процесса. При этом разработаны:

- рабочая программа курса «Инженерная графика» с использованием компьютерных технологий, позволяющая гармонично сочетать традиционные и инновационные элементы в различных видах учебной деятельности студентов, что позволяет в рамках обычно отводимого на эту дисциплину количества часов охватить традиционную часть курса (базовую графическую подготовку) и также основы компьютерной графической подготовки студентов.

- схемы различных типов по инженерной графике (классификационные, структурно-логические, ориентировочной основы действий);

- обучающие программы по начертательной геометрии;

- компьютерные тесты для контроля и коррекции знаний студентов;

- задания по геометрическому моделированию, входящие в лабораторный практикум по освоению графического редактора AutoCAD;

- электронный учебник по инженерной графике, включающий в себя схемы всех типов, графические примеры выполнения задач, комплекс тестов для самоконтроля и коррекции знаний студентов;

В-пятых, дидактическое обеспечение активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности, как дидактическое условие данного процесса, реализовано в различных видах их учебной деятельности и составлены методические рекомендации по его использованию в техническом вузе при изучении инженерной графики.

В-шестых, проведенные опытно-экспериментальные исследования подтвердили высокую эффективность созданных дидактических условий в процессе изучения дисциплины «Инженерная графика». Результаты опытно-экспериментальных исследований позволяют заключить, что уровень подготовленности студентов к инженерно-конструкторской деятельности, который оценивался уровнем развития пространственного мышления, технического интеллекта и уровнем знаний по инженерной графике, в экспериментальных группах выше, чем в контрольных. При статистической обработке результатов опытно-экспериментальных исследований выяснено, что достоверность полученных данных составляет 98%. Следовательно, использование дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в процессе изучения инженерной графики способствует повышению уровня подготовленности студентов к инженерно-конструкторской деятельности.

Таким образом, доказано, что выявленная, теоретически обоснованная и экспериментально проверенная совокупность дидактических условий способствует активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности в процессе изучения инженерной графики, что соответствует гипотезе исследования.

Вместе с тем, проведенная работа не исчерпывает всех аспектов активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности посредством компьютерных технологий. Детальное изучение проблемы можно осуществить в различных направлениях: изучение деятельностных характеристик инженерно-конструкторской деятельности (цели, мотивы, самоконтроль); выявление возможностей использования компьютерных технологий для активизации учебной деятельности как составляющей профессиональной подготовки, исследование проблем дистанционного инженерного образования; рассмотрение возможностей совершенствования дидактического обеспечения активизации подготовки студентов к инженерно-конструкторской деятельности путем создания новых обучающих программ, повышением уровня интерактивности электронного учебника, включением элементов мультимедиа, автоматизированной системы контроля знаний и обработки результатов. В перспективе планируется создание сетевого курса по инженерной графике.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Матвеева, Марина Валерьевна, Красноярск

1. Амосов Н.М. Алгоритмы разума. Киев, 1979. 223 с.

2. Ананьев Б.Г. Человек как предмет познания. JI.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1968.-339 с.

3. Андрюшина Т.В. Психологические условия развития пространственного мышления личности в графической деятельности. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2000. - 148 с.

4. Атанов Г.А. Деятельностный подход в обучении. Донецк, «ЕАИ -пресс», 2001. - 160 с.

5. Бабанский Ю.К. Рациональная организация учебной деятельности. -М.: Знание, 1981.-96 с.

6. Бабанский Ю.К. Оптимизация учебно-воспитательного процесса. М.: Просвещение, 1992. 192 с.

7. Бадмаев Б.Ц. Психология и методика ускоренного обучения. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998. - 272 с.

8. Беляева А.П. Дидактические принципы профессиональной подготовки в профтехучилищах. М.: Просвещение, 1991. - 198 с.

9. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989. 190 с.

10. Беспалько В.П., Татур Ю.Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов: Учебно-методическое пособие. М.: высшая школа, 1989. - 144 с.

11. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. -М., 1995.- 122 с.

12. Беспалько В.П. Программированное обучение. Дидактические основы. -М., 1971. -300 с.

13. Бирюков Б.В., Геллер Е.С. Кибернетика в гуманитарных науках. М., 1973.-382 с.

14. Борк А. Компьютеры в обучении: чему учит история // Информатика и образование. 1990, №5.-С. 12-19.

15. Ботвинников А.Д., Ломов Б.Ф. Научные основы формирования графических знаний, умений и навыков школьников. М: Педагогика, 1979.-256 с.

16. Бочкарев А.В., Красных А.А. Проблемы построения компьютерного учебника по общетехническим дисциплинам. М., 1995. - 59 с.

17. Вальков К.И. Лекции по основам геометрического моделирования. -Л.: Изд-во ЛГУ, 1975. 180 с.

18. Василейский С.М. Технические способности и условия их развития как предпосылки технического новаторства. Проблемы способностей / Под ред. В.Н.Мяснецева. М.: Высш. Шк., 1962. - 101 с.

19. Веккер Л.М. Психические процессы. Мышление и интеллект, т.2. Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1976.- 136 с

20. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. М.: Высш. шк., 1991. - 207 с.

21. Вестник Учебно-методического объединения высших и средних профессиональных учебных заведений РФ по профессионально-педагогическому образованию. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 1998. Вып. 1(22). 126 с.

22. Войцеховский Б.Т. Развитие творчества учащихся при конструировании. -М.: Просвещение, 1984. 154 с.

23. Волков Ю.Г. Как написать и защитить диссертацию: Практическое пособие для аспирантов и соискателей ученой степени/ Отв. ред.

24. Н.И.Загузов. М.: Социально-гуманитарные знания, 2000. - 224 с.

25. Выготский JI.C. Мышление и речь. Собрание соч. в 6 т. Т.2. М.: Педагогика, 1982. - 504 с.

26. Гальперин П.Я. Психология мышления и учение о поэтапном формировании умственных действий// Сб. «Исследования мышления в советской психологии». М.: Наука, 1966. С. 57-71.

27. Гальперин П.Я., Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. М.: МГУ, 1975.-320 с

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

29. Гершунский Б.С. Применение метода ранговой корреляции для построения прогностической модели специалиста// ЭВМ в учебном процессе и управлении вузами. Вып.2. Рига, 1974. С.87-94.

30. Гершунский Б.С. Философия образования для XXI века: в поисках практико-ориентированных образовательных концепций/ Рос.акад. образования. Ин-т теории образования и педагогики. -М.: Совершенство, 1998. 605 с.

31. Гласс Дж., Стенли Дж. Статистические методы в педагогике и психологии. Пер. с англ. / Под ред. Ю.П.Адлер. М.: Прогресс, 1976. -495 с.

32. Глинский Б.А., Грязнов Б.С. Моделирование как метод научного познания. М.: МГУ, 1965. - 56 с.

33. Голубева Э.А. Способности и индивидуальность. М.: Логос, 1993. -295 с.

34. Горнев В.Ф. Компьютерно-ориентированные обучающие технологии в инженерной подготовке//Новые информационные технологии в образовании: Аналитические обзоры по основным направлениям развития высшего образования. М.: НИИВО, 1998. - Вып.12.- 52 с.

35. Григорьев Д.И., Лобанов Ю.И., Татарашвили Т.А., Крюкова О.П.

36. Опыт организации обучения в высокотехнологичных информационных средах// Новые информационные технологии в образовании: Аналитические обзоры по основным направлениям высшего образования. М.: НИИВО, 1998.- Вып. 10. - 60 с.

37. Давлетшин М.Г. Психология технических способностей школьников. -Ташкент, 1970.- 134 с.

38. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения. Опыт теоретических и экспериментальных исследований. М,: Педагогика, 1986.-239 с.

39. Давыдов В.В. Виды обобщения в обучении: Логико-психологические проблемы построения учебных предметов. М.: Педагогическое общество России, 2000. - 480 с.

40. Данилов М.А. Дидактика средней школы / Под ред. Данилова. М.: Просвещение, 1975. - 320 с.

41. Демьянов В.П. Геометрия и Марсельеза. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Знание, 1986. 256 с.

42. Дружинин В.Н. Психология общих способностей СПб.: Издательство "Питер", 1999.-368 с.

43. Дьюи Д. Психология и педагогика мышления. М.: Совершенство, 1997.-208 с.

44. Дьяченко В.К. Обучение по способностям// Народное образование. 1994. №2.-С. 9-12.

45. Дьяченко М.И., Кандыбович JI.A. Психологический словарь-справочник. Мн.: Харвест, М.: ACT, 2001. - 576 с.

46. Дьяченко М.И., КАндыбович JI.A. Психология высшей школы. 3-е изд. МН., 1993.-300 с.

47. Евгенев Г.Б. Основы компьютеризации инженерных знаний. М.: МГТУ, 1998.-69 с.

48. Зенкин А.А. Когнитивная компьютерная графика/ Под ред.

49. Д.А.Поспелова. М.: Наука, 1991.- 192 с.

50. Зимняя И.А. Педагогическая психология. М.: Высшая школа, 2000

51. Зиновьева В.А. Усвоение и контроль знаний // Высшее образование в России. 1993. №3.- С. 154-158.

52. Зиновкина М.М. Теоретические основы целенаправленного формирования творческого технического мышления и инженерных умений студентов: Учебное пособие. М., 1987. 56 с.

53. Зиновкина М.М. Инженерное мышление: Теория и инновационные педагогические технологии. М., 1996.

54. Зиновкина М.М., Подкатилин А.В. Основы инженерного творчества и компьютерная интеллектуальная поддержка мышления: Азбука ТРИЗ. -М., 1997.

55. Ительсон Л.Б. Математические и кибернетические методы в педагогике. М., 1964

56. Каган В.И., Сычеников И.А. Основы оптимизации процесса обучения в высшей школе/ Единая методическая система института: теория и практика. М.: Высшая школа, 1987. - 143 с.

57. Когдов Н.М. Семенова Е.Ю. ЭВМ в образовательных системах развитых капиталистических стран// Новые информационные технологии в образовании: Обзор информ- М.: НИИВШ, 1990. Вып.1. -56 с.

58. Колин К. Будущее науки// Методология познания и образовательные технологии. М.: ВВШ, 2000. №11. - 38 с.

59. Комплексное использование электронно-вычислительной и микропроцессорной техники в народном образовании: Тематическая подборка научно-методической литературы/ Под ред. Т.С. Безгиной.-Киев, 1985.- 103 с.

60. Компьютеры и образование: Указатель зарубежной литературы/ Сост. М.Б.Любовкина, Е.А.Павлова. М., 1985. - 22 с.59.