автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Компьютеризация интегративной подготовки учителя по технологиям производства и обработки металла

Автореферат диссертации по теме "Компьютеризация интегративной подготовки учителя по технологиям производства и обработки металла"

На правах рукописи

Дикой Андрей Алексеевич

КОМПЬЮТЕРИЗАЦИЯ ИНТЕГРАТИВНОЙ ПОДГОТОВКИ УЧИТЕЛЯ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ ПРОИЗВОДСТВА И ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Брянск 2005

Работа выполнена на кафедре общей и профессиональной педагогики в Армавирском государственном педагогическом университете

Научный руководитель: член-корреспондент РАО, доктор педагогических

наук, профессор Симоненко Виктор Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Рубина Галина Валерьевна

кандидат технических наук, профессор Самородский Петр Степанович

Ведущая организация: Ростовский-на-Дону государственный педагогический университет

Защита состоится 20 апреля 2005г. в 14® часов на заседании диссертационного совета Д 212.020.01. в Брянском государственном университете им. академика И.Г. Петровского по адресу: 241036, г. Брянск, ул Бежицкая, 14., корпус 7, комн. 205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БГУ

Автореферат разослан « И » марта. 2005 года

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор педагогических наук, профессор

Р.И. Желбанова

ЧЫЧЪ з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современный этап подготовки будущего учителя технологии и предпринимательства объективно требует информатизации обучения, в числе которых предметная технология производства и обработки металла. Актуальность компьютеризации образовательного процесса обусловлена в данном случае не только высокими технологическими возможностями компьютерных систем, она продиктована, прежде всего, приоритетными задачами индивидуализации самостоятельной учебной деятельности студентов по визуализации и моделированию технологических процессов на основе межпредметной интеграции. Это имеет принципиальное значение не только для основательного овладения знаниями технологических процессов производства и обработки металла, но вместе с тем, для формирования информационной культуры будущего педагога.

Анализ многочисленных работ по проблемам информатизации сферы образования позволяет судить о признании компьютерных технологий в качестве эффективных средств активизации обучения (Ю.Д. Бабаев, Т.В. Габай, Л.В. Замагильно-ва, Л.Д. Мальцева, В.Ю. Лыскова, Н.И. Пак, Е.А. Ракитин, Г.В.Рубина Д.А. Сидоренко, А.Е. Тойсунский, Е.В. Федоров и др.).

В ряде психолого-педагогических работ рассмотрены особенности формирования информационной культуры и компетентности учителя (Ю.Д. Баева, А.Е. Войскунский, М.Г. Вохрышев, A.A. Гречихин, A.A. Греков, А.П. Ершов, М.И. Жалдак, А.И. Каптерев, С.Д. Каракозов, Н.В.Насырова и др.), исследуются вопросы методологии разработки и применения информационных технологий в сфере образования (A.B. Могилев, Е.А. Ракитина, Н.И. Пак), классификации компьютерных средств, исходя из комплексной информатизации обучения (А.А.Золотарев, Ф.В. Шолохович, Е.К. Хеннер и др.), определены общие цели и принципы построения информационных моделей (А.А.Золоторев, Б.Ф. Федоров) Многие исследования связаны с оценкой дидактической эффективности использования информационных технологий применительно к особенностям предметного обучения (С.А. Бешенков, А.П.Ершов, В.А.Извозчиков, М.М. Левина, Е.И. Машбиц, Н.В.Макарова, А.И.Ракитов, И.В.Роберт, Е.Ю. Семенова, Ю.М. Цевенков и др.).

Вместе с тем, анализ вышеизложенного показывает, что в теоретических исследованиях не находят должного отражения дидактические и методические аспекты использования компьютерных средств обучения (КСО) для создания инте-гративно-электронного образовательного пространства как основы формирования знаний технологических процессов.

Многими разработчиками КСО, несмотря на системный подход к организации деятельности преподавателей и обучаемых, расширению функций компьютеризированного учебного процесса, не ставятся задачи формирования интегратив-ных знаний будущего учителя, особенно негативно это сказывается на становлении педагога, профессиональная деятельность которого связна с реализацией учебных программ образовательной области "Технология".

В настоящее время не имеет научного обоснования дидактическая экспликация компонентов педагогической интеграции с применением компьютерной и других информационных технологий, обеспечивающих эти знания и умения у будущих учителей технологии, их подготовку как пользователей КСО к организации в

школе учебных npi

и^исш, jup техдо^огцш производства и обработки конструкци-

iv.: J

«W \liV

онных материалов. Не разработана классификация интегративных компонентов с учетом особенностей программ компьютеризации учебного процесса, составляющая сущностное ядро модели профессионально-педагогической подготовки студентов, исключающая дублирование учебного материала и параллелизм в знаниях.

Изучение и анализ педагогической теории и практики профессиональной под-ютовки учителей гехнологии по производству и обработки металла с использованием компьютерных технологий позволяет выделить следующее противоречие между необходимостью применения компьютерных технологий дня ее осуществления и совершенствования подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства в условиях педагогической интеграции и неразработанностью соответствующей теоретической модели в высшей педагогической школе, ориентированной на технологические и информационные ценности, учитывающей цели, задачи, структуру, содержание, дидактическое, методическое, организационно-управленческое обеспечение компьютерного интегративного обучения технологиям производства и обработки металла в процессе подготовки учителя технологии и предпринимательства.

Указанное противоречие позволило сформулировать проблему исследования: каковы социально-педагогические, теоретические и прикладные аспекты компьютеризации подгоювки будущих учителей технологиям производства и обработки металла? Какие блоки дисциплин, в каких интегративных взаимосвязях и в рамках каких дидактических средств должны входить в содержание данной подготовки? Какова модель этой подготовки и на основании каких принципов может быть разработано интегративное обучение будущих учителей технологиям производства и обработки металла?

Цель исследования состоит в разработке, теоретическом обосновании и экспериментальном апробировании процесса компьютеризации интегративной подготовки учителя технологиям производства и обработки металла.

Объект исследования: процесс и результат подготовки учителя технологии и предпринимательства в педагогическом университете.

Предмет исследования: содержание, формы и методы компьютеризации интегративной подготовки учителя технологиям производства и обработки металла.

Гипотезой исследования является предположение о том, что: интегративная подготовка учителей технологиям производства и обработки металлов с использованием современных компьютерных средств будет эффективной, если:

• в основу отбора содержания форм и методов компьютеризации подготовки положена функционально-типологическая междисциплинарная интеграция и систематизация программно-информационных характеристик различных циклов учебных дисциплин;

• при конструировании модели компьютеризации учебного процесса выявлены и учтены основные направления, группы и типологическая структура междисциплинарной интеграции, принципы применения компьютерных средств обучения студентов технологиям производства и обработки металла;

• разработанная модель компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла предполагает их обучение, как активных пользователей КСО в образовательной области "Технология", с учетом индивидуальных способностей;

• если создан и внедрен в процесс подготовки будущего учителя технологии программно-методический комплекс "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла";

• осуществляется пролонгированный педагогический мониторинг инте-гративной подготовки студентов на основе применения компьютерных технологий.

Задачи исследования:

1. Раскрыть социально-педагогические проблемы компьютеризации подготовки учителя технологии и предпринимательства в вузе.

2. На основе анализа школьных программ образовательной области "Технология" определить специфику и требования к процессу компьютеризации интегра-тивной подготовки будущих учителей технологиям производства и обработки металла.

3. Выявить основные направления интеграционного взаимодействия учебных дисциплин по отношению к технологиям производства и обработки металла.

4. Построить алгоритм поэтапного изучения КСО как основу дидактической модели компьютеризации интегративной подготовки учителей технологиям производства и обработки металла.

5. Разработать дидактическую модель компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологиям производства и обработки металла.

6. На примере спецкурса "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла" создать адекватный программно-методический комплекс, обеспечивающий компьютеризацию интегративной подготовки будущих учителей технологиям производства и обработки металла.

7. Осуществить опытно-экспериментальную апробацию разработанной модели компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей.

Методологической основой исследования является деятельностный подход к формированию знаний, умений и навыков; системный подход к педагогическим исследованиям. Исследование опирается на концепции научного и инженерного творчества Б.М. Кедрова, идею динамической структуры деятельности и психологической теории преодоления Р.Х. Шакурова, теорию развивающего обучения (В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин), концепцию проблемного обучения (Т.В. Кудрявцев, И.Я. Лернер, A.M. Матюшкин, М.И. Махмутов), концепцию учебно-познавательных барьеров в аспекте педагогического проектирования (Ю.С. Тюн-ников), методологию педагогического исследования (М.А. Данилов, В.И. Загвя-зинский, B.C. Леднев, A.M. Новиков, М.Н. Скаткин), теоретические основы моделирования в сфере образования (B.IT. Беспалько, Е.С. Заир-Бек, И.И. Ильясов, A.A. Кирсанов, В.И. Слободчиков и др.), концепции междисциплинарной интеграции (А.П. Беляева, A.A. Кирсанов, В.Н. Максимова, Ю.С. Тюнников, Н.К. Чапаев и др.), методологические основы образовательных информационных технологий (В.В. Евдокимов, Н.В. Макарова, C.B. Симонович, Н.Д. Угринович, Ю.Ф. Шафин).

В процессе выполнения диссертационной работы использовались следующие методы исследования:

1. Теоретические: анализ философской, психолого-педагогической и специальной литературы по теме исследования; моделирование; изучение и обобще-

ние передового педагогического опыта с целью отбора современных форм, методов и приемов компьютеризации подготовки будущих учителей технологии технологиям производства и обработки металла.

2. Эмпирические: анкетирование, фиксированные наблюдения по специально разработанным программам; педагогический эксперимент в естественных условиях; разработку опытно-экспериментальных и научно-исследовательских работ, включающих внедрение компьютерных средств в процессе обучения будущих учителей технологиям производства и обработки металла.

3. Математические: методы обработки информации (статистико-математический, программно-прикладной и т.д.), изучение и статистический анализ реального воздействия применения компьютерных технологий на личность и успешность обучения студентов.

Личный вклад автора в получении научных результатов определяется разработкой концептуальных положений исследования, планировании и проведении эксперимента по исследуемой проблеме, разработкой дидактических материалов, руководством и непосредственным участием в экспериментальной работе.

Научная новизна исследования:

1. Выявлены, обоснованы и положены в основу отбора, разработки содержания и компьютеризации процесса интегративной подготовки студентов технологиям производства и обработки металла, принципы междисциплинарной интеграции учебного содержания общих гуманитарных и социально— экономических, общих математических и естественнонаучных, общих профессиональных, общетехнических, технологических и др. дисциплин, в соответствии с которыми выполнена группировка взаимодействующих компонентов в условиях применения КСО.

2. Разработана классификация типов междисциплинарной интеграции (структурно-логический (С-Л), структурно-монистический (С-М), структурно-развивающий (С-Р) и структурно-комплексный (С-К)), раскрыты направления компьютеризации интегративной подготовки будущего учителя технологиям производства и обработки металла.

3. Доказана возможность индивидуализации и усиление мотивации самостоятельной учебной деятельности студентов по визуализации и моделированию технологических процессов производства и обработки металлов на основе межпредметной интеграции.

4. Раскрыта сущность понятия "интетративно-электронное" образовательное пространство, включающее электронно-дидактические модели и комплексы, позволяющие интегрировать знания нескольких предметов традиционной системы обучения, интенсифицировагь учебный процесс, повысить его результативность.

5. Разработала функциональная схема интегративной подготовки будущих учителей технологиям производства и обработки металла в условиях компьютеризации учебного процесса, исключающая параллелизм знаний и умений, конкретизирующая цели и результаты поэтапной компьютеризации указанной подготовки, обеспечивающая органическое включение в интеграционный процесс специального курса "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла", усиливающего ее содержательную и профессиональную стороны без корректирования учебного плана.

6. Разработан алгоритм поэтапного изучения КСО в структуре модели компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологиям производства и обработки металла, обеспечивающий систему непрерывной информационной подготовки студентов в течение всего периода обучения, состоящий из четырех дидактически взаимосвязанных этапов: пропедевтическая информационная подготовка; подготовка по информационным технологиям; специальная проектная подготовка по компьютерным технологиям; учебно-практическая и научно-исследовательская компьютерная подготовка технологиям производства и обработки металла.

7. Разработана дидактическая модель компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологиям производства и обработки металла, представляющая собой проектное (целе-функциональное, содержательное, организационно-управленческое) описание трех этапов указанной подготовки (1-й этап - адаптационно-интегративный, 2-й этап - контекстно-технологиче-ский, 3-й этап - интегративно-процессуальный).

8. Создана дидактическая база КСО к лабораторным работам по интегрированному обучению, в рамках которой разработаны комплекс учебных мультимедийных видеофильмов, методика создания учебных мультимедийных компьютерных видеофильмов по технологиям производства и обработки металла (производство чугуна, процесс струйного рафинирования стали, процесс непрерывного разлива стали).

Теоретическая значимость исследования состоит в теоретическом обосновании и конкретизации супщости, содержания и структуры компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологиям производства и обработки металла; дополнении теории интегративной организации образовательного процесса с учетом специфики компьютеризации подготовки будущих учителей технологиям производства и обработки металла; определении логики и содержательной базы междисциплинарной интеграции в контексте приоритетных направлений современной компьютеризации высшего профессионального образования.

Практическая значимость исследования заключается в том, что полученные результаты направлены на решение проблемы компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологиям производства и обработки металла; разработке инструментально-технологического обеспечения процесса профессиональной подготовки будущих учителей технологии на основе междисциплинарной интеграции различного типа. Результаты исследования применимы для совершенствования образовательного процесса педагогических вузов.

Разработанная система компьютерной подготовки учителей технологии позволяет рекомендовать в качестве структурообразующего компонента интегративной подготовки будущих учителей авторский спецкурс "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла" и его программно-методическое обеспечение, включающее теоретические основы курса, лабораторный практикум, содержание самостоятельной работы студентов, тематику курсовых и дипломных работ по моделированию технологических процессов производства и обработки металла, вопросы к экзамену.

Разработанный и внедренный в учебный процесс подготовки будущих учителей технологии в ряде педагогических и других вузах, компьютерный лабораторный практикум (электронное учебное пособие), включает шесть лабораторных ра-

бот по технологиям производства и обработки металлов, в основу которых положены созданные будущими учителями, под руководством автора, учебные мультимедийные компьютерные модели, позволяет повысить эффективность изучения технологий производства и обработки металла.

Достоверность результатов исследования обеспечена теоретической и методологической обоснованностью его исходных данных, с использованием комплекса теоретических и практических методов, адекватным задачам исследования; личным участием автора в многолетней экспериментальной работе; полученными конкретными позитивными изменениями в уровнях сформированное™ у будущих учителей технологии профессиональной готовности к применению современных компьютерных технологий в учебном- процессе; участии автора в ряде Всероссийских и региональных конкурсов. Так, в 2002 и 2003 г., четыре НИР по компьютерным технологиям, выполненных под руководством автора, на открытых всероссийских конкурсах на "Лучшую научно-исследовательскую работу студентов" по естественным, технологическим и гуманитарным наукам (по разделу "Теория и методика обучении технологии и предпринимательства"), организованным Министерством образования и науки РФ в Кузнецкой государственной педагогической академии награждены двумя медалями, дипломами и грамотами.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные результаты и положения исследования реализовывалась путем внедрения программы и учебно-методического комплекса спецкурса "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла" на базе факультета технологии и предпринимательства АГПУ и его филиалов в гг. Усть-Лабинск и Ессентуки. Основные положения диссертации и результаты исследования обсуждались на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях: в Армавире (2003), Ростове-на-Дону (2003), Славян-ске-на-Кубани (2003), Сочи (2003), Туле (2004), межрегиональных научно-практических конференциях в Армавире (2001 - 2004), научно-практических семинарах учителей технологии школ гг. Армавира и Новокубанска (2002 - 2004), научно-методических семинарах кафедр "Технологии и предпринимательства", "Общей и профессиональной педагогики", "Общетехнических дисциплин и методики преподавания" АГПУ, кафедры "Теории и методики технологического обучения" Славянска-на-Кубани госпединститута.

Апробация работы и внедрение результатов исследования проведены путем личного участия автора в экспериментальных исследованиях в качестве ведущего преподавателя спецкурса "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла" для будущих учителей технологии и предпринимательства, обучающихся в АГПУ и его филиалах.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Эффективность интегративной подготовки будущих учителей по технологиям производства и обработки металла с использованием компьютерных систем обучения, обеспечивается принципами гуманистической педагогики (методологическими, дидактическими), типологической структурой междисциплинарной интеграции, отбором и построением интеграгивного содержания применительно к КСО.

2. Механизм процесса компыотериза11ии интегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла представляет собой систему разнотиповой междисциплинарной интеграции целе-функциональных компонентов, состоящую из содержательной (комплекс, включающий отобранные по рейтингу взаимодействующие учебные дисциплины и специальный курс "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла") и процессуальной (интегративное обучение названным технологиям с использованием КСО и их продуктов) сторон, обеспечивающих единство и целостность компьютеризированного обучения на всех этапах указанной подготовки.

3. Модель компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла спроектирована и реализуется как единая компьютеризированная логико-функциональная цепь, взаимосвязанных и взаимодействующих учебных дисциплин и специального курса, развивающаяся на протяжении пятилетнего учебного периода и обеспечивающая самореализацию и становление будущих учителей на личностно-деятельностной основе, как активных пользователей КСО и субъектов компьютерного обучения учащихся указанным технологиям по школьным образовательным программам.

4. Важнейшим компонентом модели компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла является алгоритм поэтапного изучения КСО, обеспечивающий систему непрерывной информационной подготовки студентов в течение всего периода обучения их в вузе, состоящий из четырех дидактически взаимосвязанных этапов, конкретизирующие основные направления учебного процесса: пропедевтическая информационная подготовка; подготовка по информационным технологиям; специальная проектная подготовка по компьютерным технологиям; учебно-практическая и научно-исследовательская компьютерная подготовка по технологиям производства и обработки металла.

5. Специальный курс "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла" отвечает основным требованиям обучения студентов с использованием современных компьютерных технологий в процессе интегративной подготовки будущих учителей технологии.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность исследования; определены его цель, объект, предмет, гипотеза и задачи исследования; раскрыты новизна, теоретическая и практическая значимость; указаны теоретико-методологические основы и методы исследования; сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе - "Теоретические основы компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологиям производства и обработки металла" -раскрыты социально-педагогические проблемы компьютеризации интегративной подготовки будущего учителя технологии, выполнен анализ содержания обучения школьников образовательной области "Технология", определены принципы отбора содержания учебных дисциплин, проектные характеристики процесса интегрированного обучения и принципы его компьютеризации.

Анализ научной литературы по теме исследования показал, что социально-педагогические проблемы информатизации и иитеграции содержания высшего профессионального образования, рассчитанного на социально-активное мироот-ношение, является смысловым ядром нового научного мышления. Оно основывается на синтезе знаний различных отраслей наук, обеспечивающих системность и интегративность информационной подготовки, определяющих ее положение как педагогической интеграции. Эти факторы являются ключевыми в определении содержания компьютеризации подготовки будущих учителей технологии как субъекта информационной и технологической культуры. Суть такой подготовки определяет интегративный подход к овладению системой научных знаний о взаимосвязи, взаимообусловленности процессов; роли информатизации в жизнедеятельности человека в информационном обществе.

На основе анализа содержания обучения учащихся в школе образовательной области "Технология" выявлено, что обязательным условием технологического обучения учащихся является овладение ими элементами информационно-компьютерных технологий. На современном этапе для системы образования в средней школе, жизненно необходим учитель технологии нового типа в совершенстве владеющий не только своей прямой специальностью, но и способный применять знания в области компьютерных информационных технологий обучения в своей профессиональной деятельности. Такой специалист способен организовать деятельность учащегося (учение) на основе информационных технологий, что качественно меняет саму суть обучения.

Проведенные исследования процесса подготовки будущих учителей технологии в педагогических вузах позволяет сделать вывод о том, что с учетом требований времени необходимо изменить некоторые подходы к формированию знаний и умений будущих специалистов в области использования новых компьютерных технологий в их профессиональной деятельности.

Информационно-педагогическая составляющая подготовки будущего учителя технологии определяется вузовским компонентом. Последний построен с учетом особенностей профессиональной деятельности будущего специалиста на основе отбора и структурирования содержания учебных дисциплин информатико-технологического профиля - "Информатика", "Информационные технологии", "Технология металлов и материалов", "Основы технологии современного производства", "Обработка конструкционных материалов", "ОВЗ и технические измерения". Принципиальным моментом разработки вузовского (информационно-педагогического) компонента является внутри- и междисциплинарная интеграция учебного содержания с ориентацией последнего на формирование у студентов ин-тегративного по своей сущности стиля мышления.

В диссертации раскрыты четыре типа интеграции содержания учебных дисциплин: структурно-логическая (С-Л), структурно-монистическая (С-М), системно-развивающая (С-Р), структурно-комплексная (С-К). Приводятся результаты системно-структурного анализа каждой отобранной дисциплины, ранжирование отобранных учебных дисциплин по бюджету учебного времени на её освоение и продолжительность изучения по семестрам, логическую последовательность изучения отобранных дисциплин.

В диссертации представлен механизм взаимодействия интегративных учебных дисциплин компьютеризации подготовки учителя по технологиям произвол-

ства и обработки металла в виде функциональной схемы. Все учебные дисциплины (19 дисциплин и четыре практики) построены в логике системного усложнения, согласно специфики задач интегративной комплексной подготовки будущего учителя технологии с первого по пятый курсы (I - IX семестры), в составе, охватывающих три этапа.

Первый этап — адаптагщонно-интегративная подготовка, определен началом обучения (введение в систему, I и TI семестры). На этом этапе начинается, а в ряде случаев завершается изучение следующих учебных дисциплин: технология металлов и материалов, графика, химия, общие основы педагогики, общая психология, информатика. На этом этапе начинается вертикальная интеграция учебных дисциплин и происходит структурно-монистическая интеграция общетехнических, технологических и психолого-педагогических дисциплин.

Второй этап - контекстно-гуманизированной технологической детерминации в III и IV семестрах включает изучение: "Культурологии", "Графики", "Обработку конструкционных материалов", "ОВЗ и технические измерения", "Технологии современного производства", "Технологический практикум", 'Технологические измерения и приборы", "Технологическая практика", "Информационные технологии". В III семестре начинается интеграция дисциплин: "Культурология", Трафика", "Обработка конструкционных материалов", "ОВЗ и технические измерения", "Технологический практикум", "Информационные технологии", а в 4-м семестре: "Технологии современного производства", "Технологический практикум", "Технологические измерения и приборы".

Третий этап (V-IX семестры) - интегративгю-процессуалъная подготовка учителя включает освоение курсов: "Технологический практикум", спецкурс "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла", "Электрорадиотехника", "Теория и методика обучения технологии и предпринимательства", "Педагогические технологии". На этом этапе практически завершается структурно-логическая интеграция общетехнических, технологических и специальных дисциплин. В итоге происходит завершение специализированной и педагогической подготовок, а также структурно-логической и структурно-развивающей интеграции дисциплин.

Проверка готовности учителя к профессионально-педагогической деятельности в школе проводилась в ходе технологических практик (II, IV и VIII семестрах) и педагогических практик в школе (5-7 классы) в VIII - IX семестрах.

В специальном курсе "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла" раскрываются особенности обучения будущих учителей современным компьютерным технологиям, направленным на формирование информационной компетентности учителей и их способности применять технологии компьютерного моделирования в процессе обучения при изучении технологических процессов производства и обработки металла.

Во второй главе - "Проектирование и апробация дидактической модели компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла" - представлены алгоритм поэтапного изучения КСО в структуре модели компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла и сама модель, разработаны пути реализации этой модели в специальном курсе, котрые внедрены в учебный про-

цесс подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства, методика и результаты опытно экспериментальной работы исследования уровней готовности будущих учителей к применению компьютерных технологий обучения.

Проведенные теоретические исследования позволили построить алгоритм поэтапного изучения КСО в структуре дидактической модели компьютеризации ин-тегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла. Алгоритм включает четыре диалектически взаимосвязанных этапов, разделенных на фазы, конкретизирующие основные ступени учебного процесса (рис.

О-

Первый этап - пропедевтическая информационная подготовка, включающая изучение теоретических основ "Информатики", выполнение творческих работ, участие в информационных олимпиадах, компьютерных играх, выполнение студентами самостоятельных работ, формирование у будущих учителей технологии первоначальных информационных знаний и умений при работе с компьютером. (I - П семестры). Второй этап - подготовка по информационным технологиям, охватывает основные направления изучения графического интерфейса, операционных и файловых систем, современных средств обработки информации, САПР, выполнение творческих работ, организация и проведение информационных олимпиад и НИРС с использованием информационных технологий. На этом этапе формируются основные знания по использованию информационных технологий (III - IV семестры).

Третий этап - специальная проектная подготовка по компьютерным технологиям - включает изучение теорий и приобретение практических навыков по компьютерной трехмерной графике, анимации и моделированию объектов, нацеленных на построение учебных мультимедийных моделей технологий производства и обработки металла различными способами (V - VI семестры).

Четвертый этап — учебно-практическая и научно-исследовательская компьютерная подготовка по технологиям производства и обработки металла, направленная на выполнение будущими учителями технологии НИРС по разработке учебных мультимедийных компьютерных моделей технологических процессов производства и обработки металла, курсовых работ по компьютерному моделированию устройств станков и оборудования, производства и обработки металла, квалификационных работ по разработке компьютерных моделей технологических процессов производства и обработки металла с использованием трехмерной графики и анимации, внедрение результатов компьютерных разработок в учебные процессы вуза и школы, участие в научно-практических конференциях. Этот этап является завершающим и обеспечивающим формирование профессионально - компьютерных знаний и умений будущих учителей по технологиям производства и обработки металла.

Главная идея разработанного алгоритма заключается в системе непрерывной информационно - компьютерной подготовки студентов в течение всего периода их обучения в педагогическом вузе, осуществлении идеи интенсивного компьютерного развивающего обучения всех уровней учебно-воспитательного процесса, подготовки подрастающего поколения к условиям жизни в информационном обществе.

Участие в научно-

практических

конференциях

О.

"Вт I

"2в'

Участие в федеральных и ре> иональных конкурсах

Использование компьютерных технологий в процессе педагогических и технологических практик в школе

Внедрение результатов компьютерных разработок в учебный процесс

НИРС

по разработке учебных мультимедийных компьютерных моделей технологических процессов производства и обработки металлов

КУРСОВЫЕ РАБОТЫ

по компьютерному моделированию технологических процессов, устройства станков и оборудования производсгва и обработки металла

КВАЛИФИКАЦИОННЫЕ РАБОТЫ

по разработке компьютерных моделей технологических процессов производства и обработки металлов с использованием 3 меркой график»! и анимации (ЗР& МАХ)

ТТ~

Рис.1. Алгоритм поэтапного изучения КСО в структуре дидактической модели компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла.

Дидактическая модель (рис. 2) обеспечивает целенаправленную и комплексную интегративную подготовку будущих учителей технологии производству и обработке металла. Основу дидактической модели составляют три этапа подготовки будущих учителей технологии с использованием компьютерных средств обучения: I этап адаптационно-интегративная подготовка - отражает вхождение будущих учителей в интегративное образовательное пространство по изучению технологий производства и обработки металла; П этап - контекстно-гуманизированная технологическая детерминация - обеспечивает синхронное интегрированное изучение с использованием КСО, информационных и предметных технологий, основанное на системно-усложняющемся развертывании в различных формах профессионально-познавательной деятельности студентов отобранного учебного интегративного содержания; III этап - интеграттно-процессуальная подготовка - охватывает инструментально-технологические аспекты интегративной подготовки студентов с использованием современных компьютерных технологий к профессиональной деятельности в школе при изучении учащимися технологий производства и обработки металла.

Формирование основ познавательной деятельности студентов связано с освоением ими системы обучения современным компьютерным технологиям, созданием компьютерных мулыимедийных моделей процессов, машин, приборов и других объектов, осваиваемых по программам образовательной области "Технология". Исследования выявили необходимость создания специального курса и учебно-методического комплекса "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла", состоящий из: программы спецкурса, лабораторного практикума перечня практических работ для самостоятельного выполнения; примерной тематики курсовых и квалификационных работ, комплекта вопросов к экзамену по спецкурсу.

Апробация эффективности компьютеризации интегративной подготовки будущего учителя технологии производству и обработке металла на формирование готовности к педагогической деятельности, развитие творческих способностей и повышение информационной компетентности осуществлялась в ходе констатирующего и формирующего экспериментов.

Анализ результатов констатирующего эксперимента показывает, что студенты 1 -го и 2-го курса имеют достаточно твердые и полные знания по технологическим дисциплинам (средний бал - 3,85). и по базовым знаниям в области информатики и информационных технологий (средний бал - 3,86), знания которых необходимы для качественного изучения спецкурса "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла".

Более половины студентов третьего курса (66,7%) имеют желание использовать компьютерные технологии в своей профессиональной деятельности. 27,1% оценили свои потенциальные возможности использовать компьютерные технологии в обучении и профессиональной деятельности с учетом имеющихся базовых знаний по информатике и информационным технологиям. Готовность использовать компьютерные технологии в обучении и профессиональной деятельности проявили 23.2% студентов. 84,5% респондентов высказали мнение о необходимости обучения будущих учителей технологии современным компьютерным технологиям, 80,6% опрошенных высказали необходимость проектирования для этой цели специального учебного курса.

Профессиональная деятельность в школе по интегрированному обучению учащихся технологиям производства н обработки металла с и пользованием КСО

Учебно-практическая и научно -исследовательская

компьютерном подготовка по технологиям производства и обработки металла

Спецкурс

«Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологии производства и обработки метал 1а»

Рис.2. Дидактическая модель компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла.

Формирующий эксперимент состоял в проектировании учебного спецкурса "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла" и определение его эффективности методом экспертной оценки (метод рангов).

В ходе экспертной оценки было проведено ранжирование выбранных факторов, определяющих эффективность изучения спецкурса, вычислен коэффициент конкордации (согласованности) мнений экспертов XV (0,552). Преемственность полученных экспертных оценок обоснована при помощи коэффициента значимости Я"''(19,25). Сравнения расчетного коэффициента значимости К'1 с теоретическим К'р (11,7), при вероятности Р0=О,95, позволило нам доказать согласованность мнений экспертов и определить весовые коэффициенты рангов.

Анализ результатов экспертных оценок показывает значимость выбранных и реализованных требований к структуре и содержанию спецкурса и его эффективность обучения будущих учителей современным компьютерным технологиям.

В ходе формирующего эксперимента был оценен фактический уровень знаний и умений студентов 3-го курса (после изучения спецкурса) в области применения компьютерной трехмерной графики и анимации для создания учебных компьютерных моделей технологических процессов производства и обработки металлов, путем выполнения студентами творческих проектов по изучаемой проблеме.

Анализ выполненных творческих проектов на практике подтвердил эффективность спецкурса.

После изучения спецкурса и выполнения творческого проекта вновь была проведена оценка готовности студентов к использованию новейших компьютерных технологий в профессиональной деятельности, по методике, описанной в констатирующем эксперименте.

Изучение динамики изменения уровней желания, самооценки, готовности и необходимости изучения современных компьютерных технологий в процессе проведения констатирующего (Ук) и формирующего (Уф) экспериментов (рис. 3), показало, что освоение спецкурса "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла" будущими учителями технологии в 1,39 раза повышает желание, в 3,37 раза повышается самооценка потенциальных возможностей, в 2,5 раза увеличивается готовность студентов к использованию новых компьютерных технологий в обучении и профессиональной деятельности. В 1,1 раза увеличилось количество студентов, которые считают крайне важным и необходимым обучать будущих учителей технологии и предпринимательства современным компьютерным технологиям.

Результаты опытно-экспериментальной работы показали позитивную динамику компьютерной подготовки данного специалиста, что сказалось на усилении информационных и педагогических знаний студентов и их готовности к профессиональной деятельности в качестве учителя технологи.

Проведенный педагогический эксперимент подтвердил рабочую гипотезу исследования.

Рис.3. Динамика изменения уровней желания /, самооценки потенциальных возможностей 2, готовности 3 и необходимости 4 изучения современных компьютерных технологий в процессе проведения констатирующего (Ук) и формирующего (Уф) экспериментов.

В заключении сформулированы основные выводы исследования и обозначены перспективы дальнейшей работы по проблеме.

Проведенное исследование позволило нам сформулировать следующие выводы:

1. Дидактические условия компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла должны реализо-вываться через оптимальное сочетание активных традиционных форм и методов в процессе обучения компьютерным технологиям.

2. Механизм междисциплинарного интегративного взаимодействия дисциплин, построенный на основе методологических принципов, является основой для построения алгоритма изучения компьютерных средств обучения в структуре дидактической модели компьютеризации интегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла.

3. Алгоритм поэтапного изучения компьютерных средств обучения должен обеспечить информационно-компьютерную подготовку в течение всего периода их обучения в педагогическом вузе, на базе интенсивного компьютерного развивающего обучения всех уровней учебно-воспитательного процесса, подготовки специалистов к условиям жизни в информационном обществе.

4. Компьютеризация интегративной подготовки будущих учителей технологии производству и обработке металла должна осуществляться на основе обоснованной дидактической модели, обеспечивающей систему непрерывной информационной подготовки студентов, развитие и саморазвитие информационных потенциальных возможностей и творческой инициативы.

5. Основными дидактическими условиями построения оптимального процесса подготовки будущих учителей технологии к организации учебной деятельности школьников для изучения технологии, с использованием компьютерных технологий являются: специальный курс "Основы компьютерной трехмерной графики,

анимации и моделирования технологий производства и обработки металла"; программно-методический комплекс спецкурса, способствующие формированию целостной личности будущего педагога в материально-предметном окружении, его взаимодействие с информационно-компьютерной деятельностью, развитию опыта профессионального владения компьютерными технологиями в соответствии с педагогическими задачами.

6. Эффективность интегративной компьютерной подготовки будущего учителя производству и обработке металла возрастает, при использовании в учебном процессе разработанных электронных компьютерных средств обучения: мультимедийных компьютерных моделей, компьютерного лабораторного практикума.

7. Проведенная опытно-экспериментальная проверка разработанной дидактической модели и спецкурса "Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования технологий производства и обработки металла" подтверждают выдвинутую гипотезу и свидетельствуют об эффективности обоснованных путей и средств компьютеризации интегративной подготовки будущего учителя технологиям производства и обработки металла. В ходе этой проверки обнаружено, что использование современных компьютерных технологий в учебном процессе повышает интерес студентов к изучению технологии, повышает качество знаний и умений по технологии, творческую активность, способствует формированию информационной культуры студентов и повышению их информационной компетентности.

Проведенные исследования и полученные выводы не претендуют на решение всех аспектов компьютеризации интегративной подготовки будущего учителя технологии производству и обработке металлов. Необходимы дальнейшие исследования по совершенствованию их методической подготовки, разработки новых мультимедийных средств обучения.

Основные положения диссертации нашли отражение в следующих публикациях:

1. Галустов Р А., Дикой A.A. Роль информационных технологий в повышении качества подготовки учителей технологии и предпринимательства // Развитие внутриву-зовских систем обеспечения качества образования: Тез. докл. Меж-рсг. конф. - Армавир: РИЦ АГПУ, 2004. - С. 47-57. (авторский текст 8 е.).

2. Глухов B.C., Дикой A.A. Некоторые аспекты технологии компьютерного моделирования в системе подготовки учителей технологии и предпринимательства педагогических вузов // Актуальные проблемы технологического образования молодежи: Межвуз. сб. ст. - Армавир: АГПИ, 2001. - С. 3-11. (авторский текст 7 е.).

3. Глухов B.C., Дикой A.A., Зайцева О.Б., Розанов Д.А. Использование комплекса программ МАХ 3 при изучении технологических дисциплин в педагогических вузах //Технология, предпринимательство, экономика: Межвуз. сб. ст. - Тула: ТТПУ, 2004. - С. 48-51. (авюрский 1ексг 2 с.)

4. Глухов B.C., Дикой A.A. Концептуальные подходы создания компьютеризованных средств обучения студентов и школьников // Проектирование инновационных процессов в социокультурной и образовательной сферах: Материалы 6-й Международной науч.- метод, конф. 4.2 - Сочи: РИО СГУТиКД, 2003. - С.27-31 (авторский текст 3 е.).

5. Дикой A.A. Дидактическая модель непрерывной подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства с использованием компьютерных технологий // Молодые ученые: Сб. ст. - Армавир: РИЦ АГПУ, 2004 - С. 44-46. (авторский текст 3 е.).

6. Дикой A.A. Исследование межпредметной интеграции подготовки будущих учителей по технологиям производства и обработки металла // Проектирование инновационных процессов в социокультурной и образовательной сферах: Материалы 6-й Международной науч.- метод, конф. 4.2. - Сочи: РИО СГУТиКД, 2003. - С. 4750. (авторский текст 4 е.).

7. Дикой A.A. Методика создания компьютерной модели при выполнении курсового проектирования // Молодые ученые: Сб. ст. - Армавир: РИЦ АГПУ, 2004. - С. 4043. (авторский текст 4 е.).

8. Дикой A.A. Основы компьютерной трехмерной графики, анимации и моделирования объектов. Учеб. пособие. - Армавир: Типог. №3 ПБОЮЛ, 2004. - 120 с. (авторский текст 120 е.).

9. Дикой A.A. Пути внедрения в систему образования вузов программных информационно-обучающих систем И Молодые ученые: Сб. ст. - Армавир: РИЦ АГПУ, 2004. - С. 46-48. (авторский текст 3 е.).

10. Дикой A.A. Принципы и критерии отбора содержания, структура и задачи спецкурса "Основы компьютерной 3-х мерной графики, анимации и моделирования объектов" // Технология, предпринимательство, экономика: Межвуз. сб. ст. - Тула: Изд-во ТГПУ, 2004. - С. 57-60. (авторский текст 4с.)

11. Дикой A.A., Глухов B.C., Дикая И.В. Особенности использования компьютерных технологий в преподавании технологических дисциплин // Негосударственное образование: проблемы, поиски, перспективы развития: Сб. науч. труд. - Москва -Армавир: Илекса Ставропольсервисшкола, 2003. - С. 66-68. (авторский текст 2 с.)

12. Дикой A.A., Глухов B.C., Щеколдин А.Г. Инновационные информационные технологии в профессиональном становлении современного педагога II Проблемы и перспективы подготовки учителей технологии и предпринимательства в современных условиях: Материалы I Всерос. науч.- практ. конф. - Славянск-на-Кубани: Изд-во СКФ АГПИ, 2003. - С. 135-139. (авторский текст 3 е.).

13. Дикой АЛ., Петрик В.А. Новые компьютерные технологии изучения общетехнических и технологических дисциплин при подготовке учителей технологии и предпринимательства // Технолога*, предпринимательство, экономика: Межвуз. сб. ст. Ч. Ш. - Тула: Изд-во ТГПУ, 2004. - С. 61-65. (авторский текст 4 е.).

14.Дикой A.A., Щеколдин А.Г., Глухов B.C. Нелинейные личностно-ориентированные компьютерные технологии обучения с использованием элементов компьютерного моделирования при подготовке учителей технологии и предпринимательства // Вестник АГПИ. - Армавир: РИЦ АГПУ, 2003. - С. 127-133. (авторский текст 6 е.).

15.Симоненко В.Д., Дикой A.A. Компьютеризация подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства. - Ставрополь: Изд-во СтГАУ "АГРУС", 2004. - 194 с. (авторский текст 123 е.).

Подписано в печать 15.03.2005 г. Формат 60x84 1/16 Печать офсетная. Усл. п. л. 1,16 Тираж 120 экз. Заказ № 14

Отпечатано в РИО БИПКРО с готового оригинал - макета 241050 г. Брянск, ул. Бежицкая, д. 34 «А»

РНБ Русский фонд

2005-4 47643

tf

? 2 MAP 2005

/ »

!

f \

267