автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Формирование профессионального специального курса "Информационные технологии в строительстве" в военном техническом вузе
- Автор научной работы
- Китаев, Дмитрий Евгеньевич
- Ученая степень
- кандидата педагогических наук
- Место защиты
- Тольятти
- Год защиты
- 2007
- Специальность ВАК РФ
- 13.00.08
Автореферат диссертации по теме "Формирование профессионального специального курса "Информационные технологии в строительстве" в военном техническом вузе"
На правах рукописи
ииоиь"24ЭЗ Китаев Дмитрий Евгеньевич ......
ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СПЕЦИАЛЬНОГО КУРСА «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ» В ВОЕННОМ ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ
13.00.08 - теория и методика профессионального образования
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
Тольятти 2007
003062493
Работа выполнена на кафедре строительных конструкций и механики твёрдого тела Тольяттинского военного технического института.
Научный руководитель:
Заслуженный работник высшей школы РФ, доктор педагогических наук, профессор Корнев Герман Петрович
Консультант: Почётный работник высшего профессионального образования Рф,
кандидат педагогических наук, доцент Аникин Игорь Юрьевич.
Официальные оппоненты:
Ведущая организация:
Защита состоится 18 онного Совета Д 212.264.02 гических наук по специаль
доктор педагогических наук, профессор Кустов Юрий Андреевич
Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Михелъкевич Валентин Николаевич
Военный инженерный технический университет (г. Санкт-Петербург)
сая 2007 года в 1 б часов на заседании диссертаци-по присуждению учёной степени доктора педаго-ности 13.00.08 - «Теория и методика профессионального образования» при Тольяттинском государственном университете по адресу: 445667, Самарская область, г. Тольятти, ул. Белорусская, д. 14, главный корпус, ауд. Г-208.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Тольяттинского государственного университета.
Автореферат разослан
16 апреля 2007 года.
" Учёный секретарь диссертационного Совета, доктор педагогических наук, профессор
О.С. Тамер
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования определена реформированием Вооруженных Сил Российской Федерации, где наиболее ярко концентрируются и проявляются все позитивные и негативные аспекты военного образования. В новых социально-экономических условиях возникает необходимость овладения курсантами военных технических вузов системами автоматизированного проектирования расчёта и анализа строительных конструкций. Они позволяют инженеру решать широкий круг задач с применением компьютерного моделирования, компетентностного инженерного анализа по выбору оптимальных параметров конструкций, быстрого проведения расчётов на стадиях проектирования, обследования и реконструкции зданий и сооружений.
Необходимость автоматизации инженерных расчётов очевидна. Это необходимое, но не достаточное условие современного'инженерного образования. Мало провести инженерный расчёт при помощи CAD/CAE (Computer Aided Design / Computer Aided Engineering) — систем автоматизированного проектирования расчёта и анализа, главное - не допустить ошибок на всех стадиях ввода данных, оценить правильность полученного результата расчёта, своевременно перепроверить и сделать обобщающие выводы. При таком подходе значительно сокращается время проектирования, и обеспечиваются требования надёжности и экономичности. Владение автоматизированным расчётом требует формирования у будущих инженеров новых компетенций, развития способностей выявлять связи между фундаментальными знаниями и информационными технологиями, применять эти знания к решению инженерных задач. В связи с этим меняются требования к подготовке специалистов в военных технических вузах, где высокого качества подготовки невозможно достичь без интеграции содержания дисциплин инженерного образования. В педагогическом плане это связано с отбором и синтезом наиболее значимого и не изменяющегося содержания в отношении специальных расчётных дисциплин, внедрения в него информационных технологий, где все этапы проведения инженерных расчётов должны выполнятся в соответствии с фундаментальными закономерностями. Следовательно, названные проблемы являются весьма актуальными.
Вопросам, связанным с использованием информационных технологий и интеграции в учебном процессе вуза с целью его интенсификации, посвящены работы С. И. Архангельского, В. А. Белавина, В. П. Беспалько, М. Л. Гайнетди-нова, Б. С. Гершунского, Ю. С. Иванова, А. Я. Савельева и др. Однако в новых условиях совершенствования военно-строительного образования возникла необходимость разработки интеграции в подготовке специалистов на более высоком уровне.
Реализация современных требований общества к качеству подготовки военных инженеров связана с необходимостью устранения имеющихся недостатков в системе высшего технического образования:
- недостаточный объем предметов фундаментального цикла, консерватизм учебных программ и методик, дефицит квалифицированных кадров, слабая материально-техническая база, не позволяющая в полной мере использо-
ных организации развитого комплекса. Их разрешение
вать возможности передовых педагогических технологий;
- блок дисциплин, который отвечает за компьютерную подготовку кур-выполняет, как правило, пропедевтическую функцию. Курсанты овладевают лишь элементами компьютерной грамотности (пользовательскими навыками), что совершенно недостаточно для будущего специалиста;
- нереализованы значительные возможности совершенствования содержания, форм, организации программ и методик преподавания специальных курсов в военно-строительных вузах;
- имеет место дефицит времени, отводимого на самостоятельную работу курсантов из-за строгого регламента военной службы.
Вышеперечисленные недостатки усугубляются рядом противоречий, среди которых определяющими являются следующие: необходимость развития образовательной парадигмы подготовки будущих военных инженеров и дефицита времени, отводимого учебным планом на изучение специальных дисциплин; повышение требований к уровню инженерно-технической подготовки курсантов и отставание содержания обучения от запросов современных строитель-
индустриального города и военного строительного предлагается провести на основе отбора наиболее значимого и инвариантного содержания специальных расчётных дисциплин, приоритетным направлением которого являются способы быстрого расчёта и анализа при проектировании строительных конструкций; выделение отобранного материала в спецкурс, призванный соединить блоки естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин с профессиональным образованием, осуществить внедрение информационных технологий на основе их интеграции. Иначе говоря, осуществить переход от дискретного получения знаний и умений к их целостности.
С учетом вышеизложенных недостатков и противоречий сформулирована проблема исследования: «Каковы должны быть способы интеграции информационных технологий и фундаментальных знаний в содержание специальных расчётных дисциплин инженерно-строительной специальности в современных
: всем психолого-педагогическим нормам и позво-сантов новые профессиональные компетенции ав-и анализа строительных конструкций?». Отсюда • «Формирование профессионального специального курса «Информационные технологии в строительстве» в военном техническом вузе».
Цель исследования - повышение качества подготовки курсантов военных технических вузов путём проектирования и реализации интегративного курса, сочетающего информационные технологии и фундаментальные знания.
Объектом исследования является образовательный процесс в высшем •военном техническом учебном заведении.
Предмет исследования - проектирование и реализация интегративного содержания и технологии обучения специальным расчётным дисциплинам, направленным на повышение качества профессиональной подготовки курсантов
условиях, удовлетворяющие ляюгцих формировать у кур томатизированного расчёта следует тема исследования
военных технических вузов.
В основу исследования положена гипотеза, согласно которой качество профессиональной подготовки курсантов военных технических вузов будет повышено, если:
□ определить способы проектирования интегративного спецкурса, соединяющего фундаментальную и профессиональную компоненты образования на основе отбора наиболее значимого и инвариантного содержания в отношении специальных дисциплин, ведущими линиями которого являются способы быстрого расчёта и анализа параметров строительных конструкций при помощи информационных технологий;
□ обучение курсантов спецкурсу вести е максимальным использованием инновационных методов преподавания;
□ применить процессную модель реализации интегративного спецкурса, в виде добавленной ценности, сформировать новые профессиональные компетенции;
□ образовательный процесс будет адекватен государственным образовательным стандартам соответствующей квалификации, отвечать требованиям современного общества к достигнутому базовому уровню знаний будущих военных инженеров, полученных в высшей школе и обеспечиваться единством общеобразовательной и предметно-специальной составляющих содержания образования на основе принципа интеграции в его проектировании;
□ оптимизировать подготовку курсантов через набор подходящих CAD/CAE систем и организации рабочих мест ПЭВМ.
В соответствии с проблемой, объектом, предметом и целью исследования решались следующие задачи:
1. Изучить современное состояние исследований высшего военного инженерно-технического образования и определить приоритетные направления повышения качества подготовки военных специалистов.
2. Обосновать концепцию интеграции информатизации и фундаментали-зации содержания специальных расчётных дисциплин в военных технических вузах и разработать модель создания интегративных курсов, способствующих преодолению недостатков прерывного (дискретного) процесса получения знаний и умений.
3. Спроектировать содержание и технологию реализации спецкурса «Информационные технологии в строительстве», построенного на основе современных информационных технологий и последних достижений науки в строительстве.
4. Провести опытно-экспериментальную проверку эффективности реализации разработанной модели и содержания спецкурса для курсантов инженерно-строительных факультетов военных технических вузов.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют: общефилософский системный подход, основанный на поиске и нахождении целостных характеристик изучаемых педагогических фактов и явлений; концепция личностно-деятельностного подхода к процессу обучения; диалектический ме-
тод познания процессов действительности; феномен преемственности; учение о развитии, определяющим движение от старого качественного состояния к новому; теория формирования содержания общего и профессионального образования, в том числе и системы специальных курсов; исторический подход к изучению педагогических явлений и процессов; положение материалистической диалектики о природе и обществе, как системном образовании; положение о ведущей роли деятельности в годготовке специалиста.
Анализ достижений педагогической науки, результатов фундаментальных и прикладных исследований ученых позволил выявить различные подходы к решению проблемы теории и методики проектирования содержания дисциплин в профессиональном образовании будущих инженеров военных специальностей. Разработке научных основ решения этой проблемы образования посвятили свои работы Н. И. Алпатов, А. В. Аранович, Ю. К. Бабанский, Н. П. Бахарев, А. В. Барабанщиков, С. Я. Батышев, В. С. Безрукова, В. А. Бернац-кий, Л. Г. Бескровный, П. О. Бйбровский, В. Н. Бондаренко, Г. П. Корнев, Ю. А. Кустов, В. С. Олейников, А. М- Пырский, В. А. Сяастенин, В. Я. Слепов, Ю. И. Тарский, В И. Хальзов, Н. К. Чапаев, Я. Я. Юрченко и другие. Опираясь на эти работы, были получены решения задач исследования.
Методы исследования составили комплекс взаимодополняющих подходов: теоретический анализ литературы; обобщение педагогического опыта; моделирование; анализ и синтез; абстрагирование; прогнозирование, методы индукции и дедукции; анализ структур учебных планов, содержания программ; наблюдение за педагогическим процессом и явлениями; изучение продуктов деятельности; экспертная оценка и самооценка; обобщение независимых характеристик; педагогический эксп еримент, математические методы обработки результатов исследования.
Опытно-экспериментальной базой исследования является Тольятгин-ский военный технический институт.
В опытно-экспериментальной работе приняли участие 368 курсантов и преподавателей.
Этапы исследования.
Исследование велось в течении семи лет и состояло из 3 этапов.
Первый этап (1999 - 2000 гг.) - пилотажно-поисковый: включение в научно-исследовательскую деятельность по изучению проблем военного образования. Изучалась социально-экономическая, историческая, философская и психолого-педагогическая литература, приказы и директивы Министра обороны РФ, что позволило наметить предмет исследования; изучалось состояние проблемы в существующей теории и практике, формировался категориальный аппарат исследования, проводилось анкетирование курсантов и преподавателей; накапливался эмпирический материал для использования его на следующем этапе научно-исследовательский работы.
Второй этап (2000 - 2003 гг.) - теоретико-методологический: разработана концепция информатизации и |фундаментализации содержания обучения в отношении специальных расчётных дисциплин; на основе теоретических исследований и накопленного эмпирического материала была разработана модель
проектирования содержания спецкурса информационных технологий в строительстве (ИТС); разрабатывались концепция усиления эффективности процесса обучения через соответствующее содержание спецкурса, определялись теоретические основы интегративного подхода к его содержанию, учебная программа, которые корректировались в ходе реального учебного процесса.
Третий этап (2003 - 2006 гг.) - экспериментально-обобщающий, который характеризовался реализацией специального интегрированного курса (ИСК) «ИТС» в обучении курсантов инженерно-строительных факультетов; шла многоаспектная проверка выдвинутой гипотезы, в процессе которой апробировались пути и средства повышения эффективности разработанной концепции информатизации и фундаментализации содержания обучения в отношении спе-цииальных расчётных дисциплин; решались задачи, поставленные перед научным исследованием; велась обработка полученных в исследовании опытно-экспериментальных материалов и создание условий (социально-экономических, психолого-педагогических, методических, организационных и др.), обеспечивающих эффективное функционирование специального курса, оформлялся текст диссертации, и велась его предварительная экспертиза.
Научная новизна исследования состоит в том, что в диссертации на основе тесной связи теории с практикой:
□ обоснована концепция интеграция информационных технологий и фундаментальных знаний реализованная в виде спецкурса;
□ спроектировано содержание спецкурса и технология его реализации, позволяющие использовать современные достижения информационных технологий и фундаментальных закономерностей при проведении инженерных расчётов, способствующих формированию новых интегративных компетенций у будущих военных инженеров строителей;
□ предложены способы обобщения формируемых знаний у курсантов по естественнонаучным и общепрофессиональным дисциплинам с учётом новейших достижений науки и современных информационных технологий в строительстве, что создаёт условия для изучения специальных дисциплин на высоком теоретическом уровне;
О апробирована методика повышения продуктивности рабочих мест ПЭВМ для курсантов с разным уровнем подготовки и их совместной учебной деятельности на ПЭВМ.
Теоретическая значимость исследования состоит в следующем:
□ спроектирована теоретическая модель создания спецкурса, обоснованы дидактические и воспитательные подходы, повышающие уровень использования инновационных методов в подготовке военных специалистов;
и на теоретическом уровне решена задача интеграции курсов естественнонаучных, общепрофессиональных дисциплин и информационных технологий в структуре профессионального образования, направленная на развитие и закрепление у курсантов профессионально значимых личностных качеств и новых компетенций, что вносит реальный вклад в разработку методологии повышения качества профессиональной подготовки будущих инженеров. .
Практическая значимость исследования. Содержащиеся в диссертации теоретические положения и: практические рекомендации представляют собой основу для формирования образовательного процесса в профессиональном образовании курсантов военных технических вузов, а прошедшая опытно-экспериментальную проверку учебная программа, опубликованные материалы, методические рекомендации используются в практике вузовского обучения будущих военных и гражданских инженеров инженерно-строительных специальностей.
Результаты исследования внедрены в практику работы Тольяттинского военного технического института, Тольяттинского государственного университета, Казанского высшего артиллерийского командного училища, что служит повышению качества подготовки будущих военных и гражданских инженеров в профессиональной деятельности.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались адекватностью исходных методологических позиций исследования, опорой на философские основания, психолого-педагогические позиции, историческим подходом, критическим анализом существующего содержания спецкурсов в военных технических вузах; многолетней организационной и научной деятельностью соискателя Bj качестве преподавателя Военного технического института (г. Тольятти), организатора опытно-экспериментальной работы; репрезентативностью 10% выборочной совокупности количественного состава будущих инженеров, участвующих в проведении опытно-экспериментальной работы; реализацией поставленных в исследовании задач; возможностью экстраполяции полученных в опытно-экспериментальной работе результатов в другие высшие военные и гражданские технические учебные заведения России; сопоставлением полученных данных с массовой практикой.
На защиту выносятся:
1. Концепция интеграции информационных технологий и фундаментальных знаний по естественнонаучным и общепрофессиональным дисциплинам, обеспечивающая повышение качества подготовки военных специалистов путём формирования у них новых интегративных профессиональных компетенций.
2. Содержание интегративного спецкурса, призванного активно использовать современные достижения информационных технологий и законов фундаментальных наук при проведении инженерных расчётов на начальном этапе профессиональной подготовки военных инженеров-строителей.
3. Технология реализации спецкурса через обоснованную CAD/CAE систему и организацию рабочих мест ПЭВМ, повышающую эффективность обучения.
Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты исследования докладывались на научно-практических конференциях "Тольяттинского государственного университета (г. Тольятти, 2003-2004гг); на учебно-методических конференциях Тольяттинского военного технического института(г. Тольятти, 2003-2006); на международной научно-практической конференции "Строительство" (п Ростов, 2004г.); на V Всероссийской научно-
методической конференции "Теория и методика непрерывного образования " (Тольятти, 2003 г.), на II Международной научно-практической конференции "Дни науки - 2006" (Белгород-Днепропетровск, 2006 г.), на Международной научно-практической конференции "Состояние и перспективы развития высшего образования" (2-6 октября 2006г.) - г. Сочи.
Результаты проведенного исследования докладывались на заседании кафедры педагогики Тольяттинского государственного университета, на заседании кафедры строительных конструкций и механики твёрдого тела Тольяттинского военного технического института, заседаниях кафедры материаловедения, и механики материалов Тольяттинского государственного университета, где получили положительную оценку.
Структура и основное содержание диссертации. Выполненная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.
Общий объём диссертации с 7 приложениями составляет 201 страницу, библиографический список литературы включает 163 наименования.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность работы, определяются цель, объект и предмет, формулируется гипотеза и задачи исследования, раскрываются теоретико-методологические основы и используемые в работе методы, теоретическая и практическая значимость, формулируются положения, выносимые на защиту, раскрываются этапы исследования.
В первой главе " Пути развития теории и методики профессионального высшего военного технического образования" раскрыт понятийный аппарат работы, приведена историография системно-интегрированных подходов в педагогике, обобщены результаты теоретических исследований, что позволило выявить научные основы (таб. 1) информатизации и фундаментализации содержания обучения в отношении специальных расчётных дисциплин, которые использованы в разработке научно-теоретической модели процесса формирования спецкурса.
Таблица 1
Научные основы информатизации и фундаментализации содержания обучения при формировании спецкурса
№ по/п Научные подходы Правила реализации
1 Фундаментализация дисциплин может проводиться, как в рамках каждой дисциплины, так и в выделении фундаментальных основ нескольких дисциплин в отдельный курс. Выделение методов с ориентацией на вычислительную технику. Знание основных принципов, закономерностей, которые позволят правильно оценить возможность применения вновь приобретаемых знаний.
2 Обновление содержания обучения, путём оперативного внедрения достюке- Выделение способов быстрого расчёта и проектирования эле-
ний информационных технологий в прикладные расчётные дисциплины, усиление фундаментальной составляющей, все этапы расчётов должны проверятся на соответствие законам фундаментальной науки.
ментов конструкций с помощью вычислительной техники, подбора программного обеспечения. Включение в методику проведения занятий элементов проверки каждого этапа автоматизированного проектирования расчёта и анализа на соответствие изучаемых законов и используемых методов._
Для быстрого внедрения необходим курс, который бы объединял фундаментальные знания и переориентировал их на прикладные с учётом современных тенденций науки и производства на начальном этапе изучения блока специальных дисциплин после изучения естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин.
Интеграционный специальный курс «Информационные технологии в строительстве (ИТС)», изучаемый в семестрах.
Развитие у будущих тенции автоматизирова-расчёты, умений синте ченные результаты.
инженеров компе-гть инженерные зировать полу-
Сочетание информатизации и фундаментализации в курсе ИТС для развития инженерного мышления у обучаемых.
Курс должен быть инт обобщать накоплснны знания и свёртывать и; го объёма.
ггрирующим, : разрозненные с до оптимально-
Прогнозировать результат обучения и обеспечивать опережающий уровень образова-
Дифференциация содержания и организационных форм обучения курсантов, военных инженерно-технических вузов способствовала выделению общих признаков интеграции программ дисциплин, таких как, теоретическая механика, сопротивление материалов, строительная механика: ступенчатая структура
обучения, профессиональная шенный уровень образование
направленность инженерного образования, повы-эсти в избранной области профессионального обучения. В исследовании они, интегрированы в спецкурс "ИТС". Содержание профессионального образования будущих военных инженеров определяется особенностями профессиональной подготовки в сложной системе межпредметных связей: сопротивления материалов и строительной механики с высшей математикой, информатикой и инженерной графикой.
Принцип научности явился исходным положением при отборе содержания материала учебных предметов и реализован посредством использования в интегрированном курсе ведущих научных идей и теорий, учета соответствия структур знаний научных дисциплин в системе высшей профессиональной под-
готовки будущих инженеров.
Изучение проблемы интеграции знаний в инженерной деятельности выпускников военных технических вузов позволила сделать ряд выводов и сформировать необходимые методические рекомендации:
Адаптация курсантов к системе профессиональной подготовки идет по пути приближения вузовских знаний к реальному инженерному проектированию. Здесь немаловажно учесть быстро развивающиеся в последнее время новые информационные технологии, а именно CAJD/CAE системы автоматизированного расчёта и анализа которые необходимо внедрять в учебный процесс.
Необходимо учитывать полученные результаты в практике обучения и, особенно, при формировании интегрированных курсов в системе высшей профессиональной школы по степени достижения оптимального результата в сравнительно короткий срок. Принцип связи теории и практики состоит в необходимости представления учебного материала так, чтобы вызывать у обучаемых потребность в его изучении, побудить их к творческому поиску эффективных приемов предстоящего труда, к анализу своей познавательной и производственной деятельности.
Интеграция в настоящем исследовании прошла через связь общего и профессионального образования, предметной (сопротивление материалов, строительная механика) и межпредметной, межцикловой, внутрипредметной связи (информатика, инженерная графика). Не менее существенны эти связи для всей системы высшего профессионального образования, где содержание образования также должно быть интегрированным.
Содержание образования постоянно совершенствуется. Этот процесс идет не только по пути модернизации содержания отдельных курсов, но и самого их набора в цикле дисциплин, а также набора входящих в него курсов. Если всмотреться в этот процесс, то легко увидеть в нем сочетание двух противоположных тенденций - дифференциации и интеграции. По мере уменьшения "удельного веса", т.е. педагогической значимости, некоторым учебным предметам, а в более мелком масштабе - отдельным темам дисциплин, со временем приходится "потесниться". В связи с этим, может уменьшиться набор тем в отдельном курсе или некоторый курс может превратиться в раздел, войдя в состав другого учебного курса. В преломлении к настоящему исследованию использовалась как дифференциация, так и интеграция компонентов в курсах сопротивления материалов и строительной механики и их технических инженерных приложений. Под интеграцией содержания обучения понимается процесс и результат взаимопроникновения, взаимосвязи и синтеза знаний, способов и видов деятельности с образованием целостной системы. Интеграция помогла выделить инвариантные этапы этого процесса и позволила разработать алгоритм проектирования интегративных спецкурсов по обеспечению опережающего уровня содержания образования (рис.1).
Принцип единства интеграции и дифференциации нашёл свое проявление в создании интегрированных программ учебных дисциплин. Это достигается включением в состав интегративного курса профессионально значимого учебного материала.^¡системообразующей функцией интеврации курса в;настоя-
| 1 ) Определение цели интеграции, выбор систематизирующего фактора
Рис.1. Алгоритм проектирования интегративных спецкурсов.
щем исследовании явилось Сочетание информационных технологий и фундаментальных знаний. |
Проектирование ИСК было выполнено в виде алгоритма (рис. 1) и процессной модели (рис. 2) в соответствии с МС ИСО 9000:2000.
Для того чтобы спроектировать ИСК требуемого уровня качества, необходимо было определить последовательность основных видов поисковой деятельности, представленных в алгоритме, позволяющих добиться опережающей подготовки специалистов.
Установленные взаимосвязи и взаимозависимости профессионального самоопределения, профессионального самосознания и профессионального саморазвития на основе сравнения их признаков, а также опора на теоретические представления о существенных аспектах образования с позиции системного подхода позволяют считать профессиональное самосознание системной личностной характеристикой, зарождающейся в результате осознания профессионального самоопределения и обеспечивающей на основе самопознания, саморазвития и самооценки готовности личности к самосовершенствованию, самореализации военно-инженерной профессиональной деятельности.
в&цеетва
стандарт
специалиста
Требовании ж ИСК
Учебный ЗШЗН
детапшастя вмденввцх
(чашвсчсские и «твдявпнвк рс-
Рис, 2. Процессная модель реализация интегрированного спецкурса с измерением добавленной деятельности
При разработке спецкурса учитывалось, что актуализация будущих профессиональных достижений связана со следующими условиями:
- желанием самого курсанта новых достижений;
- позитивным восприятием процесса профессионального саморазвития;
- осознанным планированием и прогнозированием достижений;
- активным использованием имеющихся профессиональных достижений;
- ответственностью курсанта за собственные решения и действия.
В условиях военно-инженерного вуза актуализация профессиональных достижений курсантов в силу специфики военно-инженерного образования более эффективно может быть оценена по трём показателям: заинтересованность, осмысленность, репрезентативность. Вопрос о соотношении склонности, как направленности на деятельность и способности к этой деятельности имеет первостепенное значение для построения эффективного содержания обучения в отношении специальных расчётных дисциплин.
Поэтому разработанный спецкурс, должен отражать всё новое, приобщать курсантов к процессу постоянного обновления знаний. Будущие специалисты должны не только овладеть необходимыми фундаментальными знаниями и накопить личный опыт практического использования их посредством новых информационных технологий, но и получить соответствующую подготовку по их применению в предстоящей профессиональной деятельности. Отсюда следует, что организация профессиональной подготовки военного специалиста в вузе предполагает широкое использование информационных технологий, таких как:
- средства обучения, обеспечивающее как оптимизацию процесса познания, так и формирование индивидуального стиля предстоящей профессиональной деятельности;
- предмета изучения - знакомство с современными методами обработки информации, учитывающими специфику организации информационных процессов в профессиональной среде;
- инструмента решении профессиональных задач, обеспечивающих формирование умения принятия решений в современной информационной среде, а именно: определение, организация и поиск профессионально-важной информации; выбор и использованир средств, адекватных поставленной задаче; разработка технологии обработку информации: использование полученных результатов в оптимизации процесса решения профессиональных задач.
При обучении курсантов работе с конкретным программным обеспечением необходимо заложить фундамент для дальнейшего самостоятельного изучения его возможностей и успешного его использования в профессиональной деятельности. Задачей подготовки будущего специалиста является не только научить его выполнять выбранные операции в программном обеспечении, но и научить умению самостоятельно отыскивать и осваивать незнакомые операции, ^которые ему потребуются в предстоящей производственной деятельности.
Во второй главе «Содержание и технология реализации интегрированного спецкурса «Информационные технологии в строительстве» в подготовке бу-
дущих военных инженерову
на основании теоретико-методологических подхо-
дов, определённых в первой главе спроектирована и экспериментально реализована модель ИСК ИТС с учётом ресурсных потребностей, межпредметных связей и возможных барьеров по расширению использования технологий в обучении (рис. 3). При этом автор исходил из следующих положений и подходов:
1. Проблема построения, возникает из необходимости разработки курса, способного решать комплекс поставленных перед ним задач.
2. Конечная цель - построение курса, обеспечивающего эффективную инженерную подготовку курсанта.
3. Задачи исследования формулируются на основе, сопоставления первоначально намеченной цели с ресурсными возможностями: уровнем подготовленности курсантов к восприятию и усвоению материала спецкурса «ИТС», материальной базой вуза, уровнем подготовки преподавателей к использованию новых информационных технологий.
4. При анализе содержательной основы курса увязано место курса в системе межпредметных связей - готовность курсантов к восприятию курса - базовые знания, на которые они могут опираться при изучении. Условия теоретического усвоения курса это: предшествующее изучение математики, теоретической механики, сопротивления материалов и строительной механики, а инструментарием практического овладения является предшествующее изучение информатики и инженерной графики и параллельное изучение с металлическими конструкциями, которое начинается в 5-ом семестре. Описана интегративная сущность проектируемого спецкурса в соответствии с алгоритмом (рис. 1):
• Определение целей интеграции, выбор систематизирующего фактора.
Цель интеграции - разработка ИСК по формированию умения автоматизации расчетов параметров строительных конструкций у курсантов военного технического вуза. Систематизирующим фактором явилось актуализирование современным обществом применение информационных технологий.
• Выделение деятельностного и семантического поля для ИСК
На основании ГОС и требований современного информационного общества составлена программа «Информационные технологии в строительстве», где указано, что курсанты должны знать, и что уметь (Приложение 1 диссертации).
• Выделение интегративного ядра - гиперализация объектов интеграции.
Для обеспечения требований образовательного стандарта объединины расчетные дисциплины с ИТ в единую целостность с указанием взаимодействия между ними.
• Выделение объектов и компонентов интегрирования в виде учебных модулей.
В Приложении ¡диссертации описаны модули, включенные в ИСК «Информационные технологии в строительстве»:
- общие сведения о современных ИТ;
- компьютерная графика;
Рис. 3. Модель проектирования спецкурса «ИТС»
- механика твердого тела.
• Формирование связей между учебными дисциплинами.
Для решения этих проблем использованы межпредметные связи для распределения часов и учебных элементов (УЭ), унифицирован понятийный аппарат интегрируемых дисциплин. Определён первый показатель опережения:
количество новых УЭ Л . . . л01 = «0.1 {содержательное опережение)
общее число УЭ
• Разработка механизма реализации ИСК.
Набор ИТ и компьютерный класс с оптимизированной системой рабочих мест для расчета параметров строительных конструкций.
• Определение второго показателя опережения Лог через отношение новых формируемых компетенций п к общему их числу N.
pi
К02 = —■ и 0.15 (деятелъностное опережение, подготовки специалистов)
• Определение интегративного свойства, как результата изучения
ИСК.
Новым интегративным свойством после изучения ИСК является компетенция автоматизации расчетов параметров строительных конструкций на основе новейших ИТ.
5. При рассмотрении системы «задача-объект» анализ возможностей учебных блоков курса для решения комплекса задач и их реальности для условий исследуемого объекта, практическая направленность курса связана с использованием систем автоматизированного проектирования, расчёта и анализа (CAD/CAE системы).
6. Формирование тем осуществлялось путём рассмотрения существующих курсов:
• информатики и начертательной геометрии — T-II разделы: «Общие сведения о современных ИТ» и «Инженерно-строительные чертежи»;
• сопротивления материалов, строительной механики в сравнении с металлическими конструкциями выявления актуальных тем с последующей интеграцией в спецкурс и дифференцированием устаревших тем в существующих курсах; путём анализа существующих компьютерных программ, на основании которого выбрана наиболее оптимальная, для успешного внедрения в учебный процесс в военных инженерно технических вузах, CAD/CAE система для процесса компьютерного проектирования, расчёта и анализа — III раздел: «Механика твёрдого тела». Анализ межпредметных связей позволил предложить одновременное изучение спецкурса ИТС и металлических конструкций, что дало возможность:
- сравнивать возможные варианты «ручного» счёта при проектировании, и машинного;
- больше времени уделить практическим расчётам на ЭВМ.
Проведён мониторинг программных продуктов (табл. 2) на основании которого подобран программный продукт АРМ Win Machine, который обладает
следующими качествами:
- русскоязычный интерфейс и вся документация на русском языке для простоты обучения наличие обучающих и методических материалов для быстрого внедрения в учебный процесс;
- российские ГОСТы в базе данных;
- возможность выполнять все виды расчетов — как проектировочный, так И проверочный;
- имеет инструменты автоматического оформления чертежа согласно требованиям ГОСТ;
- недорогой продукт, так как использоваться он будет для обучения и в то же время (не урезанный), без ограничения возможностей для использования в научных целях.
Таблица 2
Сравнение вариантов программных комплексов*
Иазеанш 2Ге*п£- ГМп АРМ
ПЖ 95 »(«Ш'/йи
Параметрит
.Цена для ЛИ® 9(50 у.-е. -за 5 рабоик мест тооу.е, за 1 рабочее место 3000 Пигеен'за 10 рабочих мест ^ робо'Ки ^¿ЖТ ■
Ве]кчя Оля ВУЗое •"уреваннгвГ 750учлов 750 ЭЛЕМЕНТОВ 4500 степеней евчбоды учебная узлов "урезанная' \ ООО узлов И эл агентов ...... бй Щ Нг^ ж Н5'
Наличие?
-деяю ■ролнкоа Да Да Дч Ш Шт К
-рбучаюицв! роликов Нет Нет Нет данных |
-учетной ¿аишерятуры Да Да Да Л Г
руководства шикФВвгеой Да Да Лл к . '.Ж': ,
+-в таблицу включены предлагаемые специально для вузов с значительной скидкой программные комплексы на 1 января 2004 г, данные с официаль-^ ных сайтов разработчиков.
; - вариант предполагаемого выбора
АРМ ШтМасЫпе имеет набор инструментальных средств " расчета и анализа. Эти средства, в зависимости от назначения, разделены на подсистемы (модули), которые могут функционировать как л составе системы, так и самостоя тельно.
На каждом этапе процесса формирования содержания спецкурса большая
роль отводилась формированию качества результата.
- при планировании эксперимента - учитывались следующие аспекты сложной задачи моделирования. Поиск оптимального плана решения задачи :
- построение программы курса и отбор необходимого содержания материала в соответствии с его программой ;
- включение специальных дидактических приемов для усиления мотивации курсантов к профессиональной инженерной деятельности;
- отбор дополнительного материала для подготовки к практической инженерной деятельности;
- разработку технологического обеспечения процесса подготовки;
- разработку технологии развития требуемых на современном этапе жизнедеятельности инженерных качеств, необходимых при осуществлении профессиональной деятельности.
Следующий этап модельного процесса - получение и обработка экспериментальных данных. Поскольку эксперимент достаточно широк, в нем можно выделить четыре самостоятельных аспекта; формирование системы знаний; усиление профессиональной мотивации курсантов; подготовка курсантов к практико-ориентированной профессиональной деятельности; развитие профессионально значимых инженерных качеств.
Следующим элементом моделирования является оценивание качества полученной модели. При оценивании качества модели в модельном процессе сравниваем полученные результаты эксперимента с ожидаемыми и прогнозируемыми результатами. При первой попытке моделирования ИСК «ИТС» в процессе подготовки современных инженеров-строителей 2003-2004 учебном году и при оценке качества построенной тогда модели были выявлены существенные недостатки, которые не позволяли считать модель удовлетворительной. При анализе этапов моделирования был выявлен существенный недостаток педагогической мотивации курсантов к исследовательской работе. В модель были внесены коррективы, в частности, в технологическое обеспечение курса была включена специальная методика наибольшей продуктивности рабочих мест ПЭВМ (персональных электронно-вычислительных машин), содержащая количественный состав учебных подгрупп и принцип их формирования, элементы методики исследовательской работы на занятиях и привития навыков анализа полученных результатов.
Поиск альтернативных решений классическому обучению с использованием ЭВМ привели к следующему предположению, что: качественное парное комплектование рабочего места позволит оптимизировать работу по подготовке исходных данных для расчёта; создаст возможность сравнивать полученные результаты в паре на одном рабочем месте при изменении расчётной схемы и нагрузок; наиболее подготовленный в паре курсант будет косвенным помощником преподавателю для менее подготовленного.
Для определения повышения продуктивности рабочих мест ПЭВМ на базе ТВТИ был проведён педагогический эксперимент.
Эксперимент I. В качестве нулевой гипотезы выступало предположение о том, что выполнение заданий на ПЭВМ не зависит от качественного комплек-
тования рабочих, мест (по 1 курсанту или по 2 на каждое). В качестве альтернативной гипотезы - обратное предположение, причём вводилось допущение, что заполнение одного рабочего места двумя курсантами должно быть целевым, по специально выдвинутому нами предположению наибольшей продуктивности, которое должно войти в специальную методику после проведённых экспериментов.
Эксперимент II. В случае подтверждения альтернативной гипотезы эксперимента I необходимо убедиться, что положительный эффект принесла именно методика наибольшей продуктивности комплектования рабочих мест, а не просто сама идея парного комплектования.
Исходными данными для экспериментов были оценки, полученные курсантами при изучении раздел!а компьютерная графика, так как именно качество изучения этого раздела будет напрямую влиять на возможность сконцентрировать внимание на специфике раздела, а не на компьютерной грамотности. Сформирована шкала измерений для удобства процесса проведения эксперимента и выработки методики.
После изучения трёх тем, где задания были рассчитаны на выполнение на занятии, была сформирована; шкала и получены рабочие усреднённые данные, что отбрасывает компонент случайности.
Обработка статистических данных проводилась используя методы описательной статистики - описания результатов с помощью различных агрегированных показателей и графиков. Для проверки гипотезы о совпадении характеристик двух групп использовались критерии Крамера-Уэлча и Вилкоксона-Манна-Уитни. |
В результате проведённого эксперимента сделан вывод:
а) так как от качественного комплектования пары (заполнение одного рабочего места двумя курсантами) зависит продуктивность занятия, поэтому не следует формировать пару с одинаковой подготовкой курсантов;
б) нельзя допускать формирования пар с очень слабой подготовкой;
в) парное комплектование рабочего места ПЭВМ целесообразно применять на занятиях только тогда, когда необходимо достичь педагогического эффекта от изучаемых прикладных задач с применением ПЭВМ, в нашем случае вопросы исследования и анализа результатов, но не связанных напрямую в изучении работы самих программ ПЭВМ, где требуется индивидуальная наработка. Итак, при качественном, комплектовании пары на одно рабочее место не происходит лишних затрат йремени при создании расчётной схемы, курсант с более сформированными навыками компьютерной графики оказывает ведущую роль при создании общей расчётной схемы, которую потом и исследуют, выполняя свои варианты и анализируя полученные результаты для одной схемы. Таким образом, появляется возможность для исследований, и появляются помощники, которые как бы бфут часть обучающих функций преподавателя при
' выполнении вариантов исследований, у них появляется ответственность не только за себя, но и за других, повышается социальная значимость деятельности курсанта.
Тем самым появляется добавочный, личностный смысл учебной работы. Общественно полезный характер деятельности курсанта является мотивирующим фактором обучения, способствует формированию активной жизненной позиции будущего офицера.
Экспериментальная проверка рассматриваемой модели (рис 3) содержания ИСК ИТС проводилась нами в процессе пробного преподавания специального курса для курсантов инженерно-строительных факультетов Тольяттинско-го военного технического института. В период проведения эксперимента накапливался, обобщался, систематизировался и анализировался дидактический материал и на этой основе вносились коррективы в структуру курса и его содержание с целью усиленияУинтегративного начала. Получение и обработка экспериментальных данных обеспечивалось использованием различных методик.
Для подтверждения положительных изменений, после изучения курсантами спецкурса, в исследовании использовались математические методы обработки экспериментального материала (результаты текущих, рубежных, стадийных, итоговых контролен, отзывы курсантов на качество предложенных программ и содержание материала, результаты экспертного опроса преподавателей, проводивших занятия по специальным дисциплинам после проведения спецкурса).
Для подтверждения правомочности выдвинутых положений интеграции информационных технологий и фундаментализации содержания обучения в отношении специальных расчётных дисциплин, которые обобщены в модель ИСК «ИТС», экспериментально апробированный, проведён сравнительный анализ экзаменационных показателей дисциплин1, от качества, изучения которых зависела готовность к успешному прохождению экспериментального курса, с экзаменационными показателями специальных дисциплин и дипломного проектирования2, изучаемых после его прохождения, качество которых имеет прямую зависимость от его результативности (рис. 4).
Математическая обработка результатов проводилась при помощи критерия Пирсона ("Хи - квадрат"). Статистическая обработка показала исходную однородность экспериментальных и контрольных групп. Характеристики сравниваемых выборок контрольных групп и экспериментальной до эксперимента совпадают с уровнем значимости 0.05. Достоверность различий характеристик сравниваемых выборок экспериментальных групп после эксперимента с контрольными группами и с экспериментальной до эксперимента составляет 95%. Это доказывает правомочность выдвинутых положений и их влияния на повышение качества профессиональной подготовки будущих военных инженеров. Благодаря проведённому курсу в экспериментальных группах, приобретённые знания позволили к изучению специальных дисциплин выйти на новый более качественный уровень. Изучение же специальных дисциплин с приобретёнными навыками, сформированными при изучении экспериментального курса, гго-
1 ТМ - теоретическая механика; ВМ - высшая математика; ИФ — информатика; ИГ - инженерная графика; СМ - сопротивление материалов.
1МК - металлические конструкции; ЖБК - железобетонные конструкции; КДП - конструкции из дерева и пла-
стмасс; СС - специальные сооружения и комплексы; ДП - дипломное проектирование.
звопили значительно повысить качество результатов дипломного проектирования.
Степень успешности применения знаний, умений и навыков в практической деятельности выявлена при анализе отзывов Самих обучаемых после за-першения цикла специальных дисциплин.
Проведённые педагогические -эксперименты, позволили нам: - проанализировать качество модади содержания ИСК «ИТС», учитывая формирование системы знаний, усиление педагогической профессиональной мотивации Курсантов, подготовку курсантов к практико-ориентированВОЙ профессиональной деятельности, развитие профессишадьно значимых инженерных качеств;
мл
4^6
ЗД4 -W.S
СредкИ^ &ЗЛЛЫ
Рис. 4. Гистограмма процентного соотношения результатов экзаменов и дипломного проектирования до и после изучения спецкурса
- выявить существенные недостатки первоначальной модели, такие как, отсутствие мотивации курсанток к исследовательской работе, что позволило внести коррективы в модель, в частности, в технологическое обеспечение курса была включена специальная методика наибольшей продуктивности рабочих .мест ПЭВМ, содержащая количественный состав учебных подгрупп и принцип их формирования, элементы методики, способствующие исследовательской направленности занятий и привития навыков анализа полученных результатов;
- определить адекватные критерии оценки результатов каждого аспекта эксперимента, обработка которых позволила сделать вывод об эффективности предлагаемого курса.
Формирование иятегративного качества, как указывалось ранее, проводилось при изучении трёх разделов, после каждого проводилась диагностика учебного процесса (таб. 3):
I - уровень - мание, понимание, применение;
II - уровень - анализ (инжиниринг);
Ш - уровень - синтез (предложение);
IV - уровень - оценка.
Таблица 3
Результаты формирования интегративного качества умения автоматизировать расчёты, в %
Знание Понимание Применение Анализ Синтез Оценка
Качество 100 100 100 97 87 78
Полученные результаты после прохождения ИСК показывают о значительном уровне сформированности интегративного качества, умения автоматизировать проектирование и расчёты параметров строительных конструкций, в соответствии со стандартами ИСО 9000. Самым главным показателем качества любого процесса является удовлетворённость потребителя. В качестве потребителей учебного процесса выступают курсанты. Источником информации о качестве учебного процесса является мнение обучающихся, высказанное анонимно. Первый уровень узнавания достигли 100 % респондентов. Второй уровень освоили 97 % курсантов, благодаря использованию в расчётах CAE (Computer Aided Engineering) - (системы инженерного анализа) и развития способности проверять на каждом этапе конструирования на действие фундаментальных законов. Способны синтезировать полученные результаты 87 % респондентов и оценивать нестандартные ситуации — 78 %. Таким образом, всесторонняя проверка спроектированного спецкурса и методики его преподавания показала их высокую эффективность в повышении качества подготовки военных инженеров-строителей
В заключении подведены итоги исследования:
1. Обоснована теоретическая концепция интеграции информационных технологий и фундаментальных знаний получившая отражение в виде спецкурса.
2. Спроектировано содержание спецкурса и технология его реализации, позволяющие:
- использовать современные достижения информационных технологий и фундаментальных закономерностей при проведении инженерных расчётов;
- способствовать формированию интегративных компетенций у будущих военных инженеров строителей.
3. Предложены способы обобщения формируемых знаний у курсантов по естественнонаучным и общепрофесиональным дисциплинам с учётом новейших достижений науки и современных информационных технологий в строительстве, что создаёт интеллектуальный потенциал для изучения специальных дисциплин.
4. Разработана методика организации наибольшей продуктивности рабочих мест ПЭВМ, что позволило сформировать различные варианты дифференцирования содержания заданий для курсантов с разным уровнем подготовки и организовать их продуктивную совместную деятельность на рабочих местах ПЭВМ.
5. Основным способом проектирования ИСК «ИТС» является метод моделирования, позволяющий сравнивать модель с получаемыми результатами и по результатам анализа осуществлять корректировку, а, следовательно, совер-
шенствование структуры и содержания дисциплин, прогнозировать результаты обучения и обеспечивать опережающий уровень образования будущих военных инженеров-строителей.
6. Разработана учебная программа спецкурса, тематический план, учебно-методические пособия, его материальное и методическое обеспечение.
7. Проведенный педагогический эксперимент подтвердил правильность выдвинутой гипотезы и теоретических положений интеграции информационных и фундаментальных знаний в обучении курсантов инженерно-строительных факультетов военных технических вузов.
Предметом дальнейших исследований по данной проблеме является изучение эффективности разработанного спецкурса на продвижение выпускников по службе в производственной деятельности.
Материалы и основное содержание исследования нашли отражение в следующих публикациях:
1. Китаев Д.Е. О принципах фундаментализации курса «Сопротивление материалов»/Д. Е. Китаев// Теория и методика непрерывного образова-ния:Сб. трудов.V Всероссийской научн.-методической. конф. (28-29 января 2003г.) -Тольятти, ТГУ 2003|. Том.1.314с.-С.54-58.
2. Китаев Д.Е. Методологические основы процесса формирования фундаментального курса «Сопротивления материалов» в военных технических вузах /Д. Е. Китаев // Теория: и методика непрерывного образования: Сб. трудов. V Всероссийской научн.-методической. конф. (28-29 января2003г.) -Тольятти, ТГУ 2003. Том. 1 .| -С.58-61.
3. Китаев Д.Е. Предпосылки создания фундаментального курса «Сопротивления материалов» /Д. Е. Китаев // Теория и методика непрерывного об-разования:Сб. научных трудрв/Под. ред. Ю.И. Дика-Тольятти.: РАО, ИОСО, ТфИОСО РАО ТГУ,2003.-С135-137.
4. Китаев Д.Е. Научные концепции организации фундаментальной и профессиональной подготовки курсантов высших военных вузов по специальным техническим курсам /Д] Е. Китаев // Профессиональное образование в научно-педагогических исследованиях: Сб. научных статей асп., докторантов, соискателей иауч.степеней/Под.ред.Г.П. Корнева-Тольятга.: ТГУ,2003.-С.202-205.
5. Китаев Д.Е. ПихЬлого-педагогические аспекты концепции организации фундаментальной профессиональной подготовки курсантов военных вузов по специальным техническим курсам/Д. Е. Китаев // Профессиональное образование: перспективы развития, пути повышения эффективности: Сб.науч-ных статей /Под. ред акад. РАЕН проф. д.п.н Т.П. Корнева-Тольятти.:
ТГУ,2003.-С149-154. !
6. Китаев Д.Е. Вычислительные методы и их применение в фундаментальном курсе «Сопротивление материалов» /Д. Е. Китаев // Теория и методика непрерывного образования: Сб. научных трудов/Под. ред. Ю.И. Дика - Тольят-
' ти.: РАО, ИОСО, ТфИОСО РАО ТГУ,2003.-С137-141.
7. Китаев Д.Е. САГ>/САЕ системы для процесса компьютерного проектирования, расчёта и анализа в образовании курсантов военно-технических вузов/Д. Е. Китаев, Е. И. Др}оботов, А. О. Борисов // Инновационные стратеГ 24
гии и научно-методические аспекты образовательной области «Технология»: Сб. докладов. Всероссийской научн.-методической. конф. 16-18 декабря 2004г. -Тольятти - С.74-76.
8. Дроботов Б. И. АРМ WinMachine CAD/CAE система для учебного процесса и научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ в образовании курсантов военно-технических вузов / Е. И. Дроботов, Д. Е. Китаев, А. О. Борисов // Инновационные стратегии и научно-методические аспекты образовательной области «Технология»: Сб. докладов. Всероссийской научн.-методической. конф. 16-18 декабря 2004г. -Тольятти -С.72-74.
9. Китаев Д. Е. Курс по выбору «Механика твёрдого тела» как необходимое дополнение на пути к становлению инженера /Д. Е. Китаев// Развитие вуза через развитие науки: Сб. док.-ов II Внутривузовской научно-практической конференции (26 мая 2004г.).- Тольятти: ТфВИТУ, 2004. - 215с.- С.76-78.
10. Батавии А. Ф. Научные предпосылки внедрения новых информационных технологий в образовании курсантов военно-технических вузов / А. Ф. Батавин, Д. Е. Китаев // Материалы II Международной научно-практической конференции "Дни науки - 2006"Том 16.- Педагогические науки. - Днепропетровск: Наука и просвещение, 2006.-83с. C22-24.ISBN 966-7191-99-0 http://rusnauka.eom/DN2006/Pedagogica/4 batavin%20a.f..doc.htm
11. Китаев Д.Е. Методика наибольшей продуктивности рабочих мест ПЭВМ при изучении курса механики твёрдого тела /Д. Е. Китаев, Е. И. Дроботов// Материалы И Международной научно-практической конференции "Дни науки - 2006"Том 15,- Педагогические науки. - Днепропетровск: Наука и просвещение, 2006.-100с. С46-49. ISBN 966-7191-99-0 http://rusnauka.conv'DN2006/Pedagogica/5 kitaev%20d.e. .doc.htm
12. Китаев Д.Е., Учебная программа подготовки курсантов ТВТИ по дисциплине «Информационные технологии в строительстве»/Д. Е. Китаев, Ма-мулин В.В.// - Тольятти: ТВТИ, 2004.-10с.
13. Вильчинский В. В. Динамика сооружений./ В. В. Вияьчинский, Китаев// Учебное пособие. Тольятти: ВИТУ (фТ), 2003: 76с
14. Пушкарёва O.A. Напряженное и деформированное состояние в точке упругого элемента. Полная проверка прочности балки /О. А. Пушкарёва, Д. Е Китаев, В. В. Егоров // Учебное пособие / Тольятти: ВИТУ (фТ), 2004: 71с
15. Китаев Д. Е Устойчивость сжатых стержней. Расчёт на динамические нагрузки. / Д. Е. Китаев, В. И. Шполтаков, O.A. Пушкарёва// Учебное пособие / Тольятти: ВИТУ (фТ), 2002: 57с.
16. Пушкарёва O.A. Теория внутренних силовых факторов. Расчет на прочность при различных видах деформации./ O.A. Пушкарёва, Д. Е. Китаев// Учебное пособие / Тольятти: ВИТУ (фТ), 2003: 83с.
17. Китаев Д.Е. Применение рядов Фурье для решения задач сопротивления материалов / Д. Е. Китаев, С. А. Коновалов// Строительство 2004/Тезисы докладов/ Международная конференция 7-10 апреля 2004г.-Ростов-на-Дону.Ч1. С.96-97.
18. Борисов А. О. Применение современных компьютерных технологий в обучении сопротивлению материалов и строительной механике / А. О. Бори-
сов, Д. Е. Кихаев, Е. И. Дроботов // Инновационные стратегии и научно-методические аспекты образовательной области «Технология»: Материалы Всероссийской научно-методической конф. 16-18 декабря 2004г./ Тольяттин-ский государственный университет. - Тольятти: РИЦ. 2004,-101 с. - С.69-71.
19. Коновалов С. А. |Расчет задач сопротивления материалов на изгиб балок с помощью рядов Фурье / С. А. Коновалов, Д. Е. Китаев// Строительство 2004/Тезисы докладов/ Международная конференция 7-10 апреля 2004г.-Ростов-на-Дону 41: С.89-91.
20. Китаев Д.Е. Личностно-ориентированное педагогическое взаимодействие преподавателя и курсантов при компьютерном обучении / Д.Е Китаев, А. О. Борисов, Е. И. Дроботов // Развитие вуза через развитие науки: Сб. докладов 3-й Межвузовской научнр-практической конференции. 26 мая 2005г-ТВТИ. 2005 г. Тольятти. -С.150-152.1
21. Китаев Д.Е. Особенности функций преподавателя в учебном процессе с применением персонального компьютера /Д. Е. Китаев, А. О. Борисов, Е. И. Дроботов // Развитие вуза через развитие науки: Сб. докладов 3-й Межвузовской научно-практической конференции. 26 мая 2005г.-ТВТИ. 2005. г. Тольятти-С. 153-156. |
22. Китаев Д. Е. Численные методы решения задач строительной механики / Д. Е. Китаев, В. В. ВйльчинскийЯУчебное пособие. Тольятти, ТфВИТУ, 2003-101с. |
23. Дроботов Е. И. Методы организации обучения с применением персонального компьютера / Е. И. Дроботов, Д. Е. Китаев// Развитие вуза через развитие науки: Сб. докладов 3-й Межвузовской научно-практической конференции. 26 мая 2005г-ТВТИ. 2005 г Тольятти -С. 124-128.
24. Китаев Д.Е Применение программы АРМ WinMachine для расчёта трёхмерных стержневых, пластинчатых конструкций и балочных элементов на примерах /Китаев Д.Е. // Посрбие для выполнения практических работ по дисциплине «Информационные технологии в строительстве»/ Тольятти, ТВТИ, 2006:37с.
25. Китаев Д. Е. Внедрение информационных технологий через лабораторный практикум в образовании курсантов военного технического вуза./ Д. Е. Китаев, А. Ф. Батавии// Состояние и перспективы развития высшего образования: материалы докладов Международной научно-практической конференции (2-6 октября 2006г.) - Издательство НОЦ РАО; г. Сочи, 2006.- 168 с.,С.164-165, ISBN 5-902163-21-8.
26. Китаев Д. Е. Расчёт статически неопределимых стержневых систем /Д. Ё Китаев, О. А. Пушкарёва// Учебное пособие. - Тольятти, 2006. - 65с.;ил.
Публикации в изданиях, включённых в Перечень изданий, рекомендованных ВАК Минобразования РФ:
27. Китаев Д.Е. Повышение эффективности обучения с использованием ' персональных ЭВМ инженерным расчётам /Китаев Д.Е // Вестник Поморского
университета. Научный журнал №3, 2006. Физиологические и психолого-педагогические науки. ГУП ¡Соломбальская типография. Архангельск. 225с, С.200-203 ISSN 1728-7405. !
Подписано в печать 10.04.2007 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать оперативная. Объём 1,75 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ 129 Отпечатано с готового оригинала- макета в типографии ТВТИ. 445025, Тольятти, Ворошилова 2а.
Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Китаев, Дмитрий Евгеньевич, 2007 год
Введение.
Глава I. Пути развития теории и методики профессионального высшего военного технического образования.
1.1. Анализ проблем формирования содержания обучения в профессиональном высшем военном техническом образовании.
1.2. Исследование научных концепций информатизации и фундамента-лизации содержания обучения в профессиональной подготовке курсантов военных технических вузов.
1.3. Историография системно-интегрированных подходов в педагогике.
1.4. Моделирование системно-интегрированных подходов в современной подготовке военных специалистов.
Глава II. Содержание и технология реализации интегрированного спецкурса «Информационные технологии в строительстве» в подготовке будущих военных инженеров.
2.1. Реализация теоретико-методологических подходов в разработке модели содержания интегративного спецкурса на основе информационных технологий.
2.2. Определение наиболее подходящей CAD/CAE системы для процесса компьютерного проектирования, расчёта и анализа.
2.3. Разработка технологий автоматизированного расчёта на основе оптимизации продуктивности рабочих мест ПЭВМ. П
2.4. Опытно-экспериментальная апробация интегративного спецкурса
Введение диссертации по педагогике, на тему "Формирование профессионального специального курса "Информационные технологии в строительстве" в военном техническом вузе"
Реформирование высшей профессиональной школы, в том числе и технической, выдвинуло глобальную актуальную проблему информатизации инженерного образования. Решить ее в сложной ситуации ограничения функционирования высшего военного образования крайне сложно. Однако многие вопросы могут быть решены в рамках существующих в психолого-педагогической науке подходов к формированию современного содержания специальных курсов для курсантов. Система специальных курсов по выбору курсантов, ее развитие и становление идет, во многом, эмпирически, основываясь на небольшом временном опыте функционирования этих образовательных систем, неизвестных ранее высшему инженерному военному образованию.
Актуальность исследования определена реформированием Вооруженных Сил Российской Федерации, где наиболее ярко концентрируются и проявляются все позитивные и негативные аспекты военного образования. В новых социально-экономических условиях возникает необходимость овладения курсантами военных технических вузов системами автоматизированного проектирования расчёта и анализа строительных конструкций. Они позволяют инженеру решать широкий круг задач с применением компьютерного моделирования, компетентностного инженерного анализа по выбору оптимальных параметров конструкций, быстрого проведения расчётов на стадиях проектирования, обследования и реконструкции зданий и сооружений.
Необходимость автоматизации инженерных расчётов очевидна. Это необходимое, но не достаточное условие современного инженерного образования. Мало провести инженерный расчёт при помощи CAD/CAE (Computer Aided Design / Computer Aided Engineering) - систем автоматизированного проектирования расчёта и анализа, главное - не допустить ошибок на всех стадиях ввода данных, оценить правильность полученного результата расчёта, своевременно перепроверить и сделать обобщающие выводы. При таком подходе значительно сокращается время проектирования, и обеспечиваются требования надёжности и экономичности. Владение автоматизированным расчётом требует формирования у будущих инженеров новых компетенций, развития способностей выявлять связи между фундаментальными знаниями и информационными технологиями, применять эти знания к решению инженерных задач. В связи с этим меняются требования к подготовке специалистов в военных технических вузах, где высокого качества подготовки невозможно достичь без интеграции содержания дисциплин инженерного образования. В педагогическом плане это связано с отбором и синтезом наиболее значимого и не изменяющегося содержания в отношении специальных расчётных дисциплин, внедрения в него информационных технологий, где все этапы проведения инженерных расчётов должны выполнятся в соответствии с фундаментальными закономерностями. Следовательно, названные проблемы являются весьма актуальными.
Вопросам, связанным с использованием информационных технологий и интеграции в учебном процессе вуза с целью его интенсификации, посвящены работы С. И. Архангельского, В. А. Белавина, В. П. Беспалько, М. JI. Гайнетдинова, Б. С. Гершунского, Ю. С. Иванова, А. Я. Савельева и др. Однако в новых условиях совершенствования военно-строительного образования возникла необходимость разработки интеграции в подготовке специалистов на более высоком уровне.
Реализация современных требований общества к качеству подготовки военных инженеров связана с необходимостью устранения имеющихся недостатков в системе высшего технического образования:
- недостаточный объем предметов фундаментального цикла, консерватизм учебных программ и методик, дефицит квалифицированных кадров, слабая материально-техническая база, не позволяющая в полной мере использовать возможности передовых педагогических технологий;
- блок дисциплин, который отвечает за компьютерную подготовку курсантов начальных курсов, выполняет, как правило, пропедевтическую функцию. Курсанты овладевают лишь элементами компьютерной грамотности (пользовательскими навыками), что совершенно недостаточно для будущего специалиста;
- нереализованы значительные возможности совершенствования содержания, форм, организации, программ и методик преподавания специальных курсов в военно-строительных вузах;
- имеет место дефицит времени, отводимого на самостоятельную работу курсантов из-за строгого регламента военной службы.
Вышеперечисленные недостатки усугубляются рядом противоречий, среди которых определяющими являются следующие: необходимость развития образовательной парадигмы подготовки будущих военных инженеров и дефицита времени, отводимого учебным планом на изучение специальных дисциплин; повышение требований к уровню инженерно-технической подготовки курсантов и отставание содержания обучения от запросов современных строительных организаций развитого индустриального города и военного строительного комплекса. Их разрешение предлагается провести на основе отбора наиболее значимого и инвариантного содержания специальных расчётных дисциплин, приоритетным направлением которого являются способы быстрого расчёта и анализа при проектировании строительных конструкций; выделение отобранного материала в спецкурс, призванный соединить блоки естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин с профессиональным образованием, осуществить внедрение информационных технологий на основе их интеграции. Иначе говоря, осуществить переход от дискретного получения знаний и умений к их целостности.
С учетом вышеизложенных недостатков и противоречий сформулирована проблема исследования: «Каковы должны быть способы интеграции информационных технологий и фундаментальных знаний в содержание специальных расчётных дисциплин инженерно-строительной специальности в современных условиях, удовлетворяющих всем психолого-педагогическим нормам и позволяющих формировать у курсантов новые профессиональные компетенции автоматизированного расчёта и анализа строительных конструкций?». Отсюда следует тема исследования: «Формирование профессионального специального курса «Информационные технологии в строительстве» в военном техническом вузе».
Цель исследования - повышение качества подготовки курсантов военных технических вузов путём проектирования и реализации интегративно-го курса, сочетающего информационные технологии и фундаментальные знания.
Объектом исследования является образовательный процесс в высшем военном техническом учебном заведении.
Предмет исследования - проектирование и реализация интегративно-го содержания и технологии обучения специальным расчётным дисциплинам, направленным на повышение качества профессиональной подготовки курсантов военных технических вузов.
В основу исследования положена гипотеза, согласно которой качество профессиональной подготовки курсантов военных технических вузов будет повышено, если:
• определить способы проектирования интегративного спецкурса, соединяющего фундаментальную и профессиональную компоненты образования на основе отбора наиболее значимого и инвариантного содержания в отношении специальных дисциплин, ведущими линиями которого являются способы быстрого расчёта и анализа параметров строительных конструкций при помощи информационных технологий;
• обучение курсантов спецкурсу вести с максимальным использованием инновационных методов преподавания;
• применить процессную модель реализации интегративного спецкурса, в виде добавленной ценности, сформировать новые профессиональные компетенции;
• образовательный процесс будет адекватен государственным образовательным стандартам соответствующей квалификации, отвечать требованиям современного общества к достигнутому базовому уровню знаний будущих военных инженеров, полученных в высшей школе и обеспечиваться единством общеобразовательной и предметно-специальной составляющих содержания образования на основе принципа интеграции в его проектировании;
• оптимизировать подготовку курсантов через набор подходящих CAD/CAE систем и организации рабочих мест ПЭВМ.
В соответствии с проблемой, объектом, предметом и целью исследования решались следующие задачи:
1. Изучить современное состояние исследований высшего военного инженерно-технического образования и определить приоритетные направления повышения качества подготовки военных специалистов.
2. Обосновать концепцию интеграции информатизации и фундамента-лизации содержания специальных расчётных дисциплин в военных технических вузах и разработать модель создания интегративных курсов, способствующих преодолению недостатков прерывного (дискретного) процесса получения знаний и умений.
3. Спроектировать содержание и технологию реализации спецкурса «Информационные технологии в строительстве», построенного на основе современных информационных технологий и последних достижений науки в строительстве.
4. Провести опытно-экспериментальную проверку эффективности реализации разработанной модели и содержания спецкурса для курсантов инженерно-строительных факультетов военных технических вузов.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют: общефилософский системный подход, основанный на поиске и нахождении целостных характеристик изучаемых педагогических фактов и явлений; концепция личностно-деятельностного подхода к процессу обучения; диалектический метод познания процессов действительности; феномен преемственности; учение о развитии, определяющим движение от старого качественного состояния к новому; теория формирования содержания общего и профессионального образования, в том числе и системы специальных курсов; исторический подход к изучению педагогических явлений и процессов; положение материалистической диалектики о природе и обществе, как системном образовании; положение о ведущей роли деятельности в подготовке специалиста.
Анализ достижений педагогической науки, результатов фундаментальных и прикладных исследований ученых позволил выявить различные подходы к решению проблемы теории и методики проектирования содержания дисциплин в профессиональном образовании будущих инженеров военных специальностей. Разработке научных основ решения этой проблемы образования посвятили свои работы Н. И. Алпатов, А. В. Аранович, Ю. К. Ба-банский, Н. П. Бахарев, А. В. Барабанщиков, С. Я. Батышев, В. С. Безрукова, В. А. Бернацкий, JI. Г. Бескровный, П. О. Бобровский, В. Н. Бондаренко, Г. П. Корнев, Ю. А. Кустов, В. С. Олейников, А. М. Пырский, В. А. Сластенин, В. Я. Слепов, Ю. И. Тарский, В И. Хальзов, Н. К. Чапаев, Я. Я. Юрченко и другие. Опираясь на эти работы, были получены решения задач исследования.
Методы исследования составили комплекс взаимодополняющих подходов: теоретический анализ литературы; обобщение педагогического опыта; моделирование; анализ и синтез; абстрагирование; прогнозирование, методы индукции и дедукции; анализ структур учебных планов, содержания программ; наблюдение за педагогическим процессом и явлениями; изучение продуктов деятельности; экспертная оценка и самооценка; обобщение независимых характеристик; педагогический эксперимент, математические методы обработки результатов исследования.
Опытно-экспериментальной базой исследования является Тольят-тинский военный технический институт.
В опытно-экспериментальной работе приняли участие 368 курсантов и преподавателей.
Этапы исследования.
Исследование велось в течении семи лет и состояло из 3 этапов.
Первый этап (1999 - 2000 гг.) - пилотажно-поисковый: включение в научно-исследовательскую деятельность по изучению проблем военного образования. Изучалась социально-экономическая, историческая, философская и психолого-педагогическая литература, приказы и директивы Министра обороны РФ, что позволило наметить предмет исследования; изучалось состояние проблемы в существующей теории и практике, формировался категориальный аппарат исследования, проводилось анкетирование курсантов и преподавателей; накапливался эмпирический материал для использования его на следующем этапе научно-исследовательской работы.
Второй этап (2000 - 2003 гг.) - теоретико-методологический: разработана концепция информатизации и фундаментализации содержания обучения в отношении специальных расчётных дисциплин; на основе теоретических исследований и накопленного эмпирического материала была разработана модель проектирования содержания спецкурса информационных технологий в строительстве (ИТС); разрабатывались концепция усиления эффективности процесса обучения через соответствующее содержание спецкурса, определялись теоретические основы интегративного подхода к его содержанию, учебная программа, которые корректировались в ходе реального учебного процесса.
Третий этап (2003 - 2006 гг.) - экспериментально-обобщающий, который характеризовался реализацией специального интегрированного курса (ИСК) «ИТС» в обучении курсантов инженерно-строительных факультетов; шла многоаспектная проверка выдвинутой гипотезы, в процессе которой апробировались пути и средства повышения эффективности разработанной концепции информатизации и фундаментализации содержания обучения в отношении специиальных расчётных дисциплин; решались задачи, поставленные перед научным исследованием; велась обработка полученных в исследовании опытно-экспериментальных материалов и создание условий (социально-экономических, психолого-педагогических, методических, организационных и др.), обеспечивающих эффективное функционирование специального курса, оформлялся текст диссертации, и велась его предварительная экспертиза.
Научная новизна исследования состоит в том, что в диссертации на основе тесной связи теории с практикой:
• обоснована концепция интеграции информационных технологий и фундаментальных знаний реализованная в виде спецкурса;
• спроектировано содержание спецкурса и технология его реализации, позволяющие использовать современные достижения информационных технологий и фундаментальных закономерностей при проведении инженерных расчётов, способствующих формированию новых интегративных компетенций у будущих военных инженеров строителей;
• предложены способы обобщения формируемых знаний у курсантов по естественнонаучным и общепрофессиональным дисциплинам с учётом новейших достижений науки и современных информационных технологий в строительстве, что создаёт условия для изучения специальных дисциплин на высоком теоретическом уровне;
• апробирована методика повышения продуктивности рабочих мест ПЭВМ для курсантов с разным уровнем подготовки и их совместной учебной деятельности на ПЭВМ.
Теоретическая значимость исследования состоит в следующем:
• спроектирована теоретическая модель создания спецкурса, обоснованы дидактические и воспитательные подходы, повышающие уровень использования инновационных методов в подготовке военных специалистов;
• на теоретическом уровне решена задача интеграции курсов естественнонаучных, общепрофессиональных дисциплин и информационных технологий в структуре профессионального образования, направленная на развитие и закрепление у курсантов профессионально значимых личностных качеств и новых компетенций, что вносит реальный вклад в разработку методологии повышения качества профессиональной подготовки будущих инженеров.
Практическая значимость исследования. Содержащиеся в диссертации теоретические положения и практические рекомендации представляют собой основу для формирования образовательного процесса в профессиональном образовании курсантов военных технических вузов, а прошедшая опытно-экспериментальную проверку учебная программа, опубликованные материалы, методические рекомендации используются в практике вузовского обучения будущих военных и гражданских инженеров инженерно-строительных специальностей.
Результаты исследования внедрены в практику работы Тольяттин-ского военного технического института, Тольяттинского государственного университета, Казанского высшего артиллерийского командного училища, что служит повышению качества подготовки будущих военных и гражданских инженеров в профессиональной деятельности.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались адекватностью исходных методологических позиций исследования, опорой на философские основания, психолого-педагогические позиции, историческим подходом, критическим анализом существующего содержания спецкурсов в военных технических вузах; многолетней организационной и научной деятельностью соискателя в качестве преподавателя Военного технического института (г. Тольятти), организатора опытно-экспериментальной работы; репрезентативностью 10% выборочной совокупности количественного состава будущих инженеров, участвующих в проведении опытно-экспериментальной работы; реализацией поставленных в исследовании задач; возможностью экстраполяции полученных в опытно-экспериментальной работе результатов в другие высшие военные и гражданские технические учебные заведения России; сопоставлением полученных данных с массовой практикой.
На защиту выносятся:
1. Концепция интеграции информационных технологий и фундаментальных знаний по естественнонаучным и общепрофессиональным дисциплинам, обеспечивающая повышение качества подготовки военных специалистов путём формирования у них новых интегративных профессиональных компетенций.
2. Содержание интегративного спецкурса, призванного активно использовать современные достижения информационных технологий и законов фундаментальных наук при проведении инженерных расчётов на начальном этапе профессиональной подготовки военных инженеров-строителей.
3. Технология реализации спецкурса через обоснованную CAD/CAE систему и организацию рабочих мест ПЭВМ, повышающую эффективность обучения.
Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты исследования докладывались на научно-практических конференциях Тольяттинского государственного университета (г. Тольятти, 20032004гг); на учебно-методических конференциях Тольяттинского военного технического института(г. Тольятти, 2003-2006); на международной научно-практической конференции "Строительство" (г. Ростов, 2004г.); на V Всероссийской научно-методической конференции "Теория и методика непрерывного образования " (Тольятти, 2003 г.), на II Международной научно-практической конференции "Дни науки - 2006" (Белгород-Днепропетровск, 2006 г.), на Международной научно-практической конференции "Состояние и перспективы развития высшего образования" (2-6 октября 2006г.) - г. Сочи.
Результаты проведенного исследования докладывались на заседаниях кафедры строительных конструкций и механики твёрдого тела Тольяттинского военного технического института, заседаниях кафедры материаловедения и механики материалов Тольяттинского государственного университета, где получили положительную оценку.
Структура и основное содержание диссертации. Выполненная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.
Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика профессионального образования"
Выводы по второй главе.
1. Сформирована и экспериментально подтверждена модель содержания ИСК «ИТС»:
- реализованы теоретико-методологические подходы в разработке ИСК «ИТС» с учётом ресурсных потребностей для эффективного внедрения спецкурса, межпредметных связей и возможных барьеров к расширению использования технологий;
- проведён анализ существующих программ, на основании которого выбрана наиболее оптимальная, для успешного внедрения в учебный процесс в военных инженерно технических вузах, CAD/CAE система для процесса компьютерного проектирования, расчёта и анализа;
- исследована деятельность по повышению эффективности практических занятий и разработана методика наибольшей продуктивности рабочих мест ПЭВМ для активизации учебной деятельности обучаемых, включения элементов исследования и привития навыков анализа результатов.
2. Разработана содержательная основа подготовки курсантов к инженерной деятельности на базе образовательного учреждения и технологическое обеспечение этой подготовки.
3.На основе изучения межпредметных связей, теоретических и практических предпосылок определено место в учебном процессе вуза ИСК «ИТС».
4. Разработана программа курса, тематический план и учебно-методический комплекс обеспечения курса.
5. Проведены педагогические эксперименты, которые позволили нам:
- проанализировать качество модели содержания ИСК «ИТС», учитывая формирование системы знаний, усиление педагогической профессиональной мотивации курсантов, подготовку курсантов к практико-ориентиро-ванной профессиональной деятельности, развитие профессионально значимых инженерных качеств;
- выявить существенные недостатки первоначальной модели, такие как, отсутствие педагогической мотивации курсантов к исследовательской работе. В модель были внесены коррективы, в частности, в технологическое обеспечение курса была включена специальная методика наибольшей продуктивности рабочих мест ПЭВМ, содержащая количественный состав учебных подгрупп и принцип их формирования, элементы методики, способствующие исследовательской направленности занятий и привития навыков анализа полученных результатов;
- выявить адекватные критерии оценки результатов каждого аспекта эксперимента, обработка которых позволила сделать вывод об эффективности предлагаемого курса.
Заключение
Основным итогом исследования можно считать:
- постановку и решение актуальных на современном этапе развития образования теоретических и практических проблем совершенствования системы обучения путём интеграции информационных технологий и фундаментализации содержания обучения в отношении специальных расчётных дисциплин;
- оперативное внедрение современных информационных технологий через систему спецкурса для курсантов инженерно-строительных факультетов военных технических вузов, что в сложных современных социально-экономических условиях является существенным достижением педагогической науки.
Сформулированы следующие выводы по проделанной исследовательской работе:
1. Обоснована теоретическая концепция интеграции информационных технологий и фундаментальных знаний получившая отражение в виде спецкурса.
2. Спроектировано содержание спецкурса и технология его реализации, позволяющие:
- использовать современные достижения информационных технологий и фундаментальных закономерностей при проведении инженерных расчётов;
- способствовать формированию интегративных компетенций у будущих военных инженеров строителей.
3. Предложены способы обобщения формируемых знаний у курсантов по естественнонаучным и общепрофесиональным дисциплинам с учётом новейших достижений науки и современных информационных технологий в строительстве, что создаёт интеллектуальный потенциал для изучения специальных дисциплин.
4. Разработана методика организации наибольшей продуктивности рабочих мест ПЭВМ, что позволило сформировать различные варианты дифференцирования содержания заданий для курсантов с разным уровнем подготовки и организовать их продуктивную совместную деятельность на рабочих местах ПЭВМ.
5. Основным способом проектирования ИСК «ИТС» является метод моделирования, позволяющий сравнивать модель с получаемыми результатами и по результатам анализа осуществлять корректировку, а, следовательно, совершенствование структуры и содержания дисциплин, прогнозировать результаты обучения и обеспечивать опережающий уровень образования будущих военных инженеров-строителей.
6. Разработана учебная программа спецкурса, тематический план, учебно-методические пособия, его материальное и методическое обеспечение.
7. Проведенный педагогический эксперимент подтвердил правильность выдвинутой гипотезы и теоретических положений интеграции информационных и фундаментальных знаний в обучении курсантов инженерно-строительных факультетов военных технических вузов.
Предметом дальнейших исследований по данной проблеме является изучение эффективности разработанного спецкурса на продвижение выпускников по службе в производственной деятельности.
Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Китаев, Дмитрий Евгеньевич, Тольятти
1. Абдуллаев Ш. Ф. Педагогические основы повышения квалификации преподавателей специальных дисциплин, не имеющих базового педагогического образования // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. пед. наук. -Душанбе, 1990.
2. Аданников А. А. Фундаментализация физико-математической подготовки в профессиональном образовании студентов технических вузов // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ, кандидата пед. наук. Т.: 2000.
3. Актуальные проблемы повышения квалификации руководителей школ: методические рекомендации. М.: Прометей, 1993. - 137с.
4. Амосова Р. Г. Опыт внедрения результатов педагогических исследований в практику. Советская педагогика, 1976, № 9, С. 5 7 -62.
5. Ананьев Б. Г. Избранные психологические труды. М.: 1980. - T.I - 1 Юс
6. Ананьев Б. Г. Человек как предмет познания. Л.: Наука, 1969. - С.98.
7. Андреев В. И. Педагогика творческого саморазвития. Казань, 1996. -567с.
8. Аникин И. Ю. Система профессионально направленного обучения электротехнике курсантов строительной специальности военно-технического вуза // дисс. на соиск. уч. степ, кандидата пед. наук. Т.: 2000. - 238 с.
9. Архангельский С. И.Учебный процесс в высшей школе, его закономерные основы и методы. М.: Высш. шк., 1980. - 368 с.
10. Атутов П. Р. Политехнический принцип в обучении школьников // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ, доктора пед. наук. М.: 1970. - 14 -15с.
11. Брушлинский А. В. Деятельность субъекта и психическая деятельность (деятельность: теория, методология, проблемы). М.: Политиздат, 1990.19 с.
12. Бараева О. Ю. Стратегическая деятельность директора как фактор развития школы // Дисс. на соис. уч. .степ. канд. пед. наук. СПб.: 1995.-228 с.
13. Бабанский Ю. К. Как оптимизировать процесс обучения. М.: Знание, 1978.- 48с.
14. Бабанский Ю. К. О совершенствовании методов научно-педагогических исследований. М.: Советская педагогика, 1975, №11.- С.46-53.
15. П.Бабанский Ю. К. О совершенствовании системы повышения квалификации учителей. М.: Педагогика, 1985. - 263 с.
16. Бабанский Ю. К. Оптимизация учебно-воспитательного процесса. -М.:Просвещение, 1982. 192 с.
17. Бабанский Ю. К. Педагогика. М.: Просвещение, 1987. - 546 с.
18. Бабанский Ю. К. Роль научного образования в формировании социалистической личности. Берлин, 1974. - 189 с.
19. Бабанский Ю. К. Школа в условиях информационного взрыва. М.: Перспективы, 1983, № 2. - С.5 - 21.
20. Батракова И. С. Организация педагогического процесса в современной школе.-СПб.: 1994.-71 с.
21. Батышев С. А. Производственная педагогика. М.: Педагогика, 1991. -687с.
22. Батышев С. Я. Научная организация учебно-воспитательного процесса. -М.: Педагогика, 1980. 456 с.
23. Безрукова В. С. Педагогика. Учебное пособие. Екатеринбург: - Изд. «Деловая книга», 1996.-344 с.
24. Беляева А. П. Методологические проблемы научных исследований профессионально- технического образования. М.: Высшая школа, 1987. 168199 с.
25. Беляева А. П. Проблемы перестройки профессиональной школы. -М.:1990.-165 с.
26. Беляева А. П. Профессионально-педагогическая технология обучения в профессиональных учебных заведениях. СПб: 1995. - 228 с.
27. Беспалько В. П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989. - 192 с.
28. Беспалько В. П. Теория учебника. М.: Педагогика, 1988. -160 с.
29. Беспалько В. П., Татур Ю. Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов. М.: Высшая школа, 1990. - 144 с.
30. Блонский П. П. Избранные педагогические произведения. М.: АПН РСФСР, 1961.-302 с.
31. Борисова Н. В. Педагогические особенности создания и внедрения системы активных методов обучения в институте повышения квалификации // Дисс. на соиск. уч. степ. канд. пед. наук. М.: МГУ, 1987.
32. Болотов В. А. Педагогические кадры России // Учительская газета, 12 декабря 1994.
33. Бондарёв Б. В. Основы философских знаний. Киев: Рад шк., 1997.-156 с.
34. Васильев Ю. В. Педагогическое управление в школе: методология, теория, практика. М.: Педагогика, 1990. - 139 с.
35. Внуков О. Ф., Петрунин K.J1. К разработке модели учебного плана ВВУЗа // Новые технологии обучения и пути повышения эффективности подготовки кадров в условиях реформы высшей военной школы: Сборник научных трудов.- С-Пб.: ВВИСУ, 1993.- с.18-19.
36. Грабарь М. М., Краснянская К. А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. М.: Педагогика, 1977. - 136 с.
37. Гальперин П. Я. Теоретические основы инноваций в педагогике. М.:1991.-326 с.
38. Гвишиани Д. М. Организация управления. М.: Наука, 1982. - 321 с.169
39. Генкин Б. М. Введение в теорию эффективности труда. СПб.: ГИЭА,1992.-43 с.
40. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика.- М.: Высш. школа, 1977. 479 с.
41. Горелова Г. В., Кацко И. А. Теория вероятностей и математическая статистика в примерах и задачах с применением EXCEL. Ростов н/Д: Феникс,2005.-480 с.
42. Дарков А. В., Шапиро Г. С. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1989,233 с.
43. Дятлов С. А. Информационный подход к оценке эффективности инвестиций в образовании. // Образованная Россия: Специалист XXI века. Про-блеммы российского образования на рубеже третьего тысячелетия.-СПб.: ПАНИ, 1997.-С. 10-15.
44. Гинецинский В. И. Основы теоретической педагогики. Санкт-Петербург: Изд. СПГУ, 1992.-154 с.
45. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования Требования к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности. -М.: 2000.-С.ЗЗ.
46. Жиделев М. А. Методы производственного обучения. М.:Просвещение, 1991.-321 с.
47. Журавлев И. К. Дидактические основания для формирования содержания учебных предметов. М.: НИИ ОП АПН СССР, 1980. -38с.
48. Зайцев С. Г. Новые информационные технологии в образовании и управлении учебным заведением. // Компьютеры в учебном процессе, № 8, август 1996, странный специальный журнал для пытливых умов любого возраста, ООО "ИНТЕРСОЦИОИНФОРМ".
49. Зверев И. Д., Максимова В. Н. Межпредметные связи в современной школе. М.: Педагогика, 1981. - 160 с.
50. Зевина А. Н. Система повышения квалификации педагогических кадров г. Москвы. М.: Просвещение, 1976. - 192 с.
51. Зорина JI. Я. Научная картина мира как средство и итог системного усвоения наук. М.: Просвещение, 1979.
52. Зубов В. Г. Политехническое образование в современных условиях // Советская педагогика, 1990, № 3.
53. Итоги изучения общественного мнения выпускных курсов Тольяттинского ВВСКУ. Тольятти, 1996.- 6с.
54. Итоги изучения общественного мнения выпускных курсов Тольяттинско-го фВИТУ. Тольятти, 2001.- 9с.
55. Итоги изучения общественного мнения выпускных курсов Тольяттинско-го ВТИ. Тольятти, 2004.- 9с.
56. Карпов В. В. Повышение квалификации специалистов профессионального образования как исследовательская проблема // Актуальные проблемы профессионального образования. СПб.: ЦИПКРО, 1995.-15 с.
57. Карташов П. И. Внедрение рекомендаций педагогической науки в практику. М.: Педагогика, 1984. - 128 с.
58. Каган М. С., Гусев В.А. Интеграционные процессы в преподавании физики в колледже и вузе. М.: Наука, 1994. 148с.
59. КорепановаН. В. Проблемы теории обучения. М.: 1994. -256с.
60. Корнев Г. П. Система повышения профессиональной квалификации учителей физики // Диссертация на соискание учёной степени доктора педагогических наук. М.:НИИ СиМО АПН СССР, 1988. - 363 с.
61. Коменский Я. А. Избранные педагогические сочинения. М.:Педагогика, 1981.
62. Конаржевский Ю. А. Что нужно знать директору школы о системах и системном подходе. Челябинск, ЧГПИ, 1986. - 133 с.
63. Кравец В.В. Пути повышения эффективности использования новых информационных технологий в образовании // Межвуз. сб. "Информационные технологии в процессе подготовки современного специалиста". Вып.1. Липецк: ЛГПИ, 1998. - С.73-76.
64. Кун Т. Неразличимость революций // Межвуз. сб. "Информационные технологии в процессе подготовки современного специалиста". Вып.1. Липецк: ЛГПИ, 1998. - С.69-72.
65. Кубичев Е. А. ЭВМ в школе. М.: Педагогика, 1986. - 94 с.
66. Кузьмин И. П. Принцип системности в теории и методологии повышения квалификации. М.: 1996. - 266 с.
67. Кузьмин И. П. Принципы системности в педагогической теории. М.: Педагогика, 1986. - 398 с.
68. Кузьмин И. П. Роль института в решении проблемы информатизации системы повышения квалификации работников профессионального образования // Актуальные проблемы профессионального образования. -СПб.: 1995.-C.il.
69. Кузьмина Н. В. Методика аттестации учителей как средство активизации педагогического творчества. Гомель, 1978.
70. Кузьмина Н. В. Методика системного педагогического исследования. -Л.: ЛГУ, 1982.-172 с.
71. Кузьмина Н. В. Методы исследования педагогической деятельности. -Л.: ЛГУ, 1982.-116 с.
72. Кузьмина Н. В. Основы вузовской педагогики: Учебное пособие. Л.: ЛГУ, 1972.
73. Кузьмина Н. В. Психологическая структура деятельности учителя и формирование его личности // Автореф. дисс. на соиск. уче. степ, доктора пед. наук. Л.: 1965. - 34 с.
74. Кустов Ю. А., Кустов Ю. Ю. Системогенетика и проблема переноса в педагогику подходов смежных научных дисциплин. // Проектирование и реализация педагогических технологий. Самара, 1996 - С. 9-17.
75. Кустов Ю. А.Проблемы преемственности в системе непрерывного образования // Образованная Россия: Специалист XXI века. Проблемы российского образования на рубеже третьего тысячелетия. СПб.: ПАНИ, 1997.- С.128-131.
76. Лернер И. Я. Процесс обучения и его закономерности. М.: 1980. -96 с.
77. Лернер И. Я. Дидактические основы методов обучения. М.: Педагогика,1981.- 186 с.
78. Леднев В. С. Содержание общего среднего образования. М.: Педагогика, 1980.-264 с.
79. Леонтьев А. Н. Деятельность. Сознание. Личность. М.: Педагогика, 1975.-72 с.
80. Лийметс X. И. Как воспитывает процесс обучения. М.: Знание, 1982. -96с.
81. Липатова Г. А. Профессионально-техническое образование в СССР. -М.: Просвещение, 1970. 364 с.
82. Лихачев Б. Т. Воспитательные аспекты обучения. М.: Просвещение,1982.-192 с.
83. Ломов Б. Ф. Методические и теоретические проблемы психологии. -М.: Наука, 1984.- 445 с.
84. Лошкарева Н. А. Функции учебников в формировании учебных умений и навыков // Советская педагогика, 1981, № 3. С.24 - 27.
85. Львова Ю. Л. Творческая лаборатория учителя. М.: Просвещение, 1980.184 с.
86. Марон А. Е., Глинский И.П. Проблемы повышения квалификации учителей естественно-математических дисциплин. В сб. научных трудов. Л.: НИИ 0В АПН СССР.1980. - С.63 - 65.
87. Максимова В. Н. Педагогические основы повышения квалификации // Повышение квалификации руководящих работников и специалистов профтехобразования. М.: 1990. - С. 14 - 30.
88. Моминбаев Б. К. Интеграция педагогических и технических знаний при подготовке инженеров-педагогов в сельхозвузе // Моделирование педагогических процессов. СПб.: ПСА, 1996. - с56-61.
89. Мочалова Н. М., Муставина Р. 3. Интеграция, как средство повышения эффективности педагогического процесса //Материалы международной конференции. СПб.: ПСА, 1997. - с 39-46.
90. Махмутов М. И. Современный урок. М.: Педагогика, 1985. - 184 с.
91. Методологические основы научного познания / Под ред. П. В. Попова. -М.: Высшая школа, 1986. С. 74 - 105.
92. Методологические основы научного познания / Под ред. П. В. Попова. -М.: Высшая школа, 1986. С. 74 - 105.
93. Моделирование педагогических ситуаций: проблемы повышения качества и эффективности общепедагогической подготовки учителя / Под ред. Ю. Н. Кулюткина, Г. С. Сухобской. М.: Педагогика, 1981. -120с.
94. Неуймин Я. Г. Модели в науке и технике: История, теория, практика. -Л.: Наука, 1984.- 189 с.
95. Научная организация труда // Сб.работ под ред.Ю. К. Бабанского. -М.: Педагогика, 1982. 158 с.
96. Носко Ю. В. Прогностическое обоснование содержания обучения рабочих в профессиональных лицеях // Автореф.дисс. на соиск. уч. степ. канд. пед. наук. М.: ИРПРО, 1994.
97. Образование в современном мире: состояние и тенденции развития / Под ред. М. И. Кондакова. М.: Педагогика, 1986. - 247 с.
98. Огурцов А. П., Разумов А. Е. Научно-техническая революция и особенности современного научного познания. М.: Знание, 1987.
99. Проектирование педагогических технологий: VII сессия Международной школы-семинара М.: Наука, 1996. - 196 с.
100. Проблемы повышения квалификации учителей естественно-математических дисциплин / Под ред. Марона А. Е.и Глинского И. П. -JL: НИИОВ АПНСССР.1980.- 116 с.
101. Паначин Ф. Г. Педагогическое образование в СССР. Важнейшие этапы -современное состояние. М.: Педагогика, 1975. - 224 с.
102. Паначин Ф. Г. Школа и общественный прогресс. Актуальные вопросы работы общеобразовательных школ. М.: Просвещение, 1983.-245 с.
103. Педагогика / Под ред. Ю. К. Бабанского. М.: Просвещение, 1983. -608с.
104. Педагогический менеджмент и прогрессивные технологии обучения // Материалы международной научно-методической конференции. -СПб.: ЦИПКРиСПО, 1996.-212 с.
105. Песталлоцци И. Г. Избранные педагогические произведения. М.:Педа-гогика, 1981.
106. Петровский А. Н. Психология деятельности. М.: 1991. - 326 с.
107. Пинский А. А., Голин Г. М. Логика науки и логика учебного процесса// Советская педагогика, 1983, № 12.
108. Платонов К. К. Система психологии и теория отражения. М.: Наука, 1982.-254 с.
109. Платонов К.К., Голубев Г. Г. Психология. М.: Педагогика, 1983. -354 с.
110. Поташник М. М. Управление современной школой. М.: 1992. -201 с.
111. Приказ Министра обороны РФ № 80 от 5 апреля 1999 года. О введении в действии положения о высших военных учебных заведениях. МО РФ.-М.,2000
112. Приказ Министра обороны РФ № 195 от 6 июня 2000 года. О переходе высших военных учебных заведений Министерства обороны РФ к обучению по новым учебным планам и программам- М., 2000. 13с.
113. Программы развития новаторства: Сб. конкурсных работ учителей. -Тольятти: ТПП, 2000.-112с.
114. Разумовский В. Г., Усанов В. В. Некоторые вопросы перехода на новое содержание учебного процесса // Физика в школе, 1976, № 1. -С.3-8.
115. Резолюция. Третьей научной сессии Научного совета Петровской академии наук и искусств от 16 октября 1996 г. // Образованная Россия: Специалист XXI века. Проблемы российского образования на рубеже третьего тысячелетия. СПб.: ПАНИ, 1997. - С. 10-15.
116. Результаты деятельности выпускника ТфВИТУ.- Тольятти, 2001, 8с.
117. Рекомендации по разработке учебных планов и программ для подготовки офицерских кадров в военно-учебных заведениях Министерства обороны СССР.- М.: МО СССР, 1989. 46 с.
118. Романова О. Г. Автоматизированная система обработки данных деканата. Тольятти, ТолПИ, 2000. - 36 с.
119. Романова О. Г. Исследование уровня подготовки преподавателей технических вузов к профессиональной деятельности. "Современные проблемы непрерывного образования". М.: ИОСО РАО, 2000. - С. 36 - 44.
120. Рубинштейн С. J1. Основы общей психологии. М.: Педагогика, 1989. -T.I.-485 с; Т.2.-322 с.
121. Свенцицкий A. J1. Социальная психология управления. Л.: ЛГУ, 1986.285 с.
122. Сибирский М. П. Организация методической работы в учебных заведениях военного профессионального образования. СПб.: 1994.
123. Сиврикова Б. Е. Оптимизация планирования учебного процесса с применением персональных ЭВМ // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. пед. наук. М.: 1996. - 22 с.
124. Субетто А. И. Социогенетика: системогенетика, общественный инте-лект, образовательная генетика и мировое развитие.- М.: Исслед. центр проблем качества подгот. спец., 1994.-168с.
125. Скаткин М. Н. Совершенствование процесса обучения. М.: Педагогика, 1981.- 124 с.
126. Сластенин В. А. Какой нам нужен учитель физики // Материалы семинара по повышению квалификации преподавателей методики физики педагогических институтов РСФСР. Орел: ОГПИ, 1973. - С. 6 -23.
127. Спицнадель В. Н. Формирование системных знаний в области управления научно-технической деятельностью.// Образованная Россия: Специалист XXI века. Проблеммы российского образования на рубеже третьего тысячелетия.-СПб.: ПАНИ, 1997.-С.72-75.
128. Теоретические основы содержания среднего образования // Под ред. В.В.Краевского, И. Я. Лернера. М.: Педагогика, 1983. - 334 с.
129. Трофимов А. А. Практический опыт использования системы АРМ WinMachine при проектировании несущих металлоконструкций в машиностроении и строительстве-М: САПР и графика 11.2002.- 86 с
130. Тюнников Ю. С. Исследование интегративной сущности профессионально-теоретической подготовки учащихся при педагогическом проектировании. // Научно-техническая революция в образовании. М.: Политиздат, 1992.-с 96
131. Турченко В. Н. Социально-педагогические проблемы учителей труда. -М.: Знание, 1975.-64 с.
132. Ушинский К. Д. Избранные педагогические сочинения. М.: Педагогика, 1974.-212 с.
133. Ушинский К. Д. Сочинения // Т.З. М.Педагогика, 1978. - 284 с.
134. Учебная программа Тольяттинского фВИТУ.- Т., ТфВИТУ, 2001. -13 с.
135. Учебная программа БИТУ.- СПб., БИТУ, 2001. -19 с.
136. Фадеев В. А. Исследование практической значимости обучения для слушателей институтов повышения квалификации // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. пед. наук. Л.: НИИ 0В АНН СССР, 1980.
137. Феодосьев В. И. "Сопротивление материалов", М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1989 с. 125.
138. Федотова Л. Д. Обновление содержания профессионального образования за счет интеграции // Дисс. на соиск. уч. степ. канд. пед. наук. М.: МГУ, 1999.
139. Философский энциклопедический словарь / Под ред. С.С. Аверинцева и др. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Сов. энциклопедия, 1989. - 815 с.
140. Худоминский П. В. Развитие системы повышения квалификации педагогических кадров советской общеобразовательной школы. М.: Педагогика, 1987.- 184 с.
141. Чапаев Н. К. Интеграция педагогического и технического знания в педагогике профтехобразования.- Екатеринбург: СИПИ, 1992.-224 с.
142. Черезов И. М. Система форм организации обучения в системе профтехобразования. М.: Педагогика, 1987. - 152 с.
143. Чегодаев Н. М. Организационно-педагогические условия совершенствования системы повышения квалификации педагогических кадров // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. пед. наук. СПб: НИИ ОВ АПН СССР, 1991.
144. Чернова Ю. К. Интегральный критерий качества усвоения знаний // Интеграция в педагогике и образовании.- Самара: СИПК, 1994.- с.39-46.
145. Чернова Ю. К Квалитативные технологии обучения: Монография. Тольятти: Изд. фонда «Развитие через образование», 1998.-149 е.: илл. 21
146. Шакуров P. X. Социально-психологические проблемы руководства педагогическим коллективом. М.: 1988. - 182 с.
147. Шамова Т. И. Активизация учения школьников. М.: Педагогика, 1982.208 с.
148. Шелофаст В.В. Основы проектирования машин. М.: АПМ, 2000. -472с.
149. Щипанов В. В. Проектирование квалитативного образования инженера: Монография. Тольятти: Изд-во Фонда «Развитие через образование», 1997.-50 е.: илл. 5; таб.1.
150. Эшби У. Введение в кибернетику.- М.: Изд-во ин. литер., 1969 -195 с.
151. Эрдниев П. М. Современная технология обучения. М.: 1993. -248 с.
152. Этика глобализирующегося общества / Под ред. Назачука А.В. М.: 2004.- 562 с.
153. Якуба Ю. А. О некоторых вопросах диагностики качества производственного обучения. Научные труды ИПО. М.: 1994.
154. Ярыгин А. Н. Теория и практика интегративного подхода к обеспечению качества подготовки абитуриентов технических вузов: Автореф. дисс. .д-ра пед. наук. Тольятти, 1999. 44 с.