автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Методика обучения студентов инженерно-педагогических специальностей курсу "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов"

Автореферат диссертации по теме "Методика обучения студентов инженерно-педагогических специальностей курсу "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов""

На правах рукописи

ЕРОФЕЕВА Елена Александровна

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ КУРСУ "СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ"

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Тольятти 2000

Работа выполнена на кафедре технологии и оборудования механосборочного производства Тольяггинского филиала Самарского государственного педагогического университета

доктор педагогических наук, профессор Корнев Герман Петрович,

кандидат технических наук, доцент Кузьмеяко Анатолий Филиппович

доктор педагогических наук, профессор Кустов Юрий Андреевич

кандидат педагогических наук Султанова Людмила Леонидовна

Ведущее учреждение: Уральский государственный профессионально- педагогический университет

Защита состоится 6 октября 2000 года в И"00 часов на заседании Диссертационного совета Д064.43.01 по присужцгняю ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.08 - «Теория и методика профессионального образования» при Тольяттинсгом политехническом институте (445667, Самарская область, г. Тольятти, ул. Белорусская, д.!4, актовый зал НИСа).

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тольяттинского политехнического института.

Автореферат разослан « 1 » сентября 2000 года

Ученый секретарь диссертационного совета.

локгор «СДЛГР1 пческчч на\к. профессор •'-{} Ю.К.Чернова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важной составляющей профессиональной подготовки является формирование социально востребованного специалиста. В наше время к таковым относятся специалисты, владеющие новыми информационными технологиями и эффективно их применяющие в своей профессиональной деятельности. "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов" (САПР ТП) -дисциплина, призванная обеспечить подготовку специалиста нового типа, способного решать профессиональные задачи с использованием новых информационных технологий. Содержание данной дисциплины динамично изменяется качественно (в соответствии с научными достижениями в области информационных технологий) и количественно (в соответствии с новыми программными средствами). САПР ТП - многогранная дисциплина и состоит из нескольких, хотя и взаимосвязанных, но все же достаточно самостоятельных разделов. Это объясняется тем, что проектирование технологического процесса включает в себя вопросы не только непосредственно относящиеся к технологии машиностроения, но и вопросы проектирования конструкторской документации, металлорежущего и вспомогательного инструмигга, приспособлений. Все эго делает дисциплину перегруженной информацией, что приводит к поверхностному ее изучению и к тому, что получить устойчивые практические навыки за данный курс при существующей методике обучения невозможно. Актуальность исследования определяется:

> социальным заказом общества на педагога профессионального обучения, подготовленного к активному участию в обеспечении техническою и педагогического прогресса, способного эффективно работать в новых социально-экономических условиях с использованием САПР;

> потребностью развития у специалистов способностей к самообразованию и саморазвитию в области САПР в условиях быстрого обновления научно-технической информации.

Анализ исследований, ориентированных на обучение применению информационных технологий, показывает, что подавляющее большинство работ в этой области направлено на решение проблем подготовки школьников в области информационных технологий (А.Г.Г'ейн, В.Г.Житомирский, А.П.Ершов, Н.В.Матвеева, Е.А.Ракитина, Г.И.Шукина и др. ), повышению квалификации учителей информатики в пейагогиче-ских вузах (С.А. Зайцева, C.B. Лаптева, A.A. Патокин, Г.П. Шишкина и др.). Некоторые работы посвящены применению информационных технологий в профессиональной деятельности (Н.В. Филимонова).

Значительное число исследовательских работ за последнее время посвящено методам формирования содержания профессионального образования и его реализации (JI. Н. Алексеева, Л.Г. Семушина, Н.Д. Коваленко, H.H. Кочкнн, В В. Логинова, Н.В. Петухова, О Н. Полегцук, A M. Сохор и др.).

Однако автором не обнаружены диссертационные работы, посвященные проблемам обучения студентов инженерно-псдагогических специальностей системам автоматизированного проектирования.

Сущность противоречия заключена между существующим уроьнем научно-педагогического обоснования подходов к преподаванию дисциплины САПР ТП и новыми социально- экономическими условиями, требующими такой подгоювки будущих специалистов инженерно-педагожческого профиля, которая обеспечивала бы не только их качественное профессиональное обраювание в области педагогики и техники, но и позволяла бы им творчески трудиться в условиях быстро меняющихся технологии

*

Из выявленного противоречит вытекает педагогическая проблема: «Каковы на-учко-педагоппеские основы Нормирования у студентов педагогического вуза знаний и умений в области автоматизированного проектирована и дидактические условия их практической реализации?»

В педагогическом плане решение этой проблемы связано с насущной необходимостью в пересмотре структуры и содержания обучения студентов системам автоматизированного проектирования, в разработке методики обучения этой важной в новых социально-экономических условиях рынка труда дисциплины в системе подготовки специалиста.

Большая практическая значимость разрешения возникшего противоречия и разработки сформулированной проблемы побудили нас избрать следующую тему диссертационного исследования: «Методика обучения студентов инженерно-педагогических специальностей курсу "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов"».

Цель исследования - повысить качество подготовки специалистов инженерно-педагогического профиля путем разработки структуры, содержания и методики обучения студентов системам автоматизированного проектирования на уровне, позволяющем будущим педагогам профессиональной школы самостоятельно проектировать и реализовьтать информационные модели в своей профессионально-педагогической деятельности.

Объект исследования - педагогический процесс подготовки студентов инженерно-педагогических специальностей вузов к профессионально-педагогической деятельности в современных социально-экономических условиях развития страны.

Предмет исследования - методика обучения студентов системам автоматизированного проектирования технологических процессов как важной составной части профессиональной подготовки инженера-педагога специализации «Ттаиюлэтия и оборудование механосборочного производства».

Гипотеза исследования. Методика обучения студентов системам автоматизированного проектирования технологических процессов позволит повысить качество подготовки и профессиональную компетентность будущих педагогов профессиональной школы, если сё разработка будет вестись на основе:

• системного подхода;

• принципа профессиональной направленности как системообразующего фактора;

• взаимодействия принципа профессиональной направленности с другими принципами обучения (преемственности, единства обучения и воспитания, мотивации учения и труда, интеграции и индивидуализации в обучении);

« программно-целевой «подстройке» всех компонентов системы обучения курсу «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов» (целей. содержания, методов обучения, деятельности педагогов и студентов) в соответствии с требованиями принципа профессиональной направленности;

• ориентация системы обучения курсу на непрерывное и целостное становление и саморазвитие личности будущего специалиста в области использования новых информационных технологий.

В соответствии с целью и гипотезой исследования были поставлены следующие задачи исследования:

1 Определить научные предпосылки и практические основания проектирования методики об>чент системам автоматизированного проектирования студентов инженерно-педагогических специальностей вузов

2. Разработать концепцию и спроектировать модель системы непрерывного обучения студентов инженерно-педагогических специальностей автоматизированному проектированию технологических процессов.

3. Выявить группы методических условий, способствующих реализации системы непрерывного обучения САПР студентов инженерно-педагогических специальностей вузов.

4. Провести опытно-экспериментальную проверку эффективности разработанной системы обучения студентов автоматизированному проектированию.

.Пето,]олэгн чески с основы нсслслопаиия.

Методологическую основу исследования, которая характеризуется процессом взаимодействия науки, техники. производства, и образования, составили труды С.И Архангельского, Ю.А. Кустов», И.Т.Фролова и др.

В исследовании автор исходил из достижений современной психологической науки и ее ведущих, идей: понимания проявления психики через деятельность, признания социальной природы психическом деятельности, единства психической деятельности и деятельности внешней, практической (А. Н.Леонтьев, В.В. Рубинштейн, J1.C. Выготский, В..М. Манахов и др.).

Дидактическими предпосылками разработки системы обучения явились идеи творческого саморазвития (В.И. Андреева, Э.Ф. Зеер ), многочисленные исследования, посвя;неккь?г содержание и методике преподавания ras самой информатики для разных ступеней сбразошшя (С.А Бешенков, Б.С.Герщунскин, Н.В.Матвеева, Ю.М.Сеничева), та'; и информатизации процесса обучены (А. П. Ершов, В. А. Извозчиков, E.1I. Машбпц, ИВ. Роберт и лр.)

Для теоретического обоснопания, реализации поставленных задач и нх экспериментальной проверки в диссертации использовались следутощие петелы исследования:

• теоретический анализ литературы по педагогике, психологии, методологии педагогических исследовании, дидактическим основам преподавание дисциплин, методам и подходам при формировании содержания дисциплин, а также предметной литературы, связанной с темой исследования;

• изучение передового педагогического опыта;

• теоретический анализ путем сравнения, обобщения, абстрагирования;

• анкетироваш1е, наблюдение, собеседование;

• педагогический эксперимент, статистическая обработка результатов экспернмен-та;

• внедрение положительных результатов исследования и методических рекомендаций в педагогическую практику.

Опытно-экспериментальной базой исследования по обучению студентов системам автоматизированного проектирования явились кафеяры: «Технология и оборудование механосборочного производства». «Общетехнические дисциплины» инженерно-педагогического факультета Тольяттииского филиала Самарского ■ кударст-венного педагогического университета, МОУ лицей 36, профессиональный линей 36, Тольягтинский технический колледж ВАЗа.

В опытно-экспериментальной работе на разных этапах приняло участие 247 студентов и преподавателей экспериментального учебно-научного комплекса «Школа - профучилише - колледж - вуз - производство» при Тольяттштском филиале Самарского государственного педагогического университета.

Тепа исследования входит в Координационный план научно- исследовательских работ вуюв России по проблемам профгссноиг..ьно-нсдаго1ическ'тго оЛразова-

пня на 1996-2000 годы, одобренный учебно научно-методическим объединением по профессиональному образованию (Тема 1.4 (.Преемственность в системе непрерывного профессионально-педагогического образования» - руководитель А.Ф. Кузьменко, г. Екатеринбург, октябрь, 1995). Головная организация-координатор: Исследовательский пенгр профессионально- педагопгческого образования РФ при Уральском государственном профессионально-педагогическом университете.

Эт ;пы исследования. Исследование проводилось в течение 6 лег и состояло из трех этапов:

Первый (подготовительный) этап (1994-1996 гг.) - велось шучение состояния проблемы в педагогической теории и практике, ее теоретическое осмысление. Применение методов теоретико-методологического анализа к научной литературе и конкретизация научных идей исследуемой проблемы позволили сформулировать гипотезу и определить цель, задачи, предмет, объект, выбрать методику исследования и методы экспериментальной работы.

Второй (основной) этап (1996 - 1998 гг.) - дала формулировка концептуальных положений, выполнена разработка теоретической модели системы обучения студентов автоматизированному проектированию, обосновало программное обеспечение. На этом же этане шла апробация теоретических решений в выступлениях я публикациях. экспериментальное обучение студентов, выявлялась результативность разработанной системы к методики обучения стул сигов курсу САПР.

Транш (заключительный) зта?1 (1998 - 2009 гг.) - осуществлялась корректировка гипотезы исследования, уточнялось ссдерл;анне авторской программы, продолжалось экспериментальное обучение велась обработка результатов экспериментальной работы, полученные результаты ннедрялись в практику, оформлялась диссертационная работа.

Научная ног,мига исследования: впервяе разработана педагогическая система обучения студентов инженерно-педзгогическвл специальностей автоматизированному проектированию ня основе'

• анализа современных программных технических средств ноеьгс информационных технологий (НИТ);

» выявлен, л ведущих направлений внедрения НИТ в систему образования,

• анализа роли, места и состояния обучения курсу САПР в профессиональной подготовке студентов нюкеиерно-педагопгчеекмх специальностей;

• выяелсння системы взаимосвязей курса С АПР с дисциплинами учебного плана специальности «Технология и оборудования механосборочного производства»;

• системного подхода,

• принципа профессиональной направленности,

• взаимодействия принципа профессиональной направленности с дидактическими принципами мотивации учения и труда, политехнизма, преемственности, единства обучения и воспитания:

• ориентации системы на непрерывное и целостное профессиональное становление, творческое саморазвитие личности булуш?го специалиста.

Теоретическая значимость исследования.

• определены научные гтрс шосылки и практические основания проектирования снс-темы профессионально направленною обучения студентов инженерно-пепагошческого факультета системам автоматизированного проектирован:«!:

• сформулированы концептуальные положения. на основе которых спроектирована молечь профаммы непрерывного обучения сгуленюв системам автоматизированного проекгнровяннч.

■ обоснованы ¡руппы методических условии эффективной реализации системы обучения САПР студентов инженерно-педагогических специальностей.

Практическая значимость. Результаты диссертационного исследования использованы в учебном процессе подготовки специалистов инженерно- педагогического профиля в Тольяттинском филиале Самарского государственного педагогического университета. В ходе реализации программы непрерывного обучения системам автоматизированного проектирования были разработаны:

• спецкур: «Системы автоматизированного проектирования конструкторской документации» (рабочая программа, методические указания к выполнению лабораторных работ, учебные примеры, методический материал, тесты для объективного контроля знаний учащихся);

• скорректировано содержание и разработано методическое обеспечение дисциплины «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов» (учебное пособие к лекционному материалу, указания к выполнению лабораторных работ, тесты для объективного контроля знаний учащихся).

Разработанные организационно-педагогические решения могут быть использованы в других образовательных учреждениях при научении дисциплин САПР КД и САПР ТП.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:

• глубокой проработкой методологических, психологических и практических основ проектирования системы;

• ведением педагогических исследований в единстве с практической деятельностью и с ориентацией на нее;

• внесением необходимых корректив в гипотезу, содержание, организацию опытной и экспериментальной работы, решением поставленных в исследовании задач;

• объективностью выборок и использованием методов математической статистики для проверки достоверности полученных результатов.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на научно-практической конфергнцни «Проблемы трудового воспитания молодежи в современных условиях» (Волгоград, 1995г.), на нау-шо-методическон конференции ТолПИ «Формы и методы контроля знаний студентов на разных этапах обучения» (Тольятти, 1996), на 5 научно-практической конференции молодых ученых и специалистов УГГ1ПУ «Инновационные технологии в педагогике и на производстве» (Екатеринбург, 1999г.), на научной конференции преподавателей и студентов инженерно-педагогическою факультета (Тольятти, 2000г.), на заседаниях кафедры ТфСГПУ, где получили одобрение и поддержку.

Материалы исследования, разработанные автором учебные пособия и методические указания по изучению курсов САПР КД и САПР ТП, программа курса для студентов дневной и заочной формы обучения применяются в учебном процессе подготовки студентов по специальности 030500 «Технологии к оборудование механосборочного производства» Тольяттинского филиала Самарского государственного педагогического университета; в механосборочном производстве и Генеральном департаменте развития АО АвтоВАЗа при проектировании фасонных резцов, протяжек, метчиков; в процессе обучения САПР КД учащихся профессиональною лицея 36 г Голья пи.

На защиту выносятся: I. совокупность теоретически обоснованных и экспериментально апробированных научных предпосылок и практических оснований р зработки. профессионально на-

правленной системы обучения системам автоматизированного проектирования студентов ишкснсрко-педагогического факультета;

2. концепция и модель системы непрерывного общения студенгов автоугтшкрован-кому проектированию: системный подход, принцип профессиональной направленности и его взаимодействие с другими принципами профессионально! о образования (преемственностью, единством обучения « воспитания, мотивацией учения и труда), проблемно-целевая «подстройка» компонентов системы под требования принципа профессиональной направленности, ориентация системы на непрерывное саморазвитие педагога профессиональной школы в области использования новых информационных технологий;

3. группы дидактических условий по обеспечению успешного усвоения студентами инженерно-педагогических специальностей содержания программы основ автоматизированного проектирования технолопгческих процессов.

Структура диссертации. Диссертационная работа на 235 стр. состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (состоящего из 161 наименований), 6 приложений, содержит 11 рисунков и 25 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, определяются цель, объект и предмет исследования; раскрываются методологическая основа, методы и методика исследования, научная новизна, теоретическая я практическая значимость; описывается процесс апробации работы; формулируются положения, выносимые на защиту.

В перпой главе «Научные основы проектирование системы обучения студенточ системам автоматизированного проектирования» рассмотрены перспективы и проблемы внедрения новых информационных технологий в систему профессионального образования, проанализированы роль, место и состояние курса «Системы автоматизированного. проектирования» в лрофессиошпыюй подготовке студентов по специальности "Профессиональное обучение"; сформулированы концептуальные положения. на основе которых построена теоретическая модель системы обучения студентов САПР.

Изучение проблем и перспектив внедрения НИТ в обучении позволил выявить два их основных направления.

Первое направление связано с инновациями в обучении, которые привели к созданию предметно-ориентированных сред, учебных баз данных, применению ви-део-компыотерных систем, внедрению интеллектуальных автоматизированных обучающих систем, использованию экспертно-обучаюиих систем.

Второе направление связано о изменением содержания обучения для обеспечения подготовки будущих специалистов к использованию НИТ на производстве. Оно проявляется при из)-ченни предметов, связанных с информационными технологиями и с предметами, ориентированными на изучение специализированных программных ггр дуктов. необходимых в дальнейшей профессиональной деятельности. Необходимость изучения специализированных программных продуктов продиктована современными требованиями к специалистам поэтически в любой области деятельности. Поэтому во многих учебных заведениях введена дисциплина "Системы автоматизированного проектирования", в рамках которой птаются решить проблему обучения спецнатизированным программным продуктам

Внедрение НИТ в учебный процесс способствует изменению функций педагога Он становится все менее учителем и воспитателем и все более исследователем,

программистом, организатором, консультантом. Все это требует изменить систем) полготовки и повышения квалификации преподавателей.

С педагогической точки зрения внедрение НИТ приводит к следующему: . большей ииошжтеппации учебн 1го процесса с учетом уровня пооготовленноши конкретных обучаемых, их способностей, темпов усвоения нового материала, интересов и т.<>.:

. усилению потачатсчыюн с-еятелышепт учащихся, поддержке и развитию их стремления к самосовершенствованию, формированию п/лнавательно-профессионач ыюго интереса;

• усилению ме.исоиаритторных анпей к обучении, каитекаюсти изучения явлений Оенатительноаин,

. твггнению гибкости, мобильности учебного процесса, его постоянному и оина-мичнощ обнонлению за счет совершенствования форм и метоОов его организации;

• повсеместно м\' использованию проблемных и компьютерных средств обучения;

• Оополнекию классических метооов обучения современными;

• последовательному комплексному иаюлыочапию фронтального, группового, чп-! )1ти<)уа )ыюго подхода« обучения;

• совершенствованию техиочогическои баш учебного процесса путем внедрении со временных технических средств.

Полые информационные технологии, в частности компьютерные, представляют собой сегодня наиболее эффективные средства обучения, потому что их применение стимулирует активное вовлечение обучаемого в учебный процесс. Но часто имеющиеся и разрабатываемые педагогические программные средства обучения на базе компьютерной техники н< приводят к существенным сленгам в качестве обучения. Причина этого в том, чтр компьютерные технологии стали внедрять в традиционную организацию обучения, которая по своему исходному содержанию и методам пе ориентирована на них. Здесь мы имеем убедшельный пример следствия несистемного подхода к преобразованию педагогических, систем, когда в традиционную педагогическую систему вводится новая идея, являющаяся системообразующим фактором, а структурные компоненты этой системы не «подстраиваются» под вновь введенный снстемообра гуюшнй фактор. В результате не перестроенная в соответствии с вновь введенным системообразующим фактором педагогическая система, в конце концов, отвергает этот фактор, а вместе с ним и саму инновационную неяа г отческую идею. Поэтому, подчеркнем еще раз одно из наших гипотетических поюженин о том, что идея обучения студентов основам САПР будет тогда реализована, когда все компоненты этой дисциплины как самостоятельной педагогической системы преобразуются. «подстроятся» под требования системообразующего фактора - принципа профессиональной направленности обучения. Пало обеспечить, чтобы пеан этого курса, его содержание, методы обучения, теягельность педагогов и сами* студентов были направлены на повышение качества професс нон алтей подготовки будущих педагогов профессиональной школы.

Дисциплина «Системы авгочагизпровангюго проектирования» отио-.'тгея ко второму направлению внедрения ПИТ в профессиональное (г1у"ение. Ди.пиз роли и места дисциплины САПР п системе подготовки гпешмлисгоп инженерно - пешоти-ческого профиля ниволнт выяпить базовые дисциплины и мелчмре./ч' iчу: свн1и. ко-

• орые'наиболее пая ны для успешного освоения курса

Из рисунка 1 видно, что это' курс является интегрирующим поскольку демонстрирует накопление в процессе обучения знаний по математике, информатике, черчению, металлорежущему инструменту, станкам, технологии машиностроения.

В таблице 1 представлены названия разделов дисциплины САПР ТП и количество.часов, отводимое на их изучение. Видио, что большое количество часов отводится на изучение раздела САПР КД - 18 часов. Это вызвано тем, что любой технологический процесс начинается с проектирования конструкторской документации и без изучения так называемых "легких" систем 2D (двухмерного) проектирования невозможно перейти к инженерному анализу и САМ (Computer Aided Manufacturing) системам. Но для успешного изучения систем КД необходима (фактическая область применения полученных знаний, чтобы знания были подкреплены умениями.

Специальные отраслевые дпсцнплтш

Металл орскугсшЛ инструмент Мепиисрежущне станки Основы тсснотопш машиностроения Присное Мления МОП

САПР технологических процессов

к онетруктореюй документации технологических процессов металлорежущего инструмента приспособлений мел

Математика Информатика п вычислительная техник! Оснобы яачертатечкной геометрии H инженерной графики

Общие математические и естественнонаучные диецпшлны

Рисунок 1. Место курса САПР ТП в системе профессиональной подготовки специалиста шгженерно-псдагогнческого профиля

Необходимость изучения студентами инженерно-педагогических специальностей дисциплины САПР определяется сферой профессиональной деятельности, которая предполагает работу будущих специалистов в качестве преподавателей в профессиональных училищах, технических колледжах. Изучение учебных планов профессионального лицея 36 и Тольятгинского технического колледжа ВАЗа, показало, что, хотя обязательный минимум содержания профессиональной образовательной программы не содержит отдельной дисциплины по САПР, но многие ее вопросы рассматриваются в процессе изучения таких предметов как "Автоматизация производства', "Технология машиностроения". "Черчение", "Металлорежущие станки".

На инженерно-педагогическом факультете в учебные планы, а соответственно и в учебный процесс курс САПР был введен с 1996/1997 учебного года. Данная дисциплина является достаточно "молодой", но в то же время очень динамичной. Так, за последнее время существенно изменилось его техническое, а, соответственно, и про-1раммное. информационное, математическое и методическое обеспечение.

Поэтому методические подходы и содержание 1тренодавания данного курса тоже претерпели изменения. В настоящее время крупные фирмы занимаются вопросами ра;раГчтгки систем автоматизированного проектирования, например, такие, как фирма ' \ut.xiesk' и сё программный продукт АшоСАР или фирма "Тон Системы" и её про-

граммлые продукт Т-ЬЪЕХ СА1Э и Т-Р1_НХ/ТехноПро. II поэтому от современного специалиста требуется умение не программировать, а пользоваться уже созданными системами. Но традиционная схема проведения занятий по САПР ТП не обеспечивает студентов навыками владения автоматизированной системой проектирования, так как в ее задачи входит ознакомление студентов с несколькими программными средствами автоматизированною проектирования различного назначения. Поверхностное знакомство с программным продуктом дает лишь представление о некоторых возможностях программы, но самостоятельное применение этих возможностей для решения профессиональных задач, как правило, составляет методическую проблему.

Таблица 1. Количество часов, отводимое на изучение разделов САПР 'ГП.

№ Наименование темы Аудиторные часы, отводимые на изучение разделов САПР ТП

по традиционном программе на основе курса САПР КД

1. Введение. Краткие исторические сведения. Цели, задачи и место дисциплины "Системы автоматизированного проектирования ТП" в процессе подготовки инженера-педагога. 1 1

2. Классификация САПР. 4 4

3. Программно-методические и программно- технические комплексы систем автоматизированного проектирования (САПР). 8 8

САПР конструкторской документации. 18 8

5. САПР технологических процессов. 12 22

б. САПР инструмента. 9 9

7. САПР приспособлений. 9 9

8. Обзор современного программного обеспечения, применяемого в САПР. 2 2

9. Заключение. 1 1

ИТОГО: 64 64

Отсюда становится ясным, насколько важное значение в формировании будущего специалиста инженерно-педагогического профиля имеет проектирование эффективной, оптимальной структуры, содержат« и методики обучения курсу САПР.

Анализ проблем и перспектив внедрения ПИТ в учебный процесс, уровня обучения дисциплине САПР и обоснование методологических, дидактических предпосылок технологии педагогического проектирования курса "Системы автоматизированного проектирования" позволяют перейти к определению коннепгуальных положений построения оптимальной модели обучении этой дисциплине, способной обеспечить высококачественное усвоение студентами важного в профессиональном о.ношении курса в условиях сложивв1егося объективного противоречия между дефицитом времени на его изучение и современным!! требованиями к спецналкоу

Первое кош/еттичыюе положение проектирования любой дисциплины заключается в ан темпом п<и)мо<>с к ее разработке.

Иторы.м кинцетпуспьннм но шмп'шн'ч проектируемой системы яиляе1сз принцип профп-сиоитыюй наприви'шиктн. выполняющий системсюбрачукшюг во ¡действие на процесс обучения и его компоненты

Трсты- концептуальное нашу-енне: эффективное изучение курса «Сисгсм»! 56-томагизировагыого проектирования технологических процессов» возможно, если сю проектирование основано на озаимодсиспшни принципа профессиональной направленности с оругими дидактическими принципами: мотивации обучении и трупа, чо-лнтехтпма, преемственности, еоииства обучения и воспитания и т.о..

Четвертое концептуальное положение, моделирование дисциплины только тогда будет оптимальным, если оно базируется на программно-целевом подходе, сыпанным с перестройкой всех компонентов педагогической системы дисциплины САШ' (целей, содержания, метооов обучении, деятельности педагога и cmyth нпюв).

Пятое концептуальное положение заключается в ориентации системы на непрерывнее и целостное профессиональное станов tenue и тчорческое развитие личности будущего специалиста.

Па основе сформулированных концептуальных положении в ходе исследования была спроектирована теоретическая модель системы профессионально направленного обучения САПР студентов инженерно-педагогических специальностей, представленная на рисунке 2. Общество формирует заказ на специалиста инженерно-педагопиеского профиля, а также оказывает влияние на профессиональный интерес личности. Перечисленные факторы приводят к необходимости изменения системы профессиональной подготовки инженера-педагога и курса САПР ТП как важной профессиональной составляющей их подготовки. Измен нис требований общества к подготовке будущих специалистов приводит к необходимости перестроить цель курса САПР ТП, что приведет к соответствующей корректировке всех структурных и функциональных компонентов системы профессионально направленного обучения системам автоматизированного проектирования (содержала, методов и средств обу чения. организации деятельное! и педагога и познавательной деятельности студентов). Для того чтобы осуществить высокоэффективную профессионально-направленную подготовку специалиста инженерно-педагогического профиля в области автоматизированного проектирования, необходимо все i омпоненты дисциплины САПР подчинить основным концептуальным положениям, формулированным выше. Только при таком подходе в конском результате мы смо:> ем получить систему обучения. соответствующую современным требованиям общества к специалистам инженерно-педагогического профиля в области автоматизнрм лшого проектирования.

Во второй гляпе «(Методика обучения систем;. ! автоматизированного проектирования студентов шшенерно-пгдагопгческотс факультета» раскрываются ортанпза-шюнно-пелпюгические условия эффективного бучения САПР студентов инжекерно-педаго! ического профиля.

На основе проведенного анализа роли и :ч'ста дисциплины САПР в процессе подготовь'« специалиста инженерно-исдагогичс, кого профиля нами была определена следующая цен курса:

<>ч/пь понятие и очреде ti/ть назначение автоматизированных систем проектировании; печакашт с существующими программными продуктами автоматизи-pi't..ni>i >.4> чроектирснания. с современным техническим обеспечением проектирование, mж,иапн- мстсч'ическис чоОхо:)н при проектировании, побудить использовать ношенные знания в esoeù ип.ж-еперпои и neikw.-utecKoû деятельности.

Все эю позволя ю спроектировать процесс обучения С\ПР. основная концепция которгщ прсиюлагас! использование промышленных CAD (ГАМ систем в течение гчпо тост обучения при пьтполненни студентами расчетно-графических работ в KvpeoiviM и тшиомноч проектировании

Phcj ног; 2. Теоретическая модели . .стены профессионально направленного обу -чени" САПР ctv деток шгл-.нер 'о-педагогическм специальностей

Первый опыт использования системы студенты приобретают при курсовом проектировании по дисциплинам цикла общеинженерной подготовки. В частности, за один год студентами система CAD использовалась для оформления графической части курсовых проектов по дисциплинам "Детали машин", "Металлорежущий инструмент", "Металлорежущие станки", "Технология машиностроения".

Использование системы в курсовом проектировании, особенно в рамках дисциплин специальной подготовки, позволяет определить задачи по формированию библиотек типовых узлов деталей машин и механизмов, что, в конечном итоге, повышает эффективность дипломного проектирования. Необходимо отметить, что процесс автоматизации подготовки производств", как правило, начинается с автоматизации конструкторских задач. Это наблюдается как в реальном производстве, так и в вузах Предложенная модель предполагает необходимость создания пропедевтического курса "Системы автоматизированного проектирования конструкторской документации" и соответствующей корректировки содержания дисциплины САПР ТП (рисунок 3).

Из рисунка 3 видно, что внедрение в учебный процесс пропедевтического курса САПР КД оказывает влшпие на все элементы, входящие в систему обучения студентов САПР, ь том числе, и на содержание дисциплины «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов». В таблице ] показано распределение часов на изучение разделов дисциплины САПР TI1 при обучении студенгов традиционным способом и на основе введения курса САПР КД.

Для введения всех выше перечисленных изменений в содержание дисциплины "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов" нами разработаны рабочая программа по дисциплине для студентов, обучающихся но специальности 0305'.О "Профессиональное обучение" и специализации 030507 "Технология н оборудовать механосборочного производства", содержание лекционного курса, лабораторного практикума н их методическое обеспечение. СЕМЕСТР

9 8 7 б 5 4 3

I

Рисунок 3. Структура снаемы непрерывною обучения основам автоматизированного проектирования

Реализация новой системы обучения основам автоматизирования проектирования невозможна без проектирования спецку рса С -ЧПР КД Для лоюнамм были оире-пены ae.it мдзчи »: методика построения курса Данный курс прелгюлшлет из\-че-

нис профессионально направленного программною продукта, поэтому возникла необходимость в обосновании выбора программного обеспечения. Для этого было рассмотрено п глобальной cc"hi INTERNET 67 ссыпок по системам автоматлзнровагшого проектирования в машиностроении. В результате мы остановились на системе AutoCAD, что было обусловлено следующими причинами: данная система более доступна с финансовой точки зрения для ВУЗа: применяется на Волжском автозаводе; универсальна; достаточно проста в освоении.

Курс САПР КД направлен на изучение одного конкретного программного пакета, поэтому по структуре он построен в виде лабораторного практикума. В рабочей программе курса САПР КД приведены требования к минимальным знаниям обучаемых для успешного изучения курса и требования к уровню знаний после его изучения. а также количество часов на изучение курса. Всего предусмотрено 144 часа из них на:

• аудиторные занятия - 72 часа . индивидуальную работу - 7 часов

• самостоятельную работу - 65 часов.

Для успешного изучения студентами курса САПР КД нами определены следующие положения: .

• студенты должны освоить данный инструмент обработки информации настолько, чтобы уметь самостоятельно применять его для решения самых разнообразных профессиональных задач;

• усвоив логику построения программы, технологию выполнения процедур работы с информацией, студенты должны уметь перенести эти навыки при необходимости на освоение других программ, построенных по стандарту Windows приложений;.

• побудить желайте обучаемых использовать компьютерные технологии в своем учебном труде (курсовом и дипломном проектировании и т.д.);

• приобрести психологическую уверенность в своей способности широко использовать автоматизированные информационные технологии в будущей профессиональной деятельности.

Освоение компьютерных технологий происходит главтгым образом в процессе практической работы с компьютером, поэтому нами выбран подход к организации лабораторного практикума, основанный на глубоком изучении возможностей одного (достаточно унифицированного по организации выполнения предусмотренных в нем функций) пакета и решения в нем достаточно сложных комплексов задач, ориентированных на профессиональную деятельность.

Основной принцип, положенный в основу построения содержания и проведения лабораторного практикума по дисциплине "Системы автоматизироватюго проектирования конструкторской документации", - принцип профессиональной направленности.

К каждой лабораторной работе курса разработаны методические указания, в которых приведены теоретические сведения, упраяшения, задания для самостоятельного выполнения. В таблице 2 приведены названия тем лабораторных работ и количество часов, отводимое на аудиторные и самостоятельные занятия.

Для организации объективного контроля степени усвоения знаний студентами для каждой лабораторной работы разработаны теетттрмощие задания па основе методики объективного контроля знаний студентов В П. Бесналько.

Таблица 2. Содержание лаборагорно!о практикума

№ Тема рабогы Цель работы часы

п/п ауд сам.

1. Информационные процессы в обществе. Ознакомить с информационными процессами в обществе. 2

2. Введение в САПР КД. Обзор современных CAD систем. Изучить современные CAO системы, применяемые на производстве. 2

3. Организация окон, меню и инструментальных панелей AuioCAD R14. Средства управления файлам!, чертежа. Ввод координат. 1. Научиться запускать AutoCAD, певемещаться но окнам н инструментальным панелям. 2. Создавать, сохранять, открывать и просматривать чертежи. 3. Изучить способы «вода координат в AutoCAD, 4 4

4. Системы координат. Научиться пользоваться мировой и пользовательской системой координат. 2

5. Построение основных графических примитивов. Изучить команды вычерчивания, которые создают графические примитивы. 4 2

6. Графический примитив Pline. Назначение слоев. Выполнение штрих(чши, изменение типа линий 'щ примере «Построение втулки». Изучить команду вычерчивания Pline, научить я назначать слои, изменят!, тин линий и выполнять штриховку. 4 6

7. Выполнение надписей. Научиться работать с командами для построения надписей. 2 2

8. Построение спецификации. Отработать приёмы работы с командами для постчоения надписей. 4 4

9. Комплексная работа по изученным темам. Отработка навыка построения чертежа. 12 10

10. Дополнительные примитивы. Изучить команды вычерчивания, которые создают графические примитивы. 6 5

11. Простановка размеров и их редактирование. Нанесение допусков отклонений формы и расположения поверхностей. Изучить команды нанесения размеров и допусков отклонений формы и расположения поверхностей. 6 6

12. Редактирование объектов чертежа. Изучить команды редактирования чертежа 12 12

13. Итоговая работа «Построение редуктора». На основании приобретенных знаний по системе AutoCAD построить чертеж в cooi вегетвин с требованиями, предъявляемыми к оформлению чертежа. 14 12

ИТОГО 72 '>5

Для помощи студгнгам в освоении материала, в подготовке к занятиям, кроме методических указаний к лабораторным работам, используются следующие ме1 одические средства:

• методический материал: краткие текстовые заготовки, схемы, таблицы; . учебные элемент ы лабораторной работы;

• библиотека примеров чертежей, дающих представление о возможностях системы при решении конструкторских задач и краткие инструкции по их выполнению.

Так как весь процесс обучения студентов САПР КД связ.л с работой на компьютере, поэтому самостоятельная работа п лаборатории проводится в виде аудиторных занятий. Независимо от вида организации, цель самостоятельной работь» студентов в процессе обучения состоит как в усвоении знаний, так и в формировании учений и навыков по их использованию в новых условиях, на новом учебном материале. О процессе такого вида работы студенты осуществляют самостоятельную познавательную деятельность, являющуюся видом учебного труда, формирующего самостоятельность. На это по дисциплине САПР КД учебным планом предусмотрено 65 часов. Для организации самостоятельной работы студентов нами разработаны задания по каждой лабораторной работе, которые делятся по уровням, соответствующим классификации знаний. Поэтому за основу была принята классификация самостоятельной работы, предложенная ГШ. Пидкаснстым, которая различается по характеру учебных задач и познавательной деятельности на следующие виды: по образцу; реконструктивные; вариативные и творческие. Каждый из видов самостоятельной работы характеризуется содержательно-логическими особенностями учебного материала, степенью самостоятельности обучаемого п процессе деятельности.

В третьей главе «Оташто-эксперимептальная проверка эффективности системы обучения студстггов автоматизированному проектированию технологических процессов» разработана методика проведения констатирующего и преобразующего эксперимента, проведено тестирование, разработана методика определения общего коэффициента усвоения К%. определен вид распределения генеральных совокупностей двух выборочных данных па Основе выдвинутых гипотез о нормальности эмпирических распределений, произведена оценка эффективности предлагаемой программы обучения дисциплине САПР с использованием критериев значимости.

Цель экспериментальна исследований - установление влияния разработанной системы непрерывного обучения студентов на уровень усвоения днециплипы САПР ТП.

В процессе экспериментального исследования использовались констатирующий и прообразующий виды эксперимента, в ходе которых применялись статистические методы обработки рау.чьтатов. Они направлены на выявление эффективности как системы в целом, гак и ряда педагогических средств, предлагаемых в настоящей работе, путем сраипения результатов в разные периоды времени студентов контрольной н экспериментальной групп. Прп оценке наблюдаемых результатов исследований применялись объективные критерии. В связи с этим, в работе использовались статистические гипотезы и критерии для независимых выборок.

При проведении констатирующего эксперимента выполнен отбор студентов в контрольную и экспериментальную группы с равными потенциальными возможностями изучения дисциплины САПР. При планировании количества эксперименгируе-мых мы исходили из наличия групп, обучающихся на одном курсе шгженерпо-педягогическото факультета Тольят- ниского филиала Самарского государственного педагогического университета по ст.т'.мшизации 030507 - Технология и оборудование механосборочного произволе:'л" Лля установления одинакового исходного

уровня академической активности студешов их отбор приводился по иловым оценкам ранее изученных дисциплин профессионально-технической направленности, формир; ющих конструкторские навыки будущих шскенероа и их научный потенциал. Ислсльзовапись результаты успешности обучения студентов по таким дисциплинам, как начертательная геометрия и инженерная графика, детали машин и металлорежущие инструменты, включались и результаты курсового проектирования по этим дисциплинам, освоение которых предшествовало изучению дисциплины САПР. При этом, в качестве исходных данных были взяты результаты экзаменов и дифференциальных зачетов по ггим дисциплинам за 1, ?, 3, 4 курсы. Учитывая, что контингент студентов в отобранных группах не стишков, прежде всего, было проведено выравнивание численности студентов в группах. Экспериментальные исследования выполнены на однородных выборках. Качественный отбор студентов в контрольную и экспериментальную группы осуществлялся с применением методов теории математической статистки. Мы исходили из того, что обе выборки независимы и взяты из нормально распределенных совокупностей X и У с одинаковыми дисперсиями <т; и . Для того чтобы убедится в том, что выборки взяты из нормально распределенных ге-неральпых совокупностей, были определены характеристики положения: средние арифметические двух выборок х, у, медианы Мсх М№ и моды Мт Моу. Результаты вычислений позволили сделать предположение о том, что выборки взяты из нормально распределенных генеральных совокупностей. Учитывая, что при одних и тех же средних арифметических значениях, мод и медиан характер распределения случайных величин двух выборок может быть различным, нами были выдвинуты статистические гипотезы. В качестве нулевой гипотезы Но принято равенство дисперсий а\ — сг*, а в да ¡естле альтернативной гипотезы - Н|Г о\ * <т', поскольку заранее нельзя б ггь уверенным, что какая-либо из генеральных дисперсий больше другой. Поскольку это двусторонние гипотезы, для их оценки мы применили двусторонний Р - кри.ерий Фишера. Так как значения параметров генеральной совокупности нам неизвестно, определялись и учитывались среднеарифметические значения выборок х, У и их выборо'шые дисперсии ^ и являющиеся наилучшими оценками генеральных совокупностей.

В результате вычислений получены численные значения среднего арифметического значения выборки X (группа Т - 401) и У (группа Т - 403), выборочные дисперсии (группа Т - 401) и (группа Т - 403). Результаты вычислений представлены в таблице 3.

Ь'2

Численное значение Р-критерня Фишера определено по формуле 1'' = —ту*-.

1П1П

Сравнение вычисленной величины ]•' /7' ¡,34) с критической величиной Р-критерия (Га -0,212) на заданном уровне значимости а - 0,05 и числе степенен

сиободы г — п-1 (при п И/ п2 у ~ 19) показывает, что !■ < Ра, а поэтому гипотеза о равенстве дисперсий принимается. Таким образом, студенты обеих групп не отличаются по признаку вариативности результатов по выше указанным дисциплинам При проведении преобразующего эксперимента численность контрольной и экспериментальной трупп составляла 20 студентов.

В ходе проведении преобразующего эксперимента путем тестирования определен уровень знаний, умений и навыков студентов после изучения первою раздета курса САПР и после его завершения, а также проверена эффективность системы непрерывного обучения студентов основам системы автоматизированного проектирования. Преобразующий эксперимент проведен в два этапа. Первый этап - после изучения раздела "Общее представление о САПР" дисциплины САПР; второй - после завершения изучения всего курса САП!'. До проведения эксперимента обе группы студентов согласно учебному плану в 4 и 5 семестре изучали дисциплину "Информатика и вычислительная техника" я, следовательно, были подгоговлет'-т для работы с компьютером. В отличие от контрольной группы экспериментальная группа студентов обучалась но специальной системе непрерывного обучения САПГ.

Для объективной сценки степени сбученпостн каждого студента были разработаны тосты, пгслю'мктгие задание на деятельность дзтгпого уррри*, эталон отпета и число операций. Подготовленные тесты и эталоны отсетри адекватно отражают степень обучеяности студентоя пСсле изучения первого раздела САПР и за полный туре обучения студентов ессй дисциплине Разработанная в наглел работе методика тестирования осн(п>.;шя па [{сннептуальных подходах к определенно обученности учащихся по В.П.Иеспзлъко л В П.Симонову и базируется на определегтин обученности на рззных уровнях. Оп \ позволяет применить пиалу отношений для обработки результатов эксперимента Сунцшсчь методики состоит в следующем. Определяется коэффициент /С усвоения знаний ня ¡-том уровне обученности по формуле К„1 = •где I - порядковый номер уровня обученности, изменяющимся от .1 до 5; и, - максимальный показатель обучешюсти в пределах каждого уровня. Внутри каждого интервала показатель обучсниости з.гонентот числа верных ответов. Определяется коэффициент усвоения Ка по числу правильно выполненных им операций «т»

г' _ т1

теста из всех необходимых "р по формуле — < где />( и т,~ число операций пра-

Р/

в ильных ответов соответственно на т-том уровне обученности. Значение изменяется в пределах г-тога уронил, который, в свою очередь, зависит от максимальною показателя степени обученности Для первого он равен 0,04, доя второго - 0,12, для третьего - 0,20, для четвертого - 0,28, для пятого - 0,36. Итак, общий коэффициент

обученности может бьпь определен по формуле: *

К„ = ]Г ••= К„, -0,0-1 +к,,--0.12+ Ко3 -0,2 +А'(11 -0.28 + -0,36

Очевидно, что при полной степени обученности коэффициент А'а~1, а при полном отсутствии знаний умений и навыков А'„=0. Таким образом, коэффициент усвоения К., знаний, умений и навыков обучаемого находится в пределах от 0 до 1, а это значит, что экспериментатор имеет позможность работать с непрерывной шкалой отношений.

Прнчептя нзвсс1нук> мет.нс.ч построения гистограмм, полигонов и кривых распре к'теннй. построено графи1:"спредставление эмпирических распределений .и« нергого и второю маиов прообразующего экспериментов. Графики показывают

незначительное отличие коэффициентов асимметрии А и эксцесса Е от нуля, что позволяет выдвинуть гипотезу л нормальности эмпирических распределений »оэффицн-ентов >ч.еоеШ'я знаний, умений и навыков студентов контрольной и экспериментальной групп по их выборочным данным. Для проверки гипотезы о принадлежности эмпирического распределения к некоторому теоретическому типу использовался критерии согласил Шапиро - Уилки И'для выборок объемом п > 10,

Нулевая гипотеза состоит в том, что плотность распределения генеральной совокупности, нз которой взята выборка, соответствует теоретической модели нормального рапредеяення /(дг)= /'(*)» альтернативная гипотеза Нь /(.*)* /*(х), где /(») - нормально распределенная генеральная совокупность, /'(х) - нормально распределенная выборочная совокупность.

Вычисленные значения материя ШалирсьУилкн для контрольной группы \У=0,931 и экспериментальной группы \\М),91б больше соответствующего табличного значения. Это означает, что на уровне значимости а~0.05 выборочные эмпирические распределения соответствуют нормальному распределению, т.е. гипотезы Н0 принимают "я

т

Рисунок 4. Гистограммы (1), политопы (2), кривые распределения (3) средкие значе-1гия (4) второго этапа эксперимента (после изучения дисциплины САПР ТП)

Таким образом, проведенные статиетичестх исследования позволяют достаточно определенно считать, что выборочные данные значений коэффициента .усвоения знаний, умений и навыков в контрольной и экспериментальной группах взяты из нормально распределенных генерапьных совокупностей.

Эффективность новой системы обучения САПР оценивается по различию результатов тестирования этих групп после изучения первого раздела и всего курса дисциплины САПР. Среднее арифметическое значение результатов тестирования в контрольной группе меньше среднего арифметического экспериментальной группы. Вследствие случайного характера результатов тестирования и неизбежности разброса ¡IX значений возникает вопрос: обусловлено это различие только неизбежным случайным разбросом данных или это различие столь существенно, что его нельзя объяснить одним только случайным разбросом? Поэтому, чтобы удостовериться в случайности или неслучайно ти различий, была выполнена проверка статистической гипо-те»ы о равенстве двуч средних. Нулевая гипотеза-- между двумя генеральными егто-

купиостями, представленными двумя выборками, нет очевидного различия, т.е. Нс: ?01 -х02. Альтернативная гипотеза состоит в том, средние значения генеральных совокупностей не одинаковы, т.е. Н|: хп ¿?га, где и хю - средние значения генеральных совоку пностей, соответствующие средним арифметическим значениям коэффициентов усвоения в контрольной и экспериментальной труппах студентов.

Проверка этих гипотез выполнена с помощью критерия значимости - ^критерия Стьюдента. В нашем эксперименте дисперсии 07 и о} генера-ьных совокупностей неизвестны. Поэтому сравнение двух средних значений коэффициента усвоения проводилось при добавочном предположении, что генеральные дисперсии в контрольной и в экспериментальной группах одинаковы. Это предположение принято без проверки, поскольку контроль знаний, умений и навыков осуществлялся по одинаковым тестам и по одной и той же теме.

Сопоставляя расчетное /(а,у) и табличное значение Ькритерия, мы видим, что (> ¡{а,у). Это говорит о том,, что расхождение средних значений можно считать не случайным (значимым) на уровне значимости а = 0.05. И нулевая гипотеза отвергается.

Следовательно, можно сделать вывод о том, что предлагаемая программа обучения эффективна как па начальной стадии обучения дисциплине САПР, так и после изученш! всего курса на уровне значимости а = 0.05.

В заключении подводятся итоги решения поставленных в диссертационном исследовании задач.

1. Анализ проблем и перспектив внедрения новых информационных технологий в профессиональном обучении, а также роли, места н состояния обучения студентов инженерно-педагогических специальностей курсу САПР ТП позволял определить научные предпосылки и практические основания проектирования методики обучения системам автоматизированного проектирования студентов инженерно-педя готических специальностей вузов.

2. Анализ проблемы н обоснование методологических, дидактических предпосылок технологии педагогического проектирования курса "Системы автоматизироватшо-го проектирования" позволили сформулировать пять концептуальных положений и спроектировать модель системы непрерывного обучения студентов инженерно-педагогических специальностей системам автоматизированного проектирования технологических процессов.

3. Реализации системы непрерывного обучения САПР студентов инженерно-педагогических специальностей вузов способствовала разработанная группа методических условий, которая включает:

* авторскую рабо'тую программу, методику проведения лабораторного практикума и методическое обеспечение дисциплины САПР ТП в соответствии с введенными изменениями в содержание курса;

■ обоснованный выбор'программного обеспечения спецкурса САПР КД;

■ авторскую программу, методику организации и проведения лабораторного практикума;

• дидактический комплекс по методическому обеспечению лабораторного практикума;

■ методику организации самостоятельной работы в процессе обучения спецкурсу САПР КД,

4. Опытно-эксперимоггальшя промер;ч эффективности разработанной системы обучения студентов автоматизироч..!!нечу проектированию включала в себя конста-

тирующий и преобразующий эксперименты, результатами которых явилось следующее:

■ В1 швлены дисциплины, влияющие на усвоение САПР, отобраны состав и числе шость контрольной и экспериментальной групп студентов и статистически обосновано, что по успеваемости между двумя группами нет значимого различия.

* определены цель и этапы преобразующего эксперимента, позволившие планомерно вести экспериментальные исследования;

* разработана методика тестирования и определения общего коэффициента усвоения для пяти уровней обученности, позволившая использовать при обработке статистических данных шкалу отношений;

" подготовлены тесты для контроля знаний, уыешш и навыков студентов на первом и втором этапе эксперимента;

■ выполнена всесторонняя обработка результатов тестирования студентов на первом и втором этапах преобразующего эксперимента, что позволило считать: а) что выборки в контрольную и экспериментальную группы взяты из нормально ра пределе 1шых генеральных совокупностей; б) подтверждена эффективность предлагаемой системы обучения САПР на уровне значимости а = 0.05,

■ сравнение результатов тестирования контрольной и экспериментальной групп, полученных на первом и втором этапах констатирующего эксперимента, не выявили явного изменения в обученности студентов.

По проблеме исследование автором ооубликвваны следующие работь.

1. Использование ЭВМ При организации контроля знаний будущих инженеров-педагогов // «3' ;рмы и методы контроля знаний студентов на разных этапах обучения: Тез. Науч. - метод Конф. ТолПИ. - Тольятти, 1996. - С 48 (в соавт.)

2. Использование компьютерной техники в совершенствовании преподавания курса теэрия механизмов и машин студентам инженерно-педагогического факультета. // Сборник статей докторантов и аспирантов ТфСГПУ 1997. - С. 140-147 (в соавт.)

3. Проектирование фасонных резцов // Методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Металлорежущие инструменты». - Тольятти: Изд-во ТфСГПУ, ттш-я «Форум». 1999. -34с. (в соавт.)

4. Совершенствование содержания обучения студентов при курсовом проектировании металлорежущего инструмента. // Инновационные технологии в педагогике и на производстве. Тез. докл. 5 науч.-практ. конференция мол. ученых и специалистов Урал. гос. пед. ун-та, 27-28 апреля 1999 г. - Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 1999. - С. 123-124. (в соавт.)

5. Использование профессиональных программных средств для преподавания технических дисциплин // Инновационные технологии в педагогике и на производстве. Тез. докл. 5 науч.-практ. конференция мол. ученых и специалистов .Урал. гос. пед. ун-та, 27-28 апреля 1999 г. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 1999. -С. 124-125

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Ерофеева, Елена Александровна, 2000 год

Введение

Глава 1. Научные основы проектирования системы обучения студентов курсу "Системы автоматизированного проектирования техноло- 16 гических процессов"

1.1 Теоретические предпосылки и практические основания обучения специалистов основам "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов"

1.1.1. Проблемы и перспективы внедрения новых информационных технологий в систему профессионального образования

1.1.2. Анализ роли, места и состояния обучения курса "Системы автоматизированного проектирования" в профессиональной подготовке 35 студентов специальности "Профессиональное обучение" ф 1.2. Концепция и модель системы обучения системам автоматизированного проектирования студентов инженерно-педагогического 49 профиля

1.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Глава 2. Методика обучения системам автоматизированного проек- ^ тирования студентов инженерно-педагогического факультета

2.1. Цель и содержание дисциплины "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов"

2.1.1. Влияние программы непрерывного обучения студентов системам автоматизированного проектирования на содержание дисциплины 70 САПР ТП

2.1.2. Методика проведения лабораторного практикума по курсу "Системы автоматизированного проектирования технологических про- 75 цессов"

2.1.3. Методическое обеспечение дисциплины "Системы автоматизиро- ^ ванного проектирования технологических процессов"

2.2. Цель и содержание спецкурса "Системы автоматизированного ^ проектирования конструкторской документации"

2.2.1. Обоснование выбора программного обеспечения спецкурса САПР

2.2.2. Авторская программа спецкурса САПР КД

2.2.3. Методика проведения лабораторного практикума по спецкурсу "Системы автоматизированного проектирования конструкторской 90 документации"

2.2.4. Дидактический комплекс по методическому обеспечению лабора- ^ торного практикума

2.2.5. Методика организации самостоятельной работы студентов в процессе обучения спецкурсу САПР КД

2.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Глава 3. Опытно-экспериментальная проверка эффективности системы обучения студентов автоматизированному проектиро- 113 ванию технологических процессов

3.1. Методика экспериментальных исследований и выбор показателей ^ ^ итогов образовательного процесса

3.2. Констатирующий эксперимент и методика его проведения

3.3. Преобразующий эксперимент

3.3.1. Цель и этапы преобразующего эксперимента

3.3.2. Определение условий и времени проведения преобразующего эксперимента

3.3.3. Методика тестирования, подготовка тестов и определение общего коэффициента усвоения знаний, умений и навыков

3.3.4. Определение вида распределения генеральных совокупностей двух выборочных данных

3.3.5. Гипотеза о нормальности эмпирических распределений контрольной и экспериментальных групп по выборочным данным

3.3. б. Оценка эффективности предлагаемой программы обучения дисциплине САПР с использованием критериев значимости

3.3.7. Подготовка тестов и обработка результатов тестирования студентов после завершения изучения дисциплины САПР

3.3.8. Оценка эффективности обучения дисциплине САПР

3.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 149 Заключение 151 Литература 153 Приложения

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методика обучения студентов инженерно-педагогических специальностей курсу "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов""

Актуальность работы. В процессе развития науки и техники, создаваемые человеком технические системы, устройства, сооружения становятся все более сложными. Одновременно ужесточились требования, предъявляемые к срокам проектирования новых изделий. В этих условиях традиционные неавтоматизированные методы проектирования оказываются не эффективными. Создание и широкое использование систем автоматизированного проектирования (САПР) стало насущной необходимостью. Для решения этой задачи требуется соответствующая подготовка специалистов.

Термин «автоматизация проектирования» характеризует любую деятельность, в рамках которой ЭВМ находит применение для выполнения трудоемких расчетов, организации хранения и поиска информации, геометрического моделирования и графического отображения результатов, редактирования документации с целью разработки, анализа и видоизменения издедий и процессов.

Автоматизация проектирования реализуется с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР). САПР - это разумное сочетание возможностей человека и ЭВМ, где пользователь выполняет неформализованные операции, требующие интеллектуальных способностей, а ЭВМ поручаются задачи, требующие высокой скорости вычислений, визуального отображения информации и запоминания больших объемов данных. По определению, взятому из словаря САПР, «Системы автоматизированного проектирования — организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации, и выполняющая автоматизированное проектирование»[91].

Важной составляющей профессиональной подготовки является формирование социально востребованного специалиста. В наше время к таковым относятся специалисты владеющие новыми информационными технологиями и эф' ,fs фективно их применяющие в своей профессиональной деятельности. "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов" (САПР ТП) - дисциплина призванная, обеспечить подготовку специалиста нового типа, способного решать профессиональные задачи с использованием новых информационных технологий. Содержание данной дисциплины динамично изменяется качественно (в соответствии с научными достижениями в области информационных технологий) и количественно (в соответствии с новыми программными средствами). Это характерно для всех дисциплин связанных с освоением и применением компьютерных технологий. Кроме того, САПР ТП -многогранная дисциплина и состоит из нескольких хотя и взаимосвязанных, но все же достаточно самостоятельных разделов. Это объясняется тем, что проектирование технологического процесса включает в себя вопросы не только непосредственно относящиеся к технологии машиностроения, но и вопросы проектирования конструкторской документации, металлорежущего и вспомогательного инструмента, приспособлений. Все это делает дисциплину перегруженной информацией, что приводит к поверхностному ее изучению, и если теоретические сведения еще можно «выучить», то получить устойчивые практические навыки за данный курс при существующей методике обучения невозможно.

Актуальность исследования определяется:

У социальным заказом общества на педагога профессионального обучения, подготовленного к активному участию в обеспечении технического и педагогического прогресса, способного эффективно работать в новых социально-экономических условиях с использованием САПР; > потребностью развития у специалистов способностей к самообразованию и саморазвитию в области САПР в условиях быстрого обновления научно-технической информации.

Интересы нашей работы направляют нас к анализу исследований ориентированных на профессиональное применение информационных технологий. Подавляющее большинство таких работ направленно на решение проблем подготовки школьников в области информационных технологий (А.Г.Гейн, В.Г.Житомирский, А.П.Ершов, Н.В.Матвеева, Е.А.Ракитина, Г.И.Щукина и др.), либо учителей информатики в педагогических вузах (С.А.Зайцева,

A.А.Патокин, С.В.Лаптева, Г.П.Шишкина и др.). Некоторые работы посвящены применению информационных технологий в профессиональной деятельности (Н.В.Филимонова).

Значительное число исследовательских работ за последнее время посвящено методам формирования содержания профессионального образования и его реализации (Л.Н.Алексеева, Л.Г.Семушина, Н.Д.Коваленко, Н.Н.Кочкин,

B.В.Логинова, Н.В.Петухова, О.И.Полещук, А.М.Сохор и др.).

Однако автором не обнаружены исследовательские работы, посвященные проблемам обучения системам автоматизированного проектирования.

Сущность противоречия заключена между существующим уровнем научно-педагогического обоснования подходов к преподаванию дисциплины САПР ТП и новыми социально- экономическими условиями, требующими такой подготовки будущих специалистов инженерно-педагогического профиля, которая обеспечивала бы не только их высококачественное профессиональное образование в области педагогики и техники, но и позволяла бы им творчески трудиться в условиях быстро меняющихся технологий с использованием современной компьютерной аппаратуры.

Из выявленного противоречия вытекает педагогическая проблема: «Каковы научно-педагогические основы формирования у студентов педагогического вуза знаний и умений в области автоматизированного проектирования и дидактические условия их практической реализации?»

В педагогическом плане решение этой проблемы связано с насущной необходимостью в пересмотре структуры и содержания обучения студентов системам автоматизированного проектирования, в разработке методики обучения этой важной в новых социально-экономических условиях рынка труда дисцип

• fj лины в системе подготовки специалиста.

Большая практическая значимость разрешения возникшего противоречия и разработки сформулированной проблемы побудили нас избрать следующую тему исследования: «Методика обучения студентов инженерно-педагогических специальностей курсу "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов"».

Цель исследования - повысить качество подготовки специалистов инженерно-педагогического профиля путем разработки структуры, содержания и методики обучения студентов системам автоматизированного проектирования на уровне, позволяющем будущим педагогам профессиональной школы самостоятельно проектировать и реализовывать информационные модели в своей профессионально-педагогической деятельности.

Объект исследования - педагогический процесс подготовки студентов инженерно-педагогических специальностей вузов к профессионально-педагогической деятельности в современных социально-экономических условиях развития страны.

Предмет исследования - методика обучения студентов системам автоматизированного проектирования технологических процессов как важной составной части профессиональной подготовки инженера-педагога специализации «Технология и оборудование механосборочного производства».

Гипотеза исследования. Методика обучения студентов системам автоматизированного проектирования технологических процессов позволит повысить качество подготовки и профессиональную компетентность будущих педагогов профессиональной школы, если её разработка будет вестись на основе:

• системного подхода;

• принципа профессиональной направленности как системообразующего фактора;

• взаимодействия принципа профессиональной направленности с другими принципами обучения (преемственности, единства обучения и воспитания, мотивации учения и труда, интеграции и индивидуализации в обучении);

• программно-целевой «подстройке» всех компонентов системы обучения курсу «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов» (целей, содержания, методов обучения, деятельности педагогов и студентов) в соответствии с требованиями принципа профессиональной направленности;

• ориентация системы обучения курсу на непрерывное и целостное становление и саморазвитие личности будущего специалиста в области использования новых информационных технологий.

В соответствии с целью и гипотезой исследования были поставлены следующие задачи исследования:

1. Определить научные предпосылки и практические основания проектирования методики обучения системам автоматизированного проектирования студентов инженерно-педагогических специальностей вузов.

2. Разработать концепцию и спроектировать модель системы непрерывного обучения студентов инженерно-педагогических специальностей системам автоматизированного проектирования технологических процессов.

3. Выявить группы методических условий, способствующих реализации системы непрерывного обучения САПР студентов инженерно-педагогических специальностей вузов.

4. Провести опытно-экспериментальную проверку эффективности разработанной системы обучения студентов автоматизированному проектированию.

Методологические основы исследования.

Методологическую основу исследования, которая характеризуется процессом взаимодействия науки, техники, производства и образования, составили труды С.И. Архангельского, Ю.А. Кустова, И.Т. Фролова и др.

В исследовании автор исходил из достижений современной психологической науки и ее ведущих идей: понимания проявления психики через деятельность, признания социальной природы психической деятельности, единства психической деятельности и деятельности внешней, практической (А.Н.Леон-тъев, В.В. Рубинштейн, Л.С. Выготский, В.М. Манахов и др.).

Дидактическими предпосылками разработки системы обучения явились идеи творческого саморазвития (В.И.Андреева, Э.Ф.Зеер), многочисленные исследования посвященные содержанию и методике преподавания как самой информатики для разных ступеней образования (С.АБешенков, Б.С.Гершунский, Н.В.Матвеева, Ю.М.Сеничева), так и информатизации процесса обучения (АП.Ершов, В.АИзвозчиков, Е.Н.Машбиц, И.В.Роберт и др.)

Для теоретического обоснования, реализации поставленных задач и их экспериментальной проверки нами в диссертации использовались следующие методы исследования:

• теоретический анализ литературы по педагогике, психологии, методологии педагогических исследований, дидактическим основам преподавания дисциплин, методам и подходам при формировании содержания дисциплин, а также предметной литературы связанной с темой исследования;

• изучение передового педагогического опыта;

• теоретический анализ путем сравнения, обобщения, абстрагирования;

• анкетирование, наблюдение, собеседование;

• педагогический эксперимент, статистическая обработка результатов эксперимента;

• внедрение положительных результатов исследования и методических рекомендаций в педагогическую практику.

Опытно-экспериментальная база.

Опытно-экспериментальной базой исследования по обучению студентов системам автоматизированного проектирования явились кафедры «Технология и оборудование механосборочного производства», «Общетехнические дисциплины» инженерно-педагогического факультета Тольяттинского филиала Самарского государственного педагогического университета, МОУ лицей № 36, * 'j профессиональный лицей № 36, Тольятгинский технический колледж ВАЗа. и

В опытно-экспериментальной работе на разных этапах приняло участие 247 студентов и преподавателей экспериментального учебно-научного комплекса «Школа - профучилище - колледж - вуз - производство» при Тольят-тинском филиале Самарского государственного педагогического университета.

Тема исследования входит в Координационный план научно-исследовательских работ по проблемам профессионально-педагогического образования на 1996-2000 годы вузов России, одобренный учебно-научно-методическим объединением по профессиональному образованию (Тема 1.4 «Преемственность в системе непрерывного профессионально-педагогического образования» - руководитель А.Ф. Кузьменко, г. Екатеринбург, октябрь, 1995). Головная организация-координатор: Исследовательский центр профессионально-педагогического образования РФ при Уральском государственном профессионально-педагогическом университете.

Этапы исследования.

Исследование проводилось в течение 6 лет и состояло, из трех этапов:

Первый (подготовительный) этап (1994-1996 гг.) - велось изучение состояния проблемы в педагогической теории и практике, ее теоретическое осмысление. Применение методов теоретико-методологического анализа к научной литературе и конкретизация научных идей исследуемой проблемы позволили сформулировать гипотезу и определить цель, задачи, предмет, объект, выбрать методику исследования и методы экспериментальной работы.

Второй (основной) этап (1996-1998 гг.) - дана формулировка концептуальных положений, выполнена разработка теоретической модели системы обучения студентов автоматизированному проектированию, обосновано программное обеспечение. На этом же этапе шла апробация теоретических решений в выступлениях и публикациях, экспериментальное обучение студентов, выявлялась результативность разработанной системы и методики обучения студентов курсу САПР ТП.

Третий (заключительный) этап (1998 - 2000 гг.) - осуществлялась кор" ректировка гипотезы исследования, уточнение содержания авторской программы, продолжалось экспериментальное обучение, велась обработка результатов экспериментальной работы, осуществлялось внедрение полученных результатов в практику и оформление диссертационной работы.

Научная новизна исследования: впервые разработана педагогическая система обучения студентов инженерно-педагогических специальностей автоматизированному проектированию на основе:

• анализа современных программных технических средств новых информационных технологий (НИТ);

• выявления ведущих направлений внедрения НИТ в систему образования;

• анализа роли, места и состояния обучения курсу САПР в профессиональной подготовке студентов инженерно-педагогических специальностей;

• выявление системы взаимосвязей курса САПР с дисциплинами учебного плана специализации «Технология и оборудования механосборочного производства»; системного подхода;

• принципа профессиональной направленности;

• взаимодействия принципа профессиональной направленности с дидактическими принципами мотивации учения и труда, политехнизма, преемственности, единства обучения и воспитания;

• ориентации системы на непрерывное и целостное профессиональное становления, творческого саморазвития личности будущего специалиста.

Теоретическая значимость исследования:

• определены научные предпосылки и практические основания проектирования системы профессионально направленного обучения студентов инженерно-педагогического факультета системам автоматизированного проектирования;

• сформулированы концептуальные положения, на основе которых спроектирована модель программы непрерывного обучения студентов системам автоматизированного проектирования;

• обоснованы группы методических условий эффективной реализации системы обучения САПР студентов инженерно-педагогических специальностей.

Практическая значимость. Результаты диссертационного исследования использованы в учебном процессе подготовки специалистов инженерно-педагогического профиля в Тольяттинском филиале Самарского государственного педагогического университета. В ходе реализации программы непрерывного обучения системам автоматизированного проектирования были разработаны:

• спецкурс «Системы автоматизированного проектирования конструкторской документации» (рабочая программа, методические указания к выполнению лабораторных работ, учебные примеры, методический материал, тесты для объективного контроля знаний учащихся);

• скорректировано содержание и разработано методическое обеспечение дисциплины «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов» (учебное пособие к лекционному материалу, указания к выполнению лабораторных работ, тесты для объективного контроля знаний учащихся).

Разработанные организационно-педагогические решения могут быть использованы в других образовательных учреждениях при изучении дисциплин САПР КД и САПР ТП.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:

• глубокой проработкой методологических, психологических и практических основ проектирования системы;

• ведением педагогических исследований в единстве с практической деятель

• -г* ностъю и с ориентацией на нее;

• внесением необходимых корректив в гипотезу, содержание, организацию опытной и экспериментальной работы, решением поставленных в исследовании задач;

• объективностью выборок и использованием методов математической статистики для проверки достоверности полученных результатов.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Проблемы трудового воспитания молодежи в современных условиях» (Волгоград, 1995г.), на научно-методической конференции ТолПИ «Формы и методы контроля знаний студентов на разных этапах обучения» (Тольятти, 1996), на 5 научно-практической Конференции молодых ученых и специалистов УГППУ «Инновационные технологии в педагогике и на производстве» (Екатеринбург, 1999г.), на научной конференции преподавателей и студентов инженерно-педагогического факультета (Тольятти, 2000г.), на .заседаниях кафедры ТфСГПУ, где получили одобрение и поддержку.

Материалы исследования, разработанные автором учебные пособия и методические указания по изучению курсов САПР КД и САПР ТП, программа курса для студентов дневной, заочной формы обучения применяются в учебном процессе подготовки студентов по специальности 030500 «Профессиональное обучение» Тольяттинского филиала Самарского государственного педагогического университета; применяется в механосборочном производстве и генеральном департаменте развития АО АвтоВАЗа при проектировании фасонных резцов, протяжек, метчиков; в процессе обучения САПР КД учащихся профессионального лицея 36 г. Тольятти.

На защиту выносятся: 1. Совокупность теоретически обоснованных и экспериментально апробированных научных предпосылок и практических оснований разработки профессионально направленной системы обучения системам автоматизированного проектирования студентов инженерно-педагогического факультета.

2. Концепция и модель системы непрерывного обучения студентов автоматизированному проектированию: системный подход, принцип профессиональной направленности и его взаимодействие с другими принципами профессионального образования (преемственность, единство обучения и воспитания, мотивации учения и труда), проблемно-целевая «подстройка» компонентов системы под требования принципа профессиональной направленности, ориентация системы на непрерывное саморазвитие педагога профессиональной школы в области использования новых информационных технологий.

3. Группы дидактических условий по обеспечению успешного усвоения студентами инженерно-педагогических специальностей содержания программы основ автоматизированного проектирования технологических процессов.

Структура диссертации. Диссертационная работа на 235 стр. состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (состоящего из 161 наименований), 6 приложений, содержит 11 рисунков и 25 таблиц.

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

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3

1. Выполнен анализ работ [9,90] по вопросу объективной оценки контроля обученности учащихся и определено направление нашей работы по совершенствованию методики объективной оценки знаний, умений и навыков студентов и её применению к экспериментальным исследованиям.

2. Проведен констатирующий эксперимент, результатом которого явилось следующее: выявлены дисциплины, влияющие на усвоение дисциплины САПР: инженерная графика, детали машин, металлорежущие станки и металлорежущие инструмента; отобран состав и численность контрольной и экспериментальной групп по результатам экзаменов и курсовых проектов, выставленных студентам по пятибалльной системе оценки знаний; статистически обоснованно на уровне значимости а = 0,05 с использованием F-критерия Фишера показано, что по успеваемости между двумя группами нет значимого различия. В качестве экспериментальной группы принята группа, обучающаяся по новой программе.

3. Проведен преобразующий эксперимент (как совокупность обучения, контроля и сравнения), результатом которого явилось следующее: определены цель и этапы преобразующего эксперимента, позволившие планомерно вести экспериментальные исследования; разработана методика тестирования и определения общего коэффициента усвоения для пяти уровней обученности, позволившая использовать при обработке статистических данных шкалу отношений; подготовлены тесты для контроля знаний, умений и навыков студентов на первом (после изучения первого раздела САПР ТП) и второго (после завершения изучения студентами полного курса САПР ТП) этапов;

• Выполнена всесторонняя (графическая и статистическая - с использованием критериев согласия и значимости) обработка результатов тестирования студентов на первом этапе констатирующего эксперимента, что позволило считать: а) что выборки в контрольную и экспериментальную группы взяты из нормально распределенных генеральных совокупностей; б) эффективность предлагаемой программы обучения на уровне значимости а = 0,05;

• Подтверждена эффективность новой программы обучения студентов дисциплине САПР и после второго этапа (при повторном тестировании после завершения изучения полного курса САПР) констатирующего эксперимента на уровне значимости а = 0,05 с использованием t-критерия Стъюдента;

• Сравнение результатов тестирования контрольной и экспериментальной групп, полученных на первом и втором этапах констатирующего эксперимента, не выявили явного изменения в обученности студентов.

151

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подведем итоги результатов решения поставленных в диссертационном исследовании задач.

1. Анализ проблем и перспектив внедрения новых информационных технологий в профессиональном обучении, а также роли, места и состояния обучения студентов инженерно-педагогических специальностей курсу САПР ТП позволил определить научные предпосылки и практические основания проектирования методики обучения системам автоматизированного проектирования студентов инженерно-педагогических специальностей вузов.

2. Анализ проблемы и обоснование методологических, дидактических предпосылок технологии педагогического проектирования курса "Системы автоматизированного проектирования" позволили сформулировать пять концептуальных положений и спроектировать модель системы непрерывного обучения студентов .инженерно-педагогических специальностей системам автоматизированного проектирования технологических процессов.

3. Реализации системы непрерывного обучения САПР студентов инженерно-педагогических специальностей вузов способствовала разработанная группа методических условии, которая включает: авторскую рабочую программу, методику проведения лабораторного практикума и методическое обеспечение дисциплины САПР ТП в соответствии с введенными изменениями в содержание курса; обоснованный выбор программного обеспечения спецкурса САПР КД; авторскую программу, методику организации и проведения лабораторного практикума; дидактический комплекс по методическому обеспечению лабораторного практикума; методику организации самостоятельной работы в процессе обучения спецкурсу САПР КД.

4. Опытно-экспериментальная проверка эффективности разработанной системы обучения студентов автоматизированному проектированию включала в себя констатирующий и преобразующий эксперименты результатами, которых явилось следующее: ■ выявлены дисциплины, влияющие на усвоение дисциплины САПР, отобраны состав и численность контрольной и экспериментальной групп и статистически обоснованно, что по успеваемости между двумя группами нет значимого различия, определены цель и этапы преобразующего эксперимента, позволившие планомерно вести экспериментальные исследования; разработана методика тестирования и определения общего коэффициента усвоения для пяти уровней обученности, позволившая использовать при обработке статистических данных шкалу отношений; подготовлены тесты для контроля знаний, умений и навыков студентов на первом и втором этапе, эксперимента; выполнена всесторонняя обработка результатов тестирования студентов на первом этапе и втором этапе преобразующего эксперимента, что позволило считать: а) что выборки в контрольную и экспериментальную группы взяты из нормально распределенных генеральных совокупностей; б) подтверждена эффективность предлагаемой системы обучения САПР на уровне значимости а = 0,05; сравнение результатов тестирования контрольной и экспериментальной групп, полученных на первом и втором этапах констатирующего эксперимента, не выявили явного изменения в обученности студентов.

153

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Ерофеева, Елена Александровна, Тольятти

1. AutoCAD 14 / Э.Т. Романычева, Т.М. Сидорова, С.Ю. Сидоров. - М.: ДМК, Радио и связь, 1998 - 480 е., ил.

2. Алексеева С.И. Формирование гибкого содержания образования и обучения в средних специальных учебных заведениях. Дисс.канд.пед. наук, М.: 1997. 194 с.

3. Андреев В.И. Педагогика творческого саморазвития. Инновационный курс. Книга 2. Казанский университет 1998. 318 с.

4. Архангельский A.M. Совершенствование качества подготовки специалистов на основе использования ЭВМ и других средств обучения. /Пути совершенствования качества подготовки специалистов. Тольятти: Тольяттинский технический колледж ВАЗа, 1998 - с. 46-53.

5. Архангельский С.И. Лекции по научной организации учебного процесса в высшей школе. М.: Знание, 1976. - 42с.

6. Архангельский С.И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерные основы и методы. М.: Высшая школа, 1986. - 368с.

7. Бабанский Ю.К. Проблемы повышения эффективности педагогических исследований. М., 1982.

8. Бахтина О.И. Информатизация гуманитарного образования //Сов. педагогика. -1990. №1. С.34-39.

9. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. М.: Изд-во Института профессионального образования Министерства образования России, 1995. 336 с.

10. Бешенков С.А. Применение модели обобщения при отборе содержания учебного материала // Проблемы педагогических измерений: Межвузовский сборник трудов. Под ред. В.И. Левина. М: МГПИ им. В .И.Ленина, 1984-с. 111-117.

11. Блауберг. ,И.В., Юдин Э.Г. Становление и сущность системного подхода.-М., 1973.

12. Выготский JI.C. Методика рефлексологического и психологического исследования // Проблемы психологии Л.: 1962.

13. Гейн А.Г., Житомирский В.Г., Линецкий Е.В. Сапир М.В., Шолохович В.Ф. Программно-методический комплекс по курсу школьной информатики. 41// Информатика и образование. 1988. №3

14. Гейн А.Г., Житомирский В.Г., Линецкий Е.В. Сапир М.В., Шолохович В.Ф. Программно-методический комплекс по курсу школьной информатики. 42// Информатика и образование. 1988. №4

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

16. Глухова Л.В. Технология компьютерной подготовки специалистов экономического профиля / Дисс.канд.пед.наук, 1998. 178 с.

17. Горанский Г.К., Бендерева Э.И. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных системах подготовки производства— М.: Машиностроение, 1981-456с.

18. Горонович М. В. Организационно- педагогические условия подготовки профессионально-педагогического персонала к применению модульных технологий обучения. Автореферат 1999 г.

19. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 030500 Профессиональное обучение. М., 1996.

20. Государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования. Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 1201 Технология машиностроения. М., 1997.

21. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. М.:1. УФ

22. Громов Г.Р. Гуманитарные аспекты информационной технологии: Науч.-аналит. обзор. -М.-.1988.

23. Давыдов В.В., Рубцов В.В. Тенденции информатизации образования //Сов.педагогика. -1990. -N2. -С.50-55.

24. Деятельный подход к построению учебно-методических материалов: Ю.Г. Татур, Уфа. 1988 37 с.

25. Джорж Омура, AutoCAD 13 для Windows 95, переводчик С. Орлов. Из1Ф дательство "Лори" 1997. 760 е.: ил.

26. Дмитриева Л.И. Проектирование технологии обучения специальным дисциплинам в техникуме на основе моделирования. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук -1998.

27. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч./ В.Д. Мягков, М.А. Палей, В.А. Романов, В.А. Брагинский. 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние,1982- Ч 1. 543 е., ил.

28. Единство обучения и воспитания: Сборник научно-методических работ 1998.

29. Ершов А. П. Компьютеризация школы и математическое образование. // Математика в школе, 1989. №1 - с. 14-31

30. Жученко А.А., Романцев Г.М., Ткаченко Е.В. Профессионально педагогическое образование России. Организация и содержание Екатеринбург: Изд-во Урал.гос. проф.-пед. ун-та, 1999. 234 с.w

31. Загвязинский В.И. Методология и методика дидактического исследования. -М., 1982.

32. Загузов Н.И. Теоретико-методические аспекты подготовки и защиты кандидатской диссертации по педагогическим наукам. Метод. Рекомендации в помощь аспирату и соискателю ученой степени / Урал. Гос. Пед. ун-т. Екатеринбург, 1995. -34 с.Ш

33. Извозчиков В.А. Новые информационные технологии обучения.т

34. Санкт-Петербург: РГПУ им. А.И. Герцена, 1991. 120 с.

35. Ильин В. В., Калинкин А. Г. Природа науки. М., 1985.

36. Ильясов И.И., Галатенко Н.А. Проектирование курса обучения по учебной дисциплине: Пособие для преподавателей. М.: Изд. корпорация «Логос», 1994. -208с.

37. Информатизация образования как фактор совершенствования учебного процесса в профтехучилищах: Метод, пособие. -Спб.,1992. -72с.

38. Информатика: Учебник /Под ред. Проф. Н.В. Макаровой. М.: Финансы и статистика, 1997. - 786с.: ил.

39. Каныгин Ю.М., Калитич Г.И. Информатизация и управление научно-техническим прогрессом. —Киев,1988.

40. Капустин Н.М., Кормаков B.C., Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении. М.: Машиностроение, 1985. - 304с.

41. Коваленко Н.Д. Методы реализации профессиональной направленности при отборе и построении содержания общеобразовательных предметов в высшей школе. Автореферат канд.пед.наук. Томск, 1995. 23с.

42. Колкер Я.Д. Математический анализ точности механической обработки деталей. Изд-во "Техника", Киев, 1976. 200 с.

43. Концепция информатизации образования //Информатика и образование. -1990. -№1.-С.З-10.

44. Краевский В.В. Методология педагогического исследования. Самара, 1994.

45. Кудрявцев Е.М. AutoLISP. Программирование в AutoCAD 14 / Кудрявт