автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Теоретические и экспериментальные основы технологии обучения студентов изобретательской и инновационной деятельности

Содержание диссертации автор научной статьи: доктора педагогических наук, Анисимов, Николай Михайлович, 1998 год

3

Глава I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ

К ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

1.1. Эволюция научных взглядов на развитие творческой (инновационной) деятельности.

1.2. Современное состояние и тенденции развития изобретательской и ин новационной деятельности будущего учителя физики.

1.3. Кризисные явления в теории и практике обучения инновационной деятельности в условиях социально-экономической нестабильности.

1.4. Требования к структуре и содержанию подготовки учителя физики к изобретательской и инновационной деятельности в свете принятых стандартов образования.

1.5. Педагогические и методические средства обучения инновационной деятельности.

Глава II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРАКТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ БУДУЩЕГО УЧИТЕЛЯ К ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

2.1. Педагогические технологии. Содержание и структура технологии формирования знаний и умений у студентов в изобретательской и инновационной сфере.

2.2. Технология моделирования проблемно-инновационных ситуаций и их разрешения.

2.3. Исследование дидактической целесообразности разработки профессионально ориентированных изобретений.

2.4. Экспериментальные основы разработки профессиональных задач для обучения инновационной деятельности.

2.4.1. Содержание и дидактические функции изобретений в области учебного оборудования.

2.4.2. Использование средств новых информационных технологий для обучения решению проблемных задач.

2.4.3. Методика оформления решений проблемных задач в виде заявок на изобретения.

Глава III. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИСПЫТАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ВУЗА (ПРИ ПОДГОТОВКЕ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ).

3.1. Изучение социально-экономических и педагогических условий совершенствования процесса подготовки учителя физики к изобретательской и инновационной деятельности.

3.2. Управление процессом подготовки учителей физики к изобретательской и инновационной деятельности.

3.3. Целевое профессиональное проектирование процесса подготовки учителя физики к изобретательской и инновационной деятельности.

3.4. Оптимизация системы руководства и управления процессом подготовки студентов к изобретательской и инновационной деятельности .'.

3.5. Критерии оценки уровня готовности будущего учителя физики к изобретательской и инновационной деятельности. 379 *

3.6. Развитие потребностно-мотивационной сферы студентов как условие повышения интереса к изобретательской и инновационной деятельности. 393 *

Введение диссертации по педагогике, на тему "Теоретические и экспериментальные основы технологии обучения студентов изобретательской и инновационной деятельности"

Актуальность исследования. Совершенствование системы подготовки учителей в высших учебных заведениях приобретает особую важность в условиях перестройки управления во всех сферах жизни общества. Современный этап социально-экономического и научно-технического прогресса способствует углублению интеграции между наукой, техникой, производством и системой образования. В результате существенным образом изменяется характер и содержание профессионального труда учителя. Он все в большей степени опирается на интеграцию, комплексное применение теоретических знаний, широкий технический кругозор, на сочетание различных видов творческой деятельности. Типичными для учителя физики становятся проблемы, связанные с проектированием совместно со школьниками сложных систем, их модернизацией, диагностикой технического состояния. Решение таких задач требует от учителя не только определенных профессиональных знаний, но и подвижности трудовых функций, способности анализировать физические явления, технику и технологию, осуществлять поиск недостающей информации, обучать школьников изобретательской и инновационной деятельности. Указанные задачи характерны для новых форм организации учебно-познавательного процесса, основанных на активном, заинтересованном участии школьников в конструкторской и инновационной деятельности.

Разработка теоретической модели будущих учителей к изобретательской и инновационной деятельности - это сложная многоаспектная проблема. Решение ее требует совместных усилий представителей технических наук, а также философов, педагогов, методистов, психологов и др. Научно-педагогические исследования, ранее проводившиеся в этом направлении, а также принимавшиеся организационно-методические меры носили разрозненный, эпизодический характер и осуществлялись в основном без соответствующего педагогического обоснования, только с опорой на опыт и интуитивные соображения исполнителей. Как показано в исследованиях К. Ангеловски, Н.В. Горбуновой, М.В. Кларина, В.Я. Ляудис, М.М. Поташника, С.Д. Полякова, Т.Н. Шамовой, О.Г. Хомерики, Н.Р. Юсуфбековой и др., при исследовании инновационных процессов в образовании выдвигается ряд проблем теоретико-методологического характера, относящихся к инновациям и творческой педагогической деятельности учителя (критерии оценки нового, традиции и инновации, специфика инновационного цикла, отношение учителя к инновациям и др.).

Во второй половине 80-х годов возникли новые направления исследований педагогической деятельности как творческого процесса и педагогической инноватики, дающие основания для анализа становления и развития проблемы творческой (инновационной) деятельности учителя. В трудах Ф.Н. Гоноболина, С.М. Годника, В.И. Загвязинского, В.А. Кан-Калика, А.Е. Кондратенкова, Н.В. Кузьминой, Ю.Н. Кулюткина, А.К. Марковой, Н.Д. Никандрова, Я.А. Пономарева, В.А. Сластенина, Г.С. Сухобской, Л.М. Фридмана, А.И. Щербакова и др. исследованы общие и специфические особенности инновационной педагогической деятельности.

Для отечественной педагогики традиционны также исследования инновационной деятельности с точки зрения теории и практики внедрения достижений педагогической науки и распространения передового педагогического опыта (А.А. Арламов, Ю.К. Бабанский, А.Н. Бойко, Г.В. Воробьев, A.M. Гельмонт, В.И. Гусев, В.И. Журавлев, П.И. Карташов, В.Ю. Кухарев, З.Е. Михайлова, М.М. Поташник, М.Н. Скаткин, Я.С. Турбов-скйй и др.).

В последнее время в педагогической инноватике внедрение и распространение передового опыта стали рассматривать как виды инновационных процессов. Значительное место отводится изучению жизненного цикла инновационных процессов, классификации нововведений, источникам идей инновационной педагогики, актуализируется важность нормативно-правового обеспечения инноваций.

В работах А.А. Арламова, М.С. Бургина, В.И. Журавлева, В.И. За-гвязинского, А. Николса, Н.Р. Юсуфбековой раскрываются общие особенности педагогических инновационных явлений: существование новшеств как идеальных продуктов деятельности новаторов, относительная растянутость инновационных процессов во времени, размытость границ существования педагогического феномена нововведений, целостный характер целей инновации, существенная зависимость нововведенческих процессов от социально-педагогической ситуации, сложность определения результатов инноваций.

В настоящее время выполнен ряд диссертационных работ, посвященных педагогической инноватике. Так, в работах В.П. Кваши и Н.В. Коноп-линой рассматриваются проблемы управления инновационными процессами в образовании. В исследовании М.В. Кларина обобщаются и анализируются инновационные модели учебного процесса в современной зарубежной педагогике. Основы теории инновационных процессов в сфере воспитания изложены в диссертации С.Д. Полякова. Исследованию развития творчества студентов в вузах США посвящена диссертация Н.П. Обуховой.

Однако, несмотря на исследования отечественных и многочисленных зарубежных исследователей в области развития творчества студентов, проблема подготовки будущих учителей к инновационной деятельности в профессиональной сфере является на сегодняшний день не до конца решенной. Совершенствование подготовки, в частности учителя физики, сдерживается недостаточным уровнем разработанности ряда важнейших теоретических и практических вопросов, связанных с моделированием и реализацией технологии обучения студентов педагогического вуза изобретательской и инновационной деятельности. Это отчасти подтверждается результатами исследования вузовской практики, полученными Е.М. Шабашвили.

Преподаватели далеко не всегда проводят целенаправленный анализ умений изобретательской деятельности студентов. Немногие преподаватели видят возможность повышения качества подготовки учителя физики в вузе на единых, общих для всех учебных дисциплин, основах обучения студентов инновационной деятельности. Это происходит, с нашей точки зрения, потому, что не созданы дидактические условия для повышения квалификации преподавателей вузов в области профессиональной изобретательской и инновационной деятельности. Вместе с тем, эффективность подготовки специалистов научно-техническому творчеству на Высших государственных курсах повышения квалификации в области патентно-лицензионной и изобретательской деятельности подтверждена исследованиями Ю.А. Карповой.

Такое неудовлетворительное состояние подготовки будущих учителей физики к изобретательской и инновационной деятельности происходит несмотря на то, что необходимость развития творческих способностей учащихся в процессе обучения физике подтверждена В.Г. Разумовским уже более 20 лет назад. Им же предложены учителю для использования в школе творческие задачи и экспериментальные лабораторные работы по физике. Позднее Л.И. Анциферов и Н.Н. Шишкин предложили для изготовления в школьных мастерских описания и эскизы самодельных приборов для школьного физического практикума.

К этому следует добавить, что теория решения изобретательских задач, развиваемая отечественной научной школой под руководством Г.С. Альтшуллером, в последние годы получила мощную поддержку в результате соединения с компьютерными средствами (В.М. Цуриков). Однако об этих средствах решения интеллектуальных задач будущие учителя, как правило, имеют слабые представления, не говоря уже об овладении ими приемами разрешения проблемных ситуаций в профессиональной сфере с использованием компьютерных технологий. Хотя для справедливости следует отметить, что в настоящее время необходимость повышения технологической культуры учителей и преподавателей педагогических вузов средствами технологии проблемного, задачного обучения на основе деятельностного подхода признана актуальной задачей педагогической науки (М.М. Левина).

Отмеченные недостатки педагогической теории и практики порождают противоречие, которое определяет направление нашего исследования: с одной стороны, между возросшей потребностью совершенствования качества подготовки учителей физики к изобретательской и инновационной деятельности, а с другой, - недостаточной разработанностью его дидактических основ, ориентированных на опережающую подготовку к педагогической деятельности учителя физики в условиях динамично развивающегося производства, на преодоление профессионального функционализма, традиционно сложившегося и все еще имеющего место в педагогической практике вузов. Из названного противоречия возникают проблемы:

• Каковы состав и структура дидактических основ обучения студентов изобретательской и инновационной деятельности?

• На достижение каких целей они должны быть ориентированы?

• Какие методы и средства обучения могут обеспечить адекватную реализацию дидактических основ управления в различных звеньях учебного процесса?

• Каков механизм практической реализации решений изобретательских и инновационных задач?

Решение указанных проблем возможно с помощью выявления, реализации и использования в практике вузов дидактических основ обучения будущих учителей физики изобретательской и инновационной деятельности, под которым мы понимаем прежде всего содержание образования, отобранное и структурированное в соответствии с объективно заданной целью подготовки квалифицированного учителя физики; анализ учебной деятельности; критерии оптимальности учебного процесса; совокупность моделей элементов педагогической системы обучения изобретательской и инновационной деятельности.

Итак, требования современного общества к подготовке учителей физики, неразработанность проблемы выявления дидактических основ обучения студентов изобретательской и инновационной деятельности, имеющей решающее значение в совершенствовании учителей физики, определили актуальность выбранной темы исследования.

Объект исследования. - учебная деятельность студентов как целостная технология подготовки учителей к изобретательской и инновационной работе.

Предметом исследования выступают дидактические основы подготовки будущих учителей к изобретательской и инновационной деятельности.

Цель исследования - разработать дидактическую концепцию технологии подготовки учителей к изобретательской и инновационной деятельности.

Гипотеза исследования. Технология подготовки студентов к изобретательской и инновационной деятельности может быть разработана и обеспечит ожидаемое повышение качества подготовки специалистов в вузах, если:

• в основу факторного анализа учебной деятельности как целостной образовательной технологии положить алгоритмический принцип вместо факторного;

• обучение изобретательской и инновационной деятельности на каждом из этапов (при многоуровневой подготовке специалистов) осуществлять, используя структурные, функциональные модели и модели связи;

• заранее прогнозировать превращение обучения изобретательской и инновационной деятельности в самообразовательную личность^ структуру на основе становления и развития опыта учебно-познавательной ориентации;

• включить в учебные планы дисциплины, ориентированные на подготовку студентов к изобретательской и инновационной деятельности; обеспечить преподавателей этих дисциплин соответствующими учебными пособиями и техническими средствами.

Задачи исследования:

1. На основе анализа социально-экономических и научно-технических факторов изменения содержания труда учителя физики и соответствующей концепции педагогической системы раскрыть сущность учебной деятельности как сложного технологического процесса подготовки студентов к изобретательской и инновационной деятельности.

2. Выявить состав и структуру дидактических основ технологии обучения будущих учителей естественнонаучного направления к изобретательской и инновационной деятельности.

3. Определить совокупность структурно связанных факторов как условий функционирования учебного процесса, направленного на вооружение студентов навыками изобретательской и инновационной деятельности и произвести ее анализ с применением факторного подхода.

4. Раскрыть способы формирования учебно-творческой деятельности в процессе изучения специальных естественнонаучных дисциплин, через которые преподаватели имеют возможность обучать студентов изобретательской и инновационной деятельности. Разработать программы инте-гративных учебных предметов, базирующихся на вузовских курсах физики, смежных с ней естественнонаучных и технических дисциплин, а также специальных разделов дидактики и инноватики; обеспечить эти дисциплины необходимыми дидактическими материалами.

5. Экспериментально проверить эффективность разработанной технологии обучения студентов изобретательской и инновационной деятельности. Разработать механизм практической реализации решений инновационных и изобретательских задач от возникновения идеи до защиты авторских прав их создателей. Провести экспериментальную апробацию созданных инновационных решений и последующее внедрение их в учебный процесс педагогического вуза и школы.

Под технологией обучения мы понимаем (вслед за М.М. Левиной) теоретический проект педагогического управления учебной деятельностью и систему необходимых средств, обеспечивающих функционирование педагогической системы согласно заданным целям образования и развития учащихся. Разработанную технологию подготовки учителей к изобретательской и инновационной деятельности мы относим к личностно-ориентиро-ванным технологиям обучения. Основными эффектами развивающих технологий, имеющих личностную направленность, являются: интеллектуальное и эмоционально-мотивационное развитие; формирование знаний и профессиональных умений; обеспечение ценностного отношения к образовательному процессу; повышение активности, формирование самосознания и самостоятельности студентов.

В качестве дидактических характеристик разрабатываемой технологии были приняты следующие особенности учебно-педагогического процесса: заданное построение и проблемная структура: вариативность в расчете на учебные возможности студентов: дифференцированное управление учебной деятельностью: демократические формы организации учебного процесса. Дидактическая конструкция данной технологии осуществлена посредством адаптации образовательного процесса (целей, содержания, методов, диагностики, структуры дидактического отношения и образовательного информационного состава процесса обучения) к личностным возможностям студентов в соответствии с планируемыми задачами развития когнитивной, чувственной и психологической сфер личности.

В процессе конкретизации и теоретической разработки модели технологии была сформулирована концепция формирования содержания подготовки будущих учителей физики к изобретательской и инновационной деятельности. Ее основные положения:

1. Исходя из того, что физике принадлежит ведущая роль в системе естественных наук, что она является элементом общечеловеческой культуры и играет важную роль в жизни общества и цивилизации, а также учитывая ее возможности для воспитания и развития студентов благодаря огромному гуманитарному потенциалу, пограничные и прикладные области физики должны рассматриваться в педагогическом вузе в виде специальной учебной дисциплины, входящей в качестве обязательного общеобразовательного предмета в учебный план подготовки учителей физики. Его конкретное содержание может быть различным в зависимости от вуза и региона.

2. В связи с необходимостью подготовки учителей физики, способных профессионально анализировать современные достижения как в области естественных и технических наук, так и в сфере дидактики, особый акцент при определении содержания подготовки их к профессиональной изобретательской и инновационной деятельности необходимо делать на одновременное объединение и синтез знаний из пограничных областей между естественными науками и дидактикой.

3. Структурное и процессуальное соединение знаний этих наук со знаниями из области инноватики способно пополнить содержание учебных дисциплин новыми знаниями, обладающими мировой новизной.

4. Факторами, влияющими на содержание и структуру соответствующих учебных курсов, являются общие и специфические для того или иного профиля цели обучения творческой деятельности, а также интересы и специальные способности студентов разных профилей, структура которых определяет особенности их изобретательской и инновационной деятельности.

Сформулированная в таком виде концепция представляла собой методологическую основу отбора содержания учебных курсов и их структурирования в процессе проектирования технологии.

Общая методология исследования определяется важнейшими идеями, положениями философской и педагогической антропологии о человеке, единстве психической и физической активности человека, творческой и деятельностной природе личности. В теоретическом плане исследование основывается на:

• положение о личности как субъекте совместной деятельности и собственного развития в обучении, о закономерностях развития, о роли деятельности, общения и взаимодействия. Фундаментальные предпосылки этого направления представлены в работах К.А. Абульхановой-Славской, Б.Г. Ананьева, А.Г. Асмолова, В.В. Давыдова, Б.Ф. Ломова и др.;

• идеи системного подхода к воспитанию, разработанные Е.В. Бондарев-ской, М.А. Вейтом, B.C. Ильиным, В.В. Краевским, Л.Н. Новиковой, В.В. Сериковым и др.;

• положения о детерминированности развития личности системой общественных отношений и социальным окружением в процессе деятельности, отраженные в работах в работах Л.П. Буева, И.С. Кона, Б.Т. Лихачева, А.В. Мудрика, В.А. Ядова.

Поиск, разработка и исследование системы обучения инновационной деятельности основаны на трудах В.Г. Афанасьева, Б.З. Вульфова, В.В. Лебединского, B.C. Леднева, Н.Д. Никандрова, З.И. Равкина, Г.Н. Филонова, В.Д. Шадрикова и Т.И. Шамовой, раскрывающих философию и методологию образования.

Психолого-педагогические предпосылки разрабатываемой технологии обучения основываются на общетеоретических работах о деятельности в обучении Л.С. Выготского, П.Я. Гальперина, Л. Клинберга, А.Н. Леонтьева, И. Лингарта, С.Л. Рубинштейна, Д.Б. Эльконина.

Анализ общих закономерностей развития высшей школы осуществлен на основании работ О.А. Абдуллиной, С.И. Архангельского, В.П. Беспаль-ко, А.А. Вербицкого, С.М. Годника, С.И. Зиновьева, И.Я. Конфедератова, В.Я. Ляудис.

Содержание и технология подготовки учителя основана на разработках A.M. Арсеньева, П.Р. Атутова, Е.П. Белозерцева, Н.И. Бабкина, Г.А.

Бордовского, Ю.К. Васильева, И.Ф. Исаева, Н.В. Кузьминой, М.М. Левиной, И.Т. Огородникова, П.А. Просецкого, В.А. Сластенина.

Моделирование учебной деятельности выполнялось в соответствии с контекстным обучением в вузе (А.А. Вербицкий); технологией коллективной деятельности (К.Я. Вазина) и группового взаимодействия (М.А. Вейт); целостностью педагогического процесса (Ю.К. Бабанский, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, А.И. Мищенко, Л.П. Станкевич); педагогической прогностикой (Е.П. Белозерцев, Н.В. Кузьмина, Е.А. Михайлычев); совместной продуктивной деятельности преподавателя с обучающимся (В.Я. Ляудис).

При моделировании содержания профессионально ориентированных учебных проблемно-инновационных задач автор опирался на работы М.М. Левиной и В.Г. Разумовского, а при разработке технологии их решения - на технологии применения эвристических методов как главных процессуальных характеристик творческой деятельности, разрабатываемые Г.С. Альт-шуллером, В.И. Андреевым, А.И. Половинкиным, Д. Пойа и другими учеными.

Анализ этих исследований дал возможность определить структуру деятельностного подхода в обучении применительно к фундаментальным и прикладным учебным дисциплинам, изучаемым студентами на физико-математических факультетах педагогических вузов, а также вновь вводимым в ходе проведенного эксперимента.

База, методы и организация исследования. Основная научно-методическая и экспериментальная работа по теме диссертации проводилась на физико-математическом факультете Липецкого государственного педагогического института, а также в школах города Липецка и Липецкой области. В течение ряда лет экспериментальной базой служили также Липецкий институт повышения квалификации преподавателей, Московский государственный педагогический университет им. В.И. Ленина, Научно-исследовательский институт школьного обрудования АПН СССР, где проверялись основные теоретические и практические результаты исследования. Автором использована также программно-методическая база, заложенная в интеллектуальную систему под названием "Изобретающая машина" (г. Минск, 1991). Для повышения своей квалификации автор пользовался также методической базой Высших государственных курсов в области изобретательства и патентоведения (ВГКПИ) и получил свидетельство об их окончании (г. Москва, 1986). При выполнении некоторых экспериментальных исследований была использована также лабораторная база Липецкого государственного технического университета и Новолипецкого металлургического комбината.

Для решения поставленных задач и проверки гипотезы проводился анализ научной и патентной литературы и использовался комплекс взаимно дополняющих и проверяющих теоретических, эмпирических и математических методов исследования, включающих наблюдение, анкетирование и интервьюирование, эксперимент, методы структурно-логического анализа, методы моделирования (структурное описание системы подготовки учителей, статистическое моделирование, машинный эксперимент на ЭВМ и т. п.); анализ массовой практики обучения студентов, обобщение передового педагогического опыта и статистические методы обработки результатов проведенного физического или педагогического эксперимента.

Исследование проводилось в несколько этапов:

Первый этап (1981-1984 гг.) - поисковый. На этом этапе было изучено современное состояние проблемы, сделан анализ нормативно-правовой и методической документации в области изобретательства и патентно-лицензионной деятельности, накоплены эмпирические данные по разрабатываемой проблеме; в качестве изобретателя приобретался опыт создания изобретений различных типов ("вещество", "способ", "устройство") и создана соответствующая методическая база для использования приобретенного опыта к разработке учебного оборудования. Изучены методы, формы и средства подготовки специалистов к изобретательской деятельности в профессиональной сфере (отечественный и зарубежный опыт) и методологические основы организации и активизации изобретательской деятельности. В результате были определены исходные параметры исследования: методология, методы, предмет, гипотеза, понятийный аппарат.

Второй этап (1985-1991 гг.) - опытно-экспериментальный. На этом этапе моделировалась теоретическая основа технологии обучения и подвергалась опытно-экспериментальной проверке ее программа; разрабатывалась и изготавливалась система новых дидактических средств совершенствования подготовки учителей физики в области изобретательской и инновационной деятельности; осуществлялись апробация и внедрение отдельных разработок путем оформления заявок на изобретения и использования при преподавании курса "Общая физика" в рамках действующих учебных планов. Вся совокупность разрабатываемых средств ежегодно проверялась, корректировалась, совершенствовалась и проходила новую апробацию.

Третий этап (1991-1997 гг.) - обобщающий. Он связан с обобщением и коррекцией теоретических и экспериментальных исследований технологии формирования знаний и умений студентов-физиков в области профессиональной изобретательской и инновационной деятельности и нормативное оформление в виде соответствующих учебных дисциплин, программ, учебно-методических пособий и т. п. Автор, в качестве преподавателя, декана факультета и заведующего кафедрой в педагогическом вузе, проводил сравнительно-сопоставительный анализ результатов комплексного дидактического обеспечения подготовки будущих учителей физики к инновационной и изобретательской деятельности. Выявлялись качественные статистические показатели, осуществлялась систематизация и обработка результатов; проводилась массовая проверка разработанной технологии в Липецком государственном педагогическом институте и ряде других вузов и школ.

1996-97 гг. посвящены оформлению результатов исследования в диссертационную работу.

Новизна исследования заключается в постановке и решении проблемы выявления, проектирования и реализации технологии обучения будущих учителей естественнонаучного профиля изобретательской и инновационной деятельности на основе разработанной автором концепции. В соответствии с данной концепцией:

• произведен анализ действия дидактических принципов в педагогической системе подготовки будущих учителей физики к изобретательской и инновационной деятельности и выявлена совокупность структурно связанных факторов как условий функционирования учебной деятельности студентов;

• вскрыты и классифицированы противоречия, имеющие место на каждом этапе обучения студентов изобретательской и инновационной деятельности, а также обоснована совокупность дидактических принципов и педагогических условий, способствующих разрешению противоречий;

• уточнены сущность и содержание понятий "изобретательская деятельность" и "инновационная деятельность" как важных элементов категориальной системы теории обучения; вскрыта зависимость компонентов дидактической системы от особенностей ориентации студентов на изобретательскую и инновационную деятельность;

• определены основы дидактического моделирования содержания учебной дисциплины и разработки ситуаций продуктивной деятельности для формирования у студентов высокого качества знаний, самостоятельности, творческой активности, опыта учебно-познавательной ориентации на изобретательскую и инновационную работу;

• разработана теоретическая концепция дидактического обеспечения системы подготовки будущих учителей физики к изобретательской и инновационной деятельности в профессиональной сфере;

• разработано содержание комплекса дидактических средств, позволяющих обеспечить замкнутый цикл управления инновационной деятельностью студентов;

• научно обоснована организационная структура учебных занятий, реализация которой позволяет осуществить процесс обучения студентов изобретательской и инновационной деятельности.

Практическая значимость исследования состоит в том, что в диссертации предложена педагогу-физику конкретная и конструктивно отлаженная технология создания изобретений и других инновационных решений, которые можно использовать в учебном процессе для подготовки и переподготовки учителей физики к изобретательской и инновационной деятельности. К этому следует добавить, что инструментальная база методики создания изобретений может быть использована при построении аналогичных технологий в области других естественнонаучных и технологических дисциплин. В этом, в сущности, заключается универсальность предлагаемой технологии.

Разработанная система средств совершенствования дидактической подготовки учителя физики к изобретательской деятельности на данном этапе ее внедрения реализована на современных ПЭВМ типа IBM PC и может стать в руках педагогов-предметников вузов и школ реальным средством повышения эффективности учебного процесса путем разработки и последующего конструирования новых технических средств самими педагогами и совместно с обучающимися. Система может быть использована с небольшой корректировкой существующих учебных планов, а также предусматривает факультативное применение без изменения существующих планов. Она легко адаптируется к различным этапам учебной деятельности: в процессе обучения в вузе, во время педагогических практик и для послевузовского повышения квалификации.

Практически все разработанные технические средства изготовлены в виде учебных приборов и устройств и используются в учебном процессе кафедры теоретической и общей физики Липецкого государственного педагогического института. Часть приборов передана кафедре общей и экспериментальной физики МПГУ им. В.И. Ленина, заключен договор о серийном изготовлении одного из разработанных приборов совместно с польским предприятием. Один прибор продан Нитринскому педагогическому университету (Словакия). Некоторые разработки автора и студентов нашли применение в ряде школ Липецкой области.

Результаты теоретических и опытно-экспериментальных исследований автора нашли применение в учебном процессе при выполнении студентами курсовых и дипломных работ под руководством автора, а также были использованы при разработке модели инфраструктуры научно-технической и инновационной деятельности Липецкой области, рекомендованной для внедрения в рамках Ассоциации "Черноземье". За внедрение своих разработок в учебный процесс автор награжден значком "Изобретатель СССР", дипломами и свидетельствами региональных (в т. ч. Всероссийских) выставок и грамотой Всесоюзного конкурса.

Разработанная технология использована в построении особого типа учебного пособия, указанного в перечне публикаций, в поисковых лекциях, в исследовательских лабораторно-практических работах.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается методологической обоснованностью разрабатываемых исходных положений и методов исследования, прогнозированием тенденций развития физики и смежный с ней наук, техники, технологии, психолого-педагогических наук, непрерывным изучением деятельности выпускников в школах, техникумах и других инновационных учебных заведениях и внесением соответствующих корректив в профессиональную подготовку учителя; длительностью и вариативностью опытно-экспериментальной работы; корректным использованием формальных (в т. ч. и статистических) методов с целью получения и обработки экспериментальных данных; проведением предварительных самостоятельных патентных исследований на стадии оформления заявок на предполагаемые изобретения и последующей официальной экспертизой Всероссийского научно-исследовательского института государственной патентной экспертизы (ВНИИГПЭ); экспериментальным испытанием теоретических разработок в области дидактических средств в реальной учебной практике. Выводы автора диссертации, содержащие научную новизну, в то же время не противоречат общепризнанным и проверенным на практике положениям, известным в области педагогики и психологии развития творческих способностей обучаемых.

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

1. На основании проведенного разбора современного толкования понятий изобретательской и инновационной деятельности можно утверждать, что использование в педагогике этого понятия только с точки зрения развития способностей обучаемого скрывает от педагога-исследователя истинный характер исследуемых свойств учебной деятельности и их проявлений, которые в принципе нужно рассматривать в комплексе с активной производственной (производительной, творческой) деятельностью обучающего и в постоянной взаимосвязанной динамике (развитии). Системный анализ взаимодействия различных объектов и субъектов дидактического процесса между собой и с внешней средой позволяет строить прогностическую модель технологии обучения изобретательской и инновационной деятельности.

2. Анализ роли преподавателя в организации учебно-воспитательного процесса в области подготовки к изобретательской и инновационной деятельности показывает, что решение важнейших задач, диктуемых высшей школе объективным ходом развития общества, невозможно без научного исследования особенностей различных аспектов инновационной деятельности самого преподавателя. Самоанализ изобретательской и инновационной деятельности преподавателей с точки зрения влияния ее на профессиональную подготовку будущих учителей представляет определенный интерес среди этих исследований и является главным условием дидактического обеспечения проектируемой модели технологии обучения.

3. Взаимодействие преподавателя со студентами в педагогическом вузе является важнейшей составляющей учебно-воспитательного процесса, способствующей подготовке будущих учителей к индивидуальной и коллективной инновационной деятельности в школе. Применение разработанной технологии подготовки будущих учителей к изобретательской и инновационной деятельности средствами базовых учебных дисциплин и дидактики в преподавательской практике профессорско-преподавательского состава педагогических вузов позволяет повысить результат творческого взаимодействия преподавателя и студента на новый качественный уровень.

4. Теоретическая и практическая готовность к профессионально-педагогическому общению преподавателя со студентами, учителя с учащимися определяется комплексом условий функционирования предлагаемой технологии обучения. Дидактические условия дают возможность формировать теоретическую готовность, реализуемую на уровне духовно-познавательного освоения элементов инновационной культуры, выражающихся в соответствующих понятиях, представлениях и ценностях; формирование практическй готовности осуществляется на уровне действия-освоения разработанной технологии, содержащей мотивационные, деятельностные, интеллектуальные и оценочные факторы.

5. Технология обучения изобретательской и инновационной деятельности на основе совместной продуктивной деятельности преподавателя со студентами, учителя с учащимися представляет собой совокупность действий, обеспечивающих диагностируемый и гарантированный результат. Технология характризуется: постановкой диагностично заданной цели; системой теоретических положений и практических задач для освоения приемов и способов решения инновационных задач; четкими алгоритмами учебных действий; индивидуальной и групповой учебной деятельностью с указанием способов взаимодействия преподавателя со студентами и студентов между собой; мотивационным обеспечением деятельности студентов, основанным на свободном выборе инновационных задач, а также путей и средств их решения.

6. Результаты теоретических и экспериментальных исследований по разработке новых дидактических средств в области технологии преподавания физики и смежных с ней наук. Методические разработки по применению этих средств в процессе создания или последующего внедрения их для обучения студентов изобретательской и инновационной деятельности.

7. Модель процесса конструирования учебных дисциплин для подготовки магистров образования естественнонаучного направления, включающая систему действий по отбору содержания соответствующих курсов и их структурированию.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в соответствии с планом работы кафедры общей физики ЛГПИ по госбюджетной теме "Совершенствование структуры, содержания и методов преподавания физики в школе и вузе", научным руководителем которой автор являлся в течение 5 лет (1991-1996 гг.). Результаты исследования докладывались на ежегодных научных конференциях ЛГПИ (1984-1996 гг.), научно-практической конференции-ярмарке "Состояние и перспективы развития научно-технического потенциала Липецкой области" (1993 г.), на научно-практической конференции "Вуз и регион" (Тамбов, 1994 г.), на Всероссийской научно-методической конференции "Использование научно-технических достижений в демонстрационном эксперименте и постановке лабораторных практикумов" (Саранск, 1994. г.), на V и VI координационных совещаниях-семинарах преподавателей физических дисциплин педвузов Центральной зоны Министерства образования Российской Федерации (г. Коломна, 1990 и 1993 г. г.), на II Украинской научно-практической конференции "Современные проблемы организации научно-технического творчества учащейся молодежи" (г. Нежин, 1992 г.), на совещании-семинаре "Новые концепции преподавания физики на нефизических факультетах университетов и педагогических институтов" (г. Волгоград, 1992 г.), на

Всероссийском семинаре "Педагогические технологии в условиях многоуровневого образования" (г. Рязань, 1994 г.), на научно-практической конференциях "Инновационные подходы в учебно-воспитательном процессе вуза и школы" (г. Рязань, 1996 г.), "Подготовка студенческой и учащейся молодежи к предпринимательству" (г. Брянск, 1996 г.), "Планирование и формы организации самостоятельной деятельности студентов в вузе" (г. Воронеж, 1996 г.), "Новые технологии обучения, воспитания, диагностики и творческого саморазвития личности" (Йошкар-Ола, 1996 г.).

Кроме того, с докладами о проделанных исследованиях автор выступал на международных конференциях: по дидактике физики (DIDFYZ' 94; 25 - 27 August 1994 - Vysoka skola pedagogicka v Nitre, Slovensko); по образовательным технологиям для третьего тысячелетия (MEDACTA' 95, 14 - 17 June 1995, Slovensko) и образовательным технологиям в изменяющемся мире (MEDACTA' 97; 9 - 12 June 1997, University Konstantina Filosofa v Nitre, Slovensko), "Высшее педагогическое образование России: традиции, проблемы, перспективы" (МПГУ, г. Москва, 1997) и "Стандарты в образовании: проблемы и перспективы (SE-97)" (МЦНТИ, г. Москва, 1997).

По инициативе автора и в соответствии с разработанной при его непосредственном участии программой 10 апреля 1996 г. Липецким госпединститутом совместно с администрацией Липецкой области проведена областная научно-практическая конференция по теме "Изобретательское и инновационное творчество в решении проблем развития Липецкой области", на которой также прошли апробацию ряд идей автора по активизации изобретательской и инновационной деятельности в масштабах конкретного региона и по создании необходимых социально-экономических условий для подготовки учителей физики в этой сфере деятельности.

Ряд приборов и устройств, изготовленных студентами на основе созданных автором изобретений, демонстрировались на региональных (Центральное Черноземье, г. Воронеж, 1984, Диплом I степени и Поощрительный диплом), на Всероссийских выставках "НТТМ - 85" (г. Ижевск, 1985) и

НТТМ - 87" (г. Москва, ВДНХ СССР, 1987, совместно с С.В. Фроловым), Всесоюзном смотре-конкурсе технических средств обучения (г. Москва, 1986, Поощрительная грамота) и Международной выставке учебного оборудования MEDACTA'95 (г. Нитра, Словакия, 1995).

Основные результаты проведенных исследований отражены в научных публикациях и нашли научно-практическое применение в девяти экспериментальных дипломных работах, четырнадцати студенческих публикациях и выступлениях. По теме диссертационной работы выполнено 72 публикации, в том числе на инновационные разработки получено 15 авторских свидетельств СССР и патентов Российской Федерации. В их число входит также учебное пособие "Технология обучения изобретательской и инновационной деятельности", изданное в г. Москве (объем 12 п. л.). Кроме того, по 2 заявкам на составленные инновационные решения получено решение ВНИИГПЭ о выдаче Липецкому государственному педагогическому институту еще 2 патентов Российской Федерации.

Материалы исследований по полной программе внедрены в учебный процесс в Липецком государственном педагогическом институте. Кроме того, часть приборов, изготовленных на основе разработок автора, передана МПГУ им. В.И. Ленина и Нитринскому педагогическому университету (Словакия). Заключен договор о начале серийного изготовления одного учебного прибора с предприятием Techniprot (Польша). Отдельные результаты исследований внедрены в средних школах №№ 1, 14 и 51 г. Липецка, Плехановской средней школе Грязинского района и Никольской средней школе Усманского района Липецкой области. Учебное пособие нашло применение также в подготовке и переподготовке инженерно-технических работников НЛМК в области изобретательской деятельности.

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

Выводы по главе II:

Анализ состояния дидактического обеспечения системы подготовки к изобретательской и инновационной деятельности привел диссертанта к следующим выводам и разработкам.

1. В отличие от существующих методов подготовки к изобретательской и инновационной деятельности, ориентированных на развитие творческих способностей студентов, диссертант отводит центральное место среди всех используемых дидактических средств инновационной задаче. Исходя из этого, в диссертации определены основные типы инновационных задач, составлены инновационные задачи, ориентированные на профессию учителя физики, а также даны методические рекомендации по их решению. Кроме того, проведен анализ дидактических функций изобретений и составлена их классификация с точки зрения выполняемой ими дидактической роли.

2. Практика использования разработанных инновационных задач показала, что наибольшую трудность у обучающихся вызывает стадия постановки инновационных задач. В связи с этим в диссертации на основе теоретического анализа предложен метод постановки инновационных задач, находящихся на границе между фундаментальной наукой (физика, химия, биология и т. д.) и дидактикой, который назван онтодидактическим методом. Эффективность метода подтверждена экспериментальным применением его к постановке различных инновационных задач из области физики, биологии и техники.

3. Дидактическая эффективность разработанной технологии усиливается тем, что автор использует в учебном процессе в качестве наглядного пособия собственные инновационные разработки, которые описаны в различных статьях, авторских свидетельствах СССР, патентах России, авторском учебном пособии и материалы научно-практической конференции, изданной под редакцией диссертанта.

4. Практическая ценность полученных результатов исследования диссертации подтверждена экспериментальным изготовлением учебных приборов и оборудования в области физики и смежных с ней наук по теоретически полученным решениям инновационных задач. Изготовленные приборы внедрены в учебный процесс ЛГПИ, МПГУ им. В.И. Ленина и Нитрин-ского педагогического университета (Словакия), а также нескольких школ Липецкой области.

5. Исследованиями показано, что дидактическое обеспечение системы подготовки учителей физики к изобретательской и инновационной деятельности учителя физики может быть усилено за счет использования компьютерных интеллектуальных программных систем различного назначения. В частности, в работе изучены дидактические возможности использования одной из таких систем, получивших название "Изобретающая машина" при изучении курсов "Прикладная физика" и "Изобретательское и инновационное творчество" с будущими учителями физики. Кроме того, под руководством автора студентами-физиками составлен электронный патентный фонд, содержащий более 500 описаний формул отечественных изобретений в области учебного физического оборудования. Программное обеспечение этой системы в несколько раз ускоряет процесс поиска аналогов при предварительной экспертизе инновационных решений самими студентами. В диссертации также установлено, что в результате использования компьютера можно создавать изобретения в области учебного оборудования по физике.

6. На основе обобщения теоретического материала в области структуры и содержания системы подготовки к изобретательской и инновационной деятельности и в целях реализации подготовки магистров образования нами предложено включить в перечень дисциплин, изучаемых студентами-магистрантами естественнонаучного направления, блок дисциплин, направленных на соответствующую подготовку в инновационной сфере.

Глава III. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИСПЫТАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ВУЗА

3.1. Изучение социально-экономических и педагогических условий совершенствования процесса подготовки учителя физики к изобретательской и инновационной деятельности.

Анализ, проведенный в первой главе, показывает, что успех разработки и использования технологии обучения инновационной и изобретательской деятельности определяют как социально-экономические, так и педагогические условия, существующие в регионе, школе, отдельном коллективе. Как отмечает В.А. Сластенин, "диалектика современного общественного развития порождает противоречивую ситуацию, при которой далеко не все педагоги соответствуют своему назначению" [407, 408, 411]. Основным противоречием является противоречие между растущими требованиями к профессиональному мастерству учителя и недостаточным уровнем его сегодняшней квалификации. В связи с этим возникает необходимость исследования существующих условий в конкретных структурных подразделениях.

С целью выяснения социально-экономических условий, существующих в Липецкой области для развития изобретательской и инновационной деятельности, по нашей инициативе и при непосредственной организационной деятельности в апреле 1996 г. была проведена I областная научно-практическая конференция на тему "Изобретательское и инновационное творчество в решении проблем развития Липецкой области" [284].

Социально-экономические преобразования в России, а также повышение ответственности регионов за решение задач в новых условиях поставили на первый план вопросы полномасштабного использования собственных ресурсов, научно-технического, кадрового и интеллектуального потенциала. Так как эти преобразования сопровождаются кризисными явлениями в экономике, наука и образование понесли значительный ущерб.

Нарушено также и без того недостаточно эффективное взаимодействие науки, образования и производства.

Такое положение дел не может устраивать ученых и педагогов, поэтому Липецкий государственный педагогический институт решил выйти с предложением к администрации области о проведении указанной конференции, основной задачей которой мы считали анализ состояния инновационного потенциала Липецкой области с целью последующего формирования адекватной региональной политики в данной сфере.

В одном из наших работ [453] (совместно с Черновой В.Ф.) проанализировано состояние инновационного потенциала области и затронуты наиболее важные, на наш взгляд, проблемы, стоящие на пути рационального использования его для решения острых региональных задач.

Прежде всего, в число первоочередных задач, стоящих перед областью, необходимо поставить разработку концепции формирования региональной политики в сфере инновационной деятельности в условиях реформирования экономики и механизма её реализации.

При разработке концепции первостепенное значение, по нашему мнению, следует отвести необходимости адекватной структуры научно-технического комплекса области, основу которого в настоящее время составляют вузовские и отраслевые научные учреждения и центры. Поэтому в первую очередь необходимо провести анализ производственного потенциала области, его специализации, достигнутого уровня его внешнеэкономических связей и экспортных возможностей, малого наукоемкого сектора экономики, рыночной инфраструктуры.

Разработку и формирование региональной политики в инновационной сфере необходимо рассматривать как задачу управления, как одну из ключевых функций администрации по выбору целей, определению приоритетов, осуществлению разнообразных форм поддержки и стимулирования научной и инновационной деятельности, слежению за функционированием системы и оценкой достигнутых результатов в экономике и производственной деятельности региона. В связи со сложностью рассматриваемой системы необходимо исследовать её на основе применения принципов системного анализа.

Инновационный потенциал региона выступает как совокупность средств, условий, возможностей, которыми располагает область, для реали-зуции своими силами инновационных проектов, разработки и освоения новых технологий, производства высокотехнологичной конкурентоспособной продукции.

В настоящее время для России характерна неконтролируемая утечка за рубеж научно-исследовательских кадров и результатов, отсутствие цивилизованных, общепринятых в мировой практике методов международного технологического обмена и значительное сокращение количества заявок российских заявителей на получение патентов. Поэтому в региональной политике существенную роль необходимо отводить подготовке и переподготовке высококвалифицированных кадров, способных организовать и вести инновационную деятельность.

Особая роль в концепции должна быть отведена поддержке и стимулированию инновационных процессов, с которыми непосредственно связано решение практических задач по обновлению производства, а также использованию в полной мере имеющегося инновационного потенциала с целью определения основных сфер приложения науки.

Исходя из вышеуказанных концептуальных положений рассмотрим структуру инновационного потенциала нашей области. Материалом для исследования послужили научно-технические проекты, представленные в администрацию области для включения их в Федеральную программу финансирования по линии Министерства науки России от нашей области и тезисы докладов, поступивших на данную конференцию. Всего проанализировано 17 проектов и 116 тезисов.

Структуру этих инновационных материалов по отраслям можно увидеть из таблицы 4.

Список литературы диссертации автор научной работы: доктора педагогических наук, Анисимов, Николай Михайлович, Липецк

1. Анциферов Л.И., Пищиков И.М. Практикум по методике и технике школьного физического эксперимента. -М.: Просвещение, 1984, с. 109-111.2. Там же, с. 228-230.

2. Буров В.А. и др. Демонстрационный эксперимент по физике в стар-тих классах средней школы. Т. 1. Механика, теплота. /Под ред. А.А. Покровского. М.: Просвещение, 1971, с. 26-28.4. Там же, с. 28-31.

3. Патент РФ № 817742, МКП G09B 23/06, 1981.

4. Патент РФ № 399907, МКП G09B 23/10, 1974.

5. Патент РФ № 483700, МКП G09B 23/08, 1975.

6. Патент РФ № 629545 МКП G09B 23/10, 1978.

7. Патент РФ № 792278, МКП G09B 23/081980.

8. Примечание. Рисунки к рассматриваемым источникам информации в задаче не даны, т. к. здесь важно показать общую схему проведения информационного поиска с целью нахождения аналогов и прототипов, а не само содержание в деталях.

9. Задача 12. Создать демонстрационный прибор, наглядно показывающий не только результаты прямых измерений, но и результаты вычисляемых величин.

10. В процессе работы над данной задачей рекомендуется ознакомиться со следующими работами:

11. Демонстрационный акселерометр. Патент РФ № 710064, МКП G 09 В 23/08, 1980.

12. Анциферов Л.И., Дорошенко С.В. //Использование научно-технических достижений в демонстрационном эксперименте и в постановке лабораторных практикумов. Саранск: 1994, - С. 75.

13. Информационное табло. Патент РФ № 1764078, МКП G 09 F 9/00,1992.

14. Патент Франции М> 2605435, МКП G09F 7/02, 1986.

15. Анисимов Н.М., Иванов А.А., Несов В. Т. //Изучение основ информатики и вычислительной техники в школах. Воронеж: 1986, - С. 85-88.

16. Патент РФ № 625232, МКП G 09 В 23/08, 1978.

17. Яковлев В. П. //Самодельное школьное оборудование по физике. /Под ред. ИванцоваЛ.М. М.: АПН СССР, 1985, - С. 39-44.

18. Патент РФ № 366491, МКП G09B 23/06, 1973.

19. Физический практикум. /Под ред. Ивероновой В.И. М.: Наука, 1974, - С. 27.

20. При решении данной задачи целесообразно ознакомиться прежде всего с литературой, имеющей отношение к технике постановки эксперимента.

21. Недостаток известного способа большая затрата времени на обработку результатов измерения.

22. Недостаток этого способа- значительный расход времени на обработку результатов измерения.

23. С целью предотвращения этого недостатка нами (совместно с А.Н. Есиным) предложено инновационное решение, оформленное в виде заявки на выдачу патента РФ ЛГПИ.

24. Задача 19. Разработайте и изготовьте устройство для повышения дидактической эффективности при обучении учащихся работе на микрокалькуляторах за счет повышения наглядности показа выполняемых операций.

25. Указания по решению: ознакомиться с патентом РФ № 1764078. МКП G09F 9/00. 1992 и патентом Франции № 2605435. МКП G09F 7/02. 1988.

26. Изучение состояния обучения учащихся применению микрокалькуляторов в школах города Липецка показало, что используемые в учебных целях микрокалькуляторы малоэффективны при групповых методах обучения в школьных классах ввиду низкой наглядности.

27. С целью расширения дидактических возможностей микрокалькуляторов путем повышения наглядности выполняемых операций и представляемых результатов вычислений разработано специальное устройство для выработки навыков работы на микрокалькуляторах.

28. Испытания предлагаемого учебного устройства при обучении учащихся средней школы № 14 города Липецка показали, что оно надежно в работе, достаточно просто в изготовлении и эксплуатации, имеет высокие дидактические возможности 18.

29. Задача 20. Усовершенствуйте технологию обработки результатов лабораторного эксперимента по курсу общей физики (раздел Электродинамика") с помощью персонального ЭВМ типа "Электроника 085".

30. Задачи по биологии Начинающим преподавателям естествознания в сфере инновационной деятельности полезно ознакомиться с предложениями Верзилина Н.М. по усовершенствованию дидактических средств обучения биологии 119. Некоторые из них приведены ниже.

31. Учитывая вышеприведенные высказывания авторитетного биолога, нами предпринята попытка постановки и решения одной инновационной задачи из области физиологии растений, граничащей с физикой.

32. Недостатком известного способа является ограниченность возможностей демонстрации влияния физических факторов на развитие биологических объектов.

33. На рис. 44 приведена схема устройства, предназначенного для реализации предлагаемого способа; на рис. 45 дана схема роста биологических объ ектов при одновременном действии на них силы притяжения к Земле и силы инерции.

34. Очевидно, что в качестве биологических объектов могут быть выбраны не только растения, но и различные микроорганизмы, насекомые и т. п.

35. Предлагаемый способ можно использовать в вузовских и школьных курсах биологии для показа влияния физических факторов на биологические процессы 36.

36. Задачи по технологическим дисциплинам.

37. Тренажеры для обучения слесарным операциям. -М.: Высшая школа, 1971.

38. У майский В. С. Применение технических средств в учебном процессе средних профтехучилищ. -М.: Высшая школа, 1979.

39. Ниже приводится описание нескольких инновационных задач, составленных автором самостоятельно или в соавторстве, а для некоторых из них дается соответствующий вариант решения.

40. На рис. 48 представлен чертеж секундомера для измерения ряда последовательных промежутков времени, общий вид.

41. Секундомер работает следующим образом. Указательные стрелки 4 отделяют от диска 3 и включают электромагниты 6, совмещая при этом концы указательных стрелок 4 с указателем нулевой метки циферблата, и секундомер готов к работе.

42. Подачей напряжения строго определенных величин от источника 9 постоянного тока к электродвигателю 1 через регулятор 13 начинают вращать маховики и диск с постоянными скоростями.

43. Электродвигатель включают в момент начала протекания физических процессов (например, с началом механического движения объектов).

44. Экспериментатор фиксирует также число оборотов, которое совершил диск 3 до момента падения указательной стрелки, по указателю, установленному на нулевой отметке циферблата. А сама указательная стрелка фиксирует число делений неполного оборота диска 3.

45. После падения всех указательных стрелок электродвигатель 1 отключается, и по положению указательных стрелок определяют число делений неполного оборота диска. Затем секундомер снова приводят в рабочее положение.

46. Вариант решения такой задачи может быть аналогичным тому решению, которое получено автором с соавторами 391.

47. В качестве покрытия используют экзотермическую смесь на основе шамота или теплоизоляционный материал. Покрытие наносят после смотки полосы в рулон на его торцы.

48. После смотки полосы в рулон экзотермический материал продолжает гореть, вызывая тем самым нагрев наружных и внутренних витков рулона и обеспечивая равномерное распределение температуры по сечению рулона.

49. В наибольшей степени указанным требованиям удовлетворяет экзотермическая смесь на основе шамота с содержанием алюминия, натриевой селитры и древесных опилок, содержащая (в масс. %): шамот 65; алюминий - 10; натриевая селитра -15; древесные опилки - 10.

50. Формула данного изобретения используется нами как образец многозвенной (состоящей из множества пунктов) и выражена следующим образом:

51. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве покрытия используют экзотермическую смесь на основе шамота.

52. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве покрытия используют теплоизоляционный материал.

53. Способ по п. 1 и п. 3, отличающийся тем, что после смотки полосы в рулон на его торцы наносят покрытие".

54. Задача 26. Изготовить простое и надежное приспособление для крепления учебных наглядных пособий в виде листа к классной доске.

55. Указания: при решении рассмотрите следующие аналоги: /. Горбунов Н.М. и др. Патент РФ № 681246, МКП F16В, 47/00, 1979.

56. Владимиров Б.В. Патент РФ № 821222, МКП B42D 17/00, B43L 5/02. 1981.

57. Анисимов Н.М. Статья депонирована в Научно-исследовательском институте проблем высшей школы под № 486-86.

58. На рис. 49 приведена общая схема графопроектора в разрезе; на рис. 50 пример использования графопроектора для изучения закона движения маятника, вид сверху.

59. Графопроектор используется, в частности, для изучения колебания маятника, следующим образом.

60. Таким образом, предлагаемый графопроектор позволяет одновременно перед большой аудиторией продемонстрировать учащимся наряду с показом процесса колебания математического маятника также закон его движения.

61. Документация чертежи и эскизы деталей, технология сборки и инструкция по эксплуатации самопишущего графопроектора находятся в Липецком ЦНТИ 31.

62. Оптимизация системы организации и руководства процессом подготовки студентов к изобретательской и инновационной деятельности.

63. Индивидуально-личностный подход предполагает учет при профессиональной подготовке учителя индивидуальных особенностей, интересов и склонностей студентов.

64. Деятельностный подход предполагает вовлечение студентов в самостоятельную или совместную, в т. ч. с преподавателем, творческую работу по созданию инновационной и изобретательской продукции.

65. В качестве примера применения описанной технологии на практике рассмотрим последовательность решения еще одной из таких инновационных задач 55.

66. Изучение состояния вопроса по патентной, научно технической и методической литературе;

67. Предложить способ, упрощающий процесс построения силовых и эквипотенциальных линий;

68. Разработать эскизную и чертежную документацию прибора, позволяющего реализовать предложенный способ;

69. Сборка прибора и составление его технического описания;

70. Экспериментальное исследование дидактических возможностей разработанного устройства.

71. Анализ полученных результатов и составление инструкции по применению прибора в учебном процессе.

72. Одна из возможностей использования компьютера в данном направлении построение учебных компьютерных моделей. Здесь под руководством диссертанта было выполнено несколько работ.

73. Использование вычислительной техники при проведении лабораторных работ по физике способствует совершенствованию эксперимента, приближая его к современному научно-техническому уровню.

74. Для улучшения качества лабораторной работы по изучению свойств электрического поля, выполняемой студентами в ходе изучения курса общей физики, нами разработана также измерительно-вычислительная система на базе ПЭВМ типа IBM PC/AT 20.

75. После построения эквипотенциальных линий система позволяет наглядно строить линии напряженности электрического поля и распечатать все полученные результаты эксперимента на принтере.

76. Критерии оценки уровня готовности учителя физики к изобретательской и инновационной деятельности.