Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБУЧЕНИЯ ИНЖЕНЕРА СВЯЗИ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫМ УМЕНИЯМ . . . . 12
1.1. Содержание профессиональных умений инженера связи и проблемы организации их формирования 14
1.2. Требования к планированию организации обучения инженеров связи профессиональным умениям 20
1.3. Повышение эффективности обучения оптимальным комплектованием малых .групп 32
1.4. Влияние УЗТС на психические состояния студентов ... 42
ГЛАВА 2. ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЕ, ВКЛЮЧАЮЩЕЙ УЗТС 56
2.1. Психологические и психофизиологические свойства студента в обучающей системе 58
2.2. Психолого-педагогические требования к УЗТС и УТВС
для обучения профессиональным умениям инженера связи 78
2.3. Факторы среды и обучающая система 101
ГЛАВА 3. УЗТС КАК СРЕДСТВО ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРА СВЯЗИ 106
3.1. Анализ существующих методов обучения профессиональным умениям 107
3.2. Психологические и педагогические особенности формирования профессиональных умений инженера связи . ИЗ
3.3. Экспериментальная проверка влияния УЗТС на формирование умений инженера связи 129
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 140
ЛИТЕРАТУРА 144
ПРИЛОЖЕНИЯ 166
- Содержание профессиональных умений инженера связи и проблемы организации их формирования
- Психологические и психофизиологические свойства студента в обучающей системе
- Анализ существующих методов обучения профессиональным умениям
Введение к работе
Актуальность работы. Одной из основных причин информационного взрыва в нашем обществе является развитие современных электронных средств связи. Наша жизнь стала немыслимой без телефона, телевидения, радио, телеграфа. В информационном и библиотечном обслуживании быстро вводятся оперативные системы банков данных для избирательного распространения информации и ретроспективного поиска, стираются черты между телефонной и видеосвязью. Все эти тенденции еще ярче проявятся в будущем. Удобства, которые предоставляют электронные средства связи, стимулируют их быстрое развитие. Надежность систем связи, реализация на практике всех возможностей электронных средств зависит от человеческого фактора и в первую очередь - от обученности обслуживающего персонала.
Противоречия между усложняющимися требованиями к профессиональной подготовке инженера связи, необходимостью обучения не отдельных индивидуумов, а групп специалистов, которые сразу смогут включиться в выполнение этой важной народнохозяйственной задачи, и временем, возможностями их подготовки усиливают потребность совершенствования путей и методов формирования профессиональных умений инженера связи.
Этим вопросам уделяется особое внимание. Тем не менее, разрыв между запросами общества к профессиональной деятельности инженера связи и его подготовкой в вузе продолжает расти.
Назрела необходимость разработки научно обоснованных путей и методов, которые бы позволили более эффективно обучать инженеров связи их профессиональным умениям.
Исследования показывают, что дальнейшая интенсификация учебного процесса немыслима без комплексного подхода к учету всех факторов, влияющих на процесс обучения. Особое место среди них зани- - 4 -мают технические средства обучения (ТСО), в том числе и такое высокоэффективное, как учебная замкнутая телевизионная система (УЗТС). Опыт применения УЗТС во многих областях показывает на ее значительные возможности в рационализации учебного процесса и устранение ТВ от такой насущной потребности нашего времени, как обучение инженера связи, является нецелесообразным.
Вопросам выявления наиболее эффективных путей и методов обучения инженеров связи их профессиональным умениям с помощью УЗТС и посвящено настоящее исследование.
Актуальность, недостаточность разработки проблемы, ее теоретическая и практическая значимость в деле совершенствования профессиональной подготовки инженера связи обусловили выбор темы диссертационного исследования.
Объектом исследования является процесс формирования профессиональных умений инженера связи.
Предметом исследования выступают психолого-дидактические условия использования ТВ комплекса для формирования этих умений.
Цель исследования заключается в разработке, обосновании эффективности применения УЗТС для обучения инженеров связи их профессиональным умениям.
Осуществление цели достигалось решением следующих задач:
Анализ литературы, существующей практики применения УЗТС для обучения инженеров.
Разработка методик построения и применения УЗТС для обучения профессиональным умениям инженера связи.
Внедрение в практику предложенных методик и определение их эффективности.
Разработка практических рекомендаций.
В качестве рабочей гипотезы выдвинуто положение о том, что обоснованное применение УЗТС повышает эффективность обучения ин- - 5 -женеров связи их профессиональным умениям. УЗТС позволяет студенту быстрей освоить профессиональное умение, что особенно заметно в условиях научной организации учебного процесса.
Методология и методы исследования. Исследование осуществлялось на основе учения классиков марксизма-ленинизма, решений съездов и пленумов ЦК КПСС, трудов выдающихся деятелей нашей партии и государства. Автор руководствовался требованиями Конституции СССР, нормативными документами Министерства высшего и среднего специального образования СССР.
В процессе анализа проблемы учитывались общетеоретические и методологические идеи, обоснованные в работах Б.Г.Ананьева, С.И.Архангельского, Ю.К.Бабанского, В.П.Беспалько, В.Ф.Венды, Л.С.Выготского, П.Я.Гальперина, Ю.М.Забродина, В.П.Зинченко, Т.А.Ильиной, Т.В.Кудрявцева, В.М.Кузнецова, Н.В.Кузьминой, А.Н.Леонтьева, Б.Ф.Ломова, Н.В.Лысешсо, В.Л.Марищука, Е.В.Милеряна, В.Д.Небылици-на, Т.Новацкого, Ю.О.Овакимяна, И.П.Павлова, К.К.Платонова, С.Л.Рубинштейна, И.В.Сандлера, В.А.Сластенина, Н.Ф.Талызиной, Б.М.Теплова, В.В.Чебышевой, Н.М.Шахмаева и др.
В ходе исследования применялись следующие методы: теоретический анализ литературы по педагогике, психологии, эргономике, экономике, статистике; обобщение опыта; теоретическое моделирование; психологический анализ результатов деятельности студентов; экспертная оценка содержания специальности инженера связи; тестирование психических процессов, свойств и состояний студентов; анкетирование молодых специалистов; специальные психофизиологические методы исследований.
Для обработки результатов экспериментов были применены стати- стические методы обработки результатов - регрессионный, дисперсионный, корреляционный анализ, сравнение статистических параметров. Учитывая большой объем первичных данных, обработка результатов проводилась на микроэвм "сйектроника-60". Программы вычислений составлены на диалоговом языке программирования Квейсик и приводятся в приложении 3.
Надежность результатов обеспечивалась репрезентативностью выборки (в исследовании было задействовано 158 студентов), единым процессом исследования. Впоследствие по данной методике были проведены повторные исследования для проверки полученных результатов. Полученные данные подтвердили валидность методик, их достоверность и надежность.
Исследование осуществлено поэтапно.
Первый этап (1978-1979) - анализ литературы и существующих подходов к исследованию процесса обучения с применением УЗТС.
Второй этап (I979-I98I) - исследование существующей практики применения УЗТС, проведение пилотажных исследований на базе вуза связи.
Третий этап (I98I-I983) - разработка новых форм и методов применения и проектирования УЗТС для обучения профессиональным умениям инженера связи.
Четвертый этап (1983-1985) - внедрение и проверка эффективности предлагаемых методик и УЗТС.
Научная новизна исследования:
В разработке методики применения УЗТС для обучения профессиональным умениям инженера связи, построении УЗТС на базе непрофессиональной ТВ аппаратуры.
В обосновании требований к построению учебных телевизионных сообщений (ЛВС) и УЗТС в соответствии с психическими процессами, свойствами, состояниями студентов.
Практическая ценность. Внедрена и показала высокую эффективность УЗТС для обучения профессиональным умениям инженера в вузе связи. Предлагаемая методика обучения с применением УЗТС используется с 1983 года и позволила повысить качество подготовки специалистов. Применение УЗТС привело как к рационализации учебного процесса, так и значительному уменьшению отказов техники связи из-за неправильных действий обучаемых. Это позволило сберечь значительные материальные ценности при ремонте и обслуживании электронных средств.
На защиту выносится следующее положение:
Разработанная методика применения УЗТС адекватна психолого-дидактическим условиям усвоения учебного содержания и повышает эффективность формирования профессиональных умений инженера связи.
Апробация исследования. Результаты исследования, выводы докладывались на Всесоюзной научно-практической конференции по проблеме формирования профессионала (г.Звенигород, 1984), на научно-практических конференциях (г.Орел, 1981, 1982, 1983, 1984, 1985), на заседаниях кафедры технических средств обучения Московского государственного педагогического института им. В.И.Ленина.
Эффективность применения, внедрение основных выводов и рекомендаций исследования в практику подтверждены актами.
Объем и структура работы: Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, изложенных на страницах машинописного текста, а также содержит 16 рисунков, 20 таблиц, 5 приложений. Список литературы включает 257 наименований.
Работа выполнена в Московском государственном педагогическом институте им. В.И.Ленина.
Во введении обосновывается актуальность исследования, формулируются его цель и задачи, гипотеза, научная новизна, практическая значимость, положения, выносимые на защиту.
В первой главе "Моделирование обучения инженера связи профес- сионалышм умениям" рассматривается содержание профессиональных умений инженера связи, проблемы организации их формирования, требования к планированию процесса обучения этим умениям, методика комплектования микрогрупп на практических и лабораторных работах, влияние УЗТС на психические состояния студентов.
В ходе теоретического анализа литературы и опроса специалистов выявлены существенные различия между подготовкой студентов и практической деятельностью инженера. Одной из причин данного расхождения является то обстоятельство, что студент в вузе не обучается некоторым нужным профессиональным умениям. Особенно острой стала эта проблема в настоящее время, что объясняется бурным ростом тех инженерных должностей, где специалист связи непосредственно работает со сложной радиоэлектронной техникой. Например, выпускник вуза связи чаще всего попадает на должность эксплуатационника, регулировщика, разработчика, наладчика и т.д. Поэтому для обоснованного обучения мы выделяем профессиональные умения, нужные инженеру связи для успешной работы с электронными средствами (в дальнейшем -профессиональные умения инженера связи).
Процесс приобретения профессионального умения должен заканчиваться с достижением определенных конечных результатов, а для исключения утраты периодически их необходимо восстанавливать. В работе предлагается математическая модель обучения и восстановления профессиональных умений инженера связи на основе экспоненциальных кривых обучаемости.
На практических и лабораторных работах студенты работают в составе микрогрупп. В исследовании предлагается методика оптимального комплектования "триад" и "диад" по стратегии ограниченного выбора.
В последнее время в литературе появилось много противоречивых высказываний по влиянию УЗТС на работоспособность и активность обучаемых. Нами были исследованы психические состояния тех студентов, которые обучались по предложенной нами методике с применением УЗТС. При этом выявлено, что кратковременный (3*10 минут) показ видеофильмов-инструкций в ходе линейного программированного обучения профессиональным умениям инженера связи положительно сказывается на работоспособности и эмоциональном состоянии студентов, что повышает их активность.
Бо второй главе "Эргономические и инженерно-психологические требования к обучающей системе, включающей УЗТС" с позиций человеко-машинных систем (ЧМС) рассматриваются психологические и психофизиологические свойства студента в обучающей системе, требования к преподавателю, использующему УЗТС, психолого-педагогические требования к УЗТС и УТВС для формирования профессиональных умений инженера связи, влияние факторов среды на эффективность обучения.
Выявлено, что применение для целей обучения такой сложной технической системы, как УЗТС, не является безразличным для студентов. Для достижения наибольшей эффективности обучения следует тщательно учитывать психические процессы и свойства студентов в соответствии с возможностями современной и перспективной ТВ техники, готовить преподавателя для работы с комплексом ТВ аппаратуры. Приводятся рекомендации по наиболее точному согласованию УЗТС с наиболее важными психическими свойствами студентов путем соблюдения эргономических и педагогических требований при построении и применении УЗТС. Установлено, что эффективность применения УЗТС зависит от качества УТВС и степени искажения информации системой,и несоблюдение вышеперечисленных требований может превратить УЗТС в фактор, мешающий учебному процессу.
Здесь же предлагается методика создания видеофильмов непосредственно в техническом вузе, приводятся рекомендации по доработке непрофессиональной ТВ техники, применяемой при съемке видеофильмов - 10 -и обучении инженеров связи.
В третьей главе "УЗТС как средство профессиональной подготовки инженера связи" проводится психолого-педагогический анализ существующих методов обучения профессиональным умениям инженера связи, предлагается возможный вариант создания учебных программ, приводятся результаты экспериментальной проверки влияния УЗТС на формирование профессиональных умений инженера связи.
Результаты анализа традиционных методов обучения - по образцу и проблемным способом - выявили их существенные недостатки, связанные с отрывом теоретической подготовки от практики и отсутствием учета психологических особенностей переработки информации человеком.
Предлагается один из вариантов обучающей программы, позволяющий уменьшить колебания интенсивности умственной нагрузки на обучаемых и сократить время формирования умения, определяется место и роль УЗТС при формировании профессиональных умений инженера связи.
Результаты экспериментального обучения по предлагаемой методике позволили сделать вывод о необходимости применения УЗТС при обучении инженеров связи их профессиональным умениям.
В заключении, выводах и рекомендациях работы обобщены полученные данные о влиянии предложенной методики обучения с применением УЗТС на формирование профессиональных умений инженера связи.
В процессе создания методики обучения с применением УЗТС и в отчетах по НИР использованы следующие результаты исследования:
Методика создания УТВС на базе непрофессиональной ТВ аппаратуры.
Рекомендации по построению УЗТС для обучения профессиональным умениям.
Методика комплектования микрогрупп по стратегии ограниченного выбора. - II -
Данные о влиянии УЗТС на динамику образования профессионального умения инженера связи.
Методика построения модели профессиональных умений инженера связи.
Данные о влиянии УЗТС на психическое состояние студентов.
Методика создания обучающих программ профессиональным умениям инженера связи.
Данные анализа традиционных методов обучения профессиональным умениям инженера связи.
По материалам исследования опубликованы четыре научные работы.
ШВА I. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБУЧЕНИЯ ИНЖЕНЕРА СВЯЗИ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫМ УМЕНИЯМ
Анализ литературы и результаты нашего анкетирования молодых специалистов связи показали, что широкая эрудиция, знание общетехнических и специальных дисциплин без овладения профессиональными навыками и умениями конкретной инженерной деятельности не спасают молодого специалиста от неудач, порой полной беспомощности при возникновении сложных проблемных ситуаций в процессе работы на технике связи. Под профессиональными навыками здесь и далее понимаются автоматизированные сложные конструкты, включающие сенсорные, интеллектуальные, психомоторные и прочие компоненты, используемые инженером в процессе работы с техникой связи. Умения шире навыков, моноалгоритмы отдельных навыков образуют систему профессиональных умений инженера связи /56/.
Специалисты /11,125,130,192 и др./ считают, что подобное состояние сложилось из-за недостатков в обучении инженеров в техническом вузе, в частности, низкой эффективности практических и лабораторных работ /72,233/.
Учитывая рекомендации авторов /130 и др./ и собственный опыт, мы пришли к выводу, что успешное решение этой задачи нельзя связывать только с ужесточением контроля и введением в учебный процесс новой техники и оборудования. Бесперспективным следует признать и путь увеличения продолжительности обучения инженеров и увеличения численности профессорско-преподавательского состава.
Только принципиально научный подход к обучению, оптимизация могут повысить уровень профессиональной подготовки инженера связи. При этом следует стремиться привести систему обучения к такому уровню, чтобы обеспечить каждому студенту стабильные максимальные результаты обучения и воспитания наиболее экономичным путем и с - ІЗ -минимальными затратами времени и усилий /25,27,32/.
Мы пришли к выводу, что успешное решение этой задачи достигается:
Созданием адекватной модели инженера связи. Построение модели вскрывает комплекс профессиональных знаний, умений, навыков, выявляет цели обучения, позволяет увидеть главное в подготовке специалиста, дает возможность провести аргументированную селекцию учебной информации.
Выделением критериев, по которым можно судить о сформирован-ности навыков и умений. Это позволит конкретизировать уровни возможного обучения.
В настоящее время учебному процессу часто присущи расплывчатость заданных уровней обучения, отсутствие "входного" и "выходного" контроля, "знаниевые" цели выпускающих кафедр в ущерб конкретным умениям.
Комплексным рациональным планированием и организацией учебного процесса. Точность планирования и достижения целей обучения являются исходными условиями процесса профессиональной подготовки специалиста. Совсем не случайно в педагогике все шире говорят о "технологии" обучения /230/, проводя параллели между "жестким" технологическим циклом производства и обучением.
Выбором наиболее рациональных форм, методов и средств преподавания, подкрепления и контроля.
Свой вклад в решение поставленных вопросов призвано внести применение УЗТС. Сейчас все чаще и чаще в педагогической литературе высказывается мысль, что практика УТВ, несмотря на обширность, до сих пор носит оттенок опытной проверки /108,129,160,161 и др./. Фактически в ряде вузов УТВ используют отдельные кафедры или преподаватели, причем это применение часто обусловлено не объективной необходимостью, а их личной инициативой. До сих пор в вузов- - 14 -ской дидактике не принято рассматривать формы и методы обучения знаниям, умениям, навыкам в связи с конкретными ТОО /132/. Решение поставленных вопросов также возможно в процессе проектирования необходимой учебной деятельности по схеме (рис.1), которая обеспечивает возможности планового использования не только УЕВ, но и всего комплекса ТСО. Правомерность подобного подхода подчеркивается в ряде работ /36 и др./. І.І. Содержание профессиональных умений инженера связи и проблемы организации их формирования
В настоящее время номенклатура выпускаемых вузами инженеров сильно возросла и достигла более 250 специальностей. Кроме того, в рамках каждой специальности появились специализации и разнообразие инженерных штатных должностей, отличающихся друг от друга видами деятельности в рамках одной специальности. Число таких должностей /92/, например, для инженера по специальности "Инженер электросвязи" может достигать нескольких десятков (табл.1). Отсюда следует, что будущая возможная профессиональная деятельность современного инженера, обучающегося по конкретной специальности, многомерна. Поэтому для работников вузов задача формирования учебных планов и программ стала достаточно сложной. При составлении учебных планов и программ эксперты ориентируются лишь на интуитивное представление в оценке несоответствия подготовки инженера и предъявленных им требований со стороны науки и техники, а также его будущей практической деятельности.
В последние годы в Ленинградском государственном университете, Томском политехническом институте и других вузах страны ведется поиск по структуризации деятельности инженера с целью определения требований, предъявляемых к его подготовке. Главным недостатком всех этих работ (признавая полезность поиска) является то, что
Анализ знаний, умений, языков, нєобхо димых инженеру (кв^лиФмк^цон- н&я ХДРАЮТіеРиСЩЦКД4)
Проектирование необходимого процесса обучения (формы и мето- лы овуцения этим знаниям)
Анализ накопленного опыта в использовании УПЪ- ~3Z
На/ожение возможностей Ь-'ІИВна процесс оБуцения- Выделение 5&цятцц, требующих пРимененкяУ[Щ координация занятий в расписании.
Рис. І. ТТлакироЗание применения УІЇІВ ^ля оіїученіия инженеров сеязи. _ ТдБЛиЦД і С Х<гMA
ЛНФФЄРЄ(/ЦІ//7ЦШ /70ЯГО//708ХМ /УРС/7СУ?>5/?Є/7////Я //ШЄ//ЄР////У КЛЛ/Р03 S РЛРО/ZPOAf Х03СЇІ/С-/77Є>
УоМЄЯХ/РЯ/ЯУ/}/? ////МЄ//ЄР///ХХ С/7РЦЇ//?/?МОС/77Єс} З ///?Р, Х03Рі/СТвЄ
1//70ЛЛ///77/> ЛЮБУЮ //З //РЄЛС//7/70//Є//', РЛбО/ЇЇ
3 Afop/e/77 />/?Б/?/77/7л7> A 0Pr/7////3/?/fl/QX // /7РЄМ/7РІ/Я/77//ЯХ S-/0% W4-^
РдСґ7РЄ//Є/?ЄНРЄ ШСЛЄ//#ОСГР ///////. XP/7P0S )A\N\
Ч \ ч \х ч - - 17 -совершенствование учебных планов ведется без установления связи между практической деятельностью инженера и его подготовкой. Поэтому в просмотренных нами учебных планах и программах (МЭИ,МВТУ, ЛЭТИ, МАИ, ТЛИ) не выявлено наличия глобальной цели подготовки инженера и ее декомпозиции по видам обучения и по изучаемым специальным предметам. Тем более, что имеющиеся в некоторых дисциплинах рекомендации по необходимости выработки навыков и умений никак не увязаны с потребностями деятельности инженера.
Анализ всех перечисленных мероприятий и их результатов показывает сложность согласования цели практической деятельности инженера с целями его подготовки. Указанная сложность главным образом обусловлена многомерностью проблем. В силу этого и не удавалось обеспечить преемственность и непрерывность с позиции формирования профессиональных умений и навыков выпускников. Между тем, определение сложности инженерной профессии позволяет научно обосновать сроки обучения и лучше овладеть профессией /56,66/.
Начало планомерных исследований содержания деятельности инженера связано с профессиографией /68,79,201 и др./. Опыт применения про-фессиографических методов для построения моделей операторов в инженерной психологии и эргономике позволил выявить их хорошую информативность и пригодность для решения самого широкого круга задач. Частным случаем первого из трех разделов профессиограммы (общая характеристика профессии, основные рабочие движения и условия труда, а также психограмма) в вузе является квалификационная характеристика /48,235/. Не отрицая ее достоинств, следует заметить, что она дает лишь основные направления формирования специалиста, предполагая дальнейшую разработку модели специалиста в стенах вуза.
В связи с многомерностью решения этой проблемы для исследования используют методы теории больших систем, в частности,системный анализ, методы и теорию моделирования. Поэтому в ряде вузов (Уфим- - 18 -ский авиационный институт и др.) предполагается изучать профессиональную деятельность инженера путем построения ее модели /48,56/. Этот подход позволяет выявить как структуру профессиональных навыков и умений, необходимых инженеру, так и определить знания, обслуживающие данную структуру.
В этом случае модель деятельности инженера - аналог деятельности, который предоставлен в формализованном виде через обобщенные работы и способы их выполнения и позволяет устанавливать взаимосвязь цели практической деятельности инженера и цели его подготовки. Вместо того, чтобы руководствоваться интуитивным представлением модели деятельности инженера, предлагается конкретный образ, оформленный в виде описания способов выполнения типовых работ с тем, чтобы каждый обучающий преподаватель представлял, какой элемент модели в процессе обучения по данному предмету формируется у выпускников и как этот элемент связан с другими частями модели (табл.2).
Поэтому на первом этапе построения профессиональной модели специалиста проводится изучение сферы деятельности конкретного специалиста. Для этого используется, прежде всего, штатное расписание предприятий, объединений, научных и других учреждений, где существуют должности конкретной специальности. Кроме того, используется существующая классификация инженерной деятельности.
Вторым этапом построения модели будет типизация видов деятельности специалиста. Работа эта выполняется путем выделения однотипных действий и агрегирования их в типовые.
Третьим этапом является типизация работ в деятельности специалиста. Для решения этой задачи необходимо знать все работы в деятельности и объединить их по сходству и сложности.
На четвертом этапе производится определение способов выполнения этих работ. Для решения этой задачи необходимо выявить наиболее
ОоС/ТГЯ&Нь/Є ЭТ/емем/ПЫ /У модель РРП<РЄСі7С>Н/?/7е/ЮР/ ЛЄЯ/7Т&7Ь/ЮС/77// &МІЄ//ЄР/7 9/7Є#/Г7Р/70а93и
Тлблйцл 2
Орр. прєд. _аЄЯ/77Є/7ЬНОС/7Ти &/ТТЄ/?Ь/ /7/>оех/пиР//-
В/7РИЯ /7РС0/7РиЯЛ7. іірєллрряпмя
Р 9/77/7/7. _/ Э/7Г/7/7 /&//ДЫ ЛЄШЄШ/OCmti С/7ЄЦ///7Я//С/77/? вцел.=. МОлр +/72Ог»+0в*Р+ДЗОг.з + Р7иі70ві>/Є С/70С066/ #ШО/7//Є////Я
г> ф
"4-rt *L /7///77РЄ///>/Є 3///7//UP J//7P ШР/7&Є////& /?/?rOP///77Af/?S. P/7S/7/77 - 20 -сложные алгоритмы типовых работ.
Последние два этапа построения модели профессиональной деятельности специалиста полностью базируются на знаниях практической деятельности инженера.
Для согласования суждений и исключения субъективизма результаты после выполнения каждого этапа обсуждаются экспертами. Порядок применения системного подхода представлен (табл.3).
1.2. Требования к планированию организации обучения инженеров связи профессиональным умениям
Анализируя существующий процесс формирования профессиональных навыков и умений будущего инженера, мы пришли к выводу, что часто еще на практических и лабораторных работах отсутствует конкретная конечная цель - чему и особенно в какой степени должен быть научен студент. Это и является одной из основных причин "недоучивания" будущего специалиста.
Данное обстоятельство возникает как из-за трудностей параметри-рования навыка, так и из-за неправильного планирования практических и лабораторных работ. Перегрузка и расплывчатость целей не позволяют студенту в ходе занятий проделать упражнение более одно-го-двух раз, а длительные перерывы между занятиями - поддерживать прочность навыка на заданном уровне.
Общеизвестно значение планирования для уменьшения временных и материальных затрат в обучении.
К решению задач планирования в данном случае можно отнести: определение времени и примерного количества упражнений, необходимых для стабилизации навыка; оценку возможных результатов при заданном времени обучения; определение допустимых перерывов между занятиями, обеспечивающих поддержание навыков на заданном уровне.
Системный яо/гхол к лостюемю модели
ЛРСФЄССи&/Д/?МС*/ /?Є9/77Є/?0//ОС/77і/ С/7ЄІ/Ь7?/?іуС/Л/7. Tff6/rpijff З
,У/?име//оз/?//.
Р/Р60/7Т /7р//м&//р-гмь/є
МЄ/770/76/
Резу/?Ь/77/7/77Ы Р/РЗОЇЇ76/ /РРЄД- Є/77/?#Є#г>/ Є> В///7Є (CPSb/Ttie)
К/7К/7Я ННФ&РМЯЦМ МР&5УРЛГСЯ J Э/77/7/7.
- Ш/77/7/rrUOP РШ>/7А/> — /70/7ОМЄ*//Є 0& ОБ/7/7С/77ЯХ /7Р//МЄ//} C/7^'l//?/PaC/77CS. &З.УІ/Є//МЄ С<РЄ*>6/ /7Є/7-/77Є/76//ОС/77// /7ере ашсз /~ /////#. Л(?Л/77Є/?6 - . /L. \| мості/ а */?///- Iv-2?oj/ оє/?/?сти
2/ Э/77/7/7.
ЗХС/7ЄР/7Г, ОЦе///
РРС- - І///77/7//ОЄ Л'і/О/?//А>Є -3//А>////Є О П/7/РС- І с/*ерик/?ці/и зі//2<ад\ 'UWi/НЄР. /?Є#/77Є/у
Л— ^^^ ////U/Sr/ЄРТ/О// J ЄЯ/77 Є/7 b/-/, /7єрєї/є///>
ТШОЗЬ/Х 31//70& деятельнос-
М/ Э/77/7/7.
3*С/7ЄР/77. ОЦЄ///Ї/? -Z///7//1/0 (J N> coj/zp/p/p////// \ в/>//7СУ7/Р#Є/У>//( ІР/7&0/Р7. J ////7/s 3/?////fi Р/750/77 /77///7. леяте/?б>/7ослг.
7Ї//70&6/Є P/7SO-/776/ з ти/?озоі/ /7ЄЙ/77&7/>//,
А///А*Є///?. /J/ 9/77/7/7.
ЗхС/7ЄР>/77. О/Г-е//*/?
ЗН/?//и<Є С/70Сс&\ &6/Р. P/7SO/776/ \ - 3///7//U& РЄ/#Є//]З/7^/7//] У /7/7РЄ/7Є/7Є// Є/70С00> &Ы/7. Т///7. Р/7ЯО/77 /7ере//7>/7//. /T7/S/70S. Р/7&0/7Г /7/>&7С>/77. МО/7Є/7// & Bl/J/Є С /J
3#С/7Є/?т. ОЦЄ//Х/7.
1.2,1. Успешное решение этих задач связано с возможностями в моделировании процесса обучения. Математиками, психологами, педагогами, специалистами по надежности разработаны математические модели обучаемости /66,68,83,89,97,168,177 и др./. Известны как детерминистские, так и стохастические модели обучения. Это кибернетические и статистические методы, подход к процессу обучения со стороны теории информации, теории надежности, теории распознавания образов, сетевого планирования и управления.
Несмотря на значительные преимущества математического планирования, до сих пор в педагогике математические модели обучаемости не получили широкого распространения. Причины кроются в сложности и частном характере большинства моделей, возможности их приложены только к конкретным навыкам.
Данное обстоятельство является серьезным тормозящим фактором, препятствующим более обоснованному планированию и прогнозированию результатов процесса обучения специальным умениям инженера. Поэтому нами была проанализирована зависимость - уменьшение среднего количества ошибок (X) с увеличением числа проделанных упражнений (при измерении с применением радиоизмерительных приборов).
После построения графика и проверки распределения с помощью критерия /С Пирсона (приложение 3) мы пришли к выводу, что эта зависимость почти всегда является частным случаем экспоненциального распределения {р=0,05 ).
Повторный анализ уменьшения среднего времени выполнения упражнения (X) с увеличением числа проделанных упражнений привел нас к тем же результатам. Это и позволило нам применить для расчетов простую и универсальную математическую модель, известную в статистике как нелинейный регрессионный анализ /77,97/.
Важным вопросом при этом становится выбор критериев, по которым можно с достаточной точностью оценивать степень сформированности - 23 -навыка. Как правило, в качестве таких характеристик используются время выполнения или количество ошибок, а также показатели надежности - вероятности безошибочности и своевременности выполнения работ /66,83,89,206 и др./.
При внимательном исследовании процесса обучения инженера связи профессиональным умениям оказывается, что можно судить о сформиро-ванности навыка только по времени его выполнения. При этом мы исходим из того, что в большинстве обучающих систем для формирования навыков присутствует постоянная обратная связь, позволяющая обучаемому исправлять ошибочную элементарную операцию или алгоритм действий в случае ошибочной операции не позволяет получить правильные результаты. Например, при обучении измерению индуктивности прибором E7-II студент должен подготовить прибор к работе, правильно настроить и отсчитать показания. Поскольку значение измеряемой индуктивности заранее известно (в режиме тренировки - студенту, в режиме контроля - только преподавателю), то любая неправильная операция измерения ведет к неправильным результатам, к необходимости обнаружения ошибки, что автоматически увеличивает время измерения.
Выбор в качестве критерия среднего времени выполнения и позволяет воспользоваться вероятностной моделью обучения навыку, где зависимость времени решения задачи от числа упражнений (или времени) опиоывается экспоненциальной функцией /19,66,97,206 и др./. где С/г - текущее время выполнения упражнения; /С - стационарный уровень обучаемости; /// - время выполнения упражнения в первый раз; об - скорость обучения (по быстродействию); /Г - количество повторений упражнения. Графически зависимость показана на рисунке 2. Из графика математической зависимости видно, что основными критериями выхода обучаемого на стационарный уровень обученности являются, во-первых, максимально возможные для данных условий результаты деятельности, во-вторых, относительная стабильность этих результатов по времени выполнения.
Как правило, стационарный уровень обученности находится двумя путями: или по эталонам, под которыми понимаются результаты хронометража опытных специалистов, или методами априорных оценок времени выполнения действий, разработанными в инженерной психологии. Это обобщенно-структурный метод іубинского А.И., метод статистического эталона Фокина Ю.Т., сетевые методы и др. /66,168,207/, которые позволяют по известному из справочных данных времени составляющих элементарных операций определить примерное предельно возможное время выполнения навыка.
Для конкретного решения поставленных выше задач рассмотрим свойства математической модели (I). Для решения уравнения найдем ряд неизвестных:
IН - Со j оС / /с - too I. Скорость навыка (оС) мы можем найти по трем известным точкам экспоненты: СО; С/ и С с , для чего необходимы статистические данные по Со ж С/ (% ,/77 ,<э) при достаточной выборке /77/. Из (I) имеем, что время первого выполнения упражнения равно Zo-Tc + (T„- Тс) е-"^ Г«
При первом же повторении
Зная Со и С/ и полагая справедливость (I), можно оценить величину скорости.обучения (оС), которая при экспоненциальном законе распределения является константой /77,83/ для любого С// . Рассмотрим систему зависимостей:
Со = /// Z,-Tc+(r*-Tc)e-< ґ~ - 26 - ^ или f= Тс + (Тн- Тс)Є~ Перенесем J с в правую часть: Lf~ /о *-/. Со~ /о _ сСотсюда у =- - > или -р —-_ > *-,
Со~ /с /Т„7 і Г 'с тогда Js&(j^*J (2). с / - /с
2. Стационарного уровня обученности можно теоретически достичь только при/Г— ой . На практике можно указать некоторый интервал такой, что как только , процесс обучения можно завершить (рис.3). В этом случае можно воспользоваться известным в инженерной психологии показателем сформированноети навыка по стабильности результатов. Этот показатель получаем при проверке нулевой гипотезы о различии средних {X) времени выполнения повторений /97/. Если нулевая гипотеза {По) об отсутствии различия подтверждается при принятом уровне значимости (например/O^^tfJ ), то среднее время этих упражнений и считается /с + А .
Следует заметить, что сравнение средних по критерию Стыодента (ОД, в основном используемого для этого случая в инженерной психологии /73,97 и др./, не является корректным, так как распределение времени выполнения сформированного навыка не подчиняется нормальному закону распределения. Для вычислений надо применять непараметрические критерии /77,139 и др./.
При выборе интервала А мы можем учитывать опыт студента, лимит времени на обучение, ценность навыка для будущей деятельности и Г* Т л
3. Исходя из условия С/г ^ / с + 1\ и подставляя его в (I), получим
7й+ (Ь-Тс)е-^\Тс + & откуда ffr- Тс)Є'Аг*4: А Є <тг (3)
Логарифмируя (3) по основанию Є , имеем: - оС/7 > с/г —д—
Подставив вместо ^0 (2), имеем: * &(Го-Гс)-&/Г,-Тс) где / - математическое ожидание количества повторов.
Таким образом, полагая справедливость (I) после двух проб при условии необходимого объема выборки /77/, мы можем узнать вероятное количество повторов упражнений для достижения заданной цели обучения ( /с + А ).
Для примера рассмотрим применение модели для планирования количества упражнений при обучении пользованию измерительными приборами.
Пример: V* Пусть Со =20 мин. средний результат (X) двух первых проб
С/ = 12 мин. выборки студентов ^ 30 чел., /с = 7 мин. - среднее время (X) выполнения измерения инженером на производстве;
А = 2 мин. - допустимый порог для студентов I курса, „ /г{20-?)-л2 „&ҐЗ-П = ММ-7Пп(/*-7) ' аГЗ-/гд~ 66-/,6~
Для решения (I) определим оС\ Проверим правильность решения: г = 7фо-7)е-Л!а9-е - 28 -Общее количество упражнений для достижения заданного уровня обучен-ности ( /с + А= 9&ин) должно быть не менее 3. Если время обучения не позволяет каждому обучаемому проделать упражнение не менее 3 раз, то следует пересмотреть величину А.
1.2.2. Особое место в системе обучения профессиональным навыкам инженера связи занимает необходимость поддержания их на заданном уровне. Если навыки и умения не будут в процессе последующего обучения получать необходимого подкрепления, периодически использоваться, то неизбежна постепенная утрата. Длительные перерывы приводят к тому, что на последующих занятиях студент как бы заново начинает учиться навыку.
Так как время выполненного упражнения в первый раз может на порядок и более превышать стационарный уровень обученности, то студент постоянно работает в невыгодном режиме обучения, нерационально использует учебное время. Большое количество ошибок приводит к ускоренному износу оборудования и быстрому выводу его из строя. Так, наш анализ за 1983/84 учебный год показывает, что затраты на ремонт измерительных приборов одной лаборатории составляют около 320 рублей, при изменении тематического плана с учетом кривой забывания - около 160 рублей.
Процесс утраты навыка известен в психологии как закон Г.Эббин-гауза и описывается также экспоненциальным распределением качества навыка в зависимости от времени (рис.4). Отсюда можно по предложенным ранее методикам рассчитать возможное время перерыва при допустимом снижении качества навыка.
В данном случае нам удобней воспользоваться альтернативной моделью Zm-Tc + ^(L-Tcj({-e-*m), (5) где J> - скорость забывания; /77 - время (в неделях);
І - зо -г /77 о -/ І Zo - /с + Л или Г/-- Zo + (L' Lj(f-e^)^
Отсюда /_ ^о'А, 6/ ' 6г^_ ±lZ-Lo _ v -т- /// ~ 6^? ^ /// ~ Со ///-Со т т /// - Ст ((..
Отсюда /? _ /}„]/^_Со_ ^6}
Процесс утраты теоретически достигает //У при/77-~яо » поэтому для поддержания навыка можно указать интервал А такой, что как только 6/7?м-Д, следует повторить выполнение упражнения Іо+(Тн-То)(і'Є'"")>Т»-ь' e'*"(r#-Zo)*b: ; h- Zo>0 -Jm д' n л.' Є < -f4=- > -Jbm « А -й-
Ih'Lo ///-Co
Д _ ^ l д ' m * &(r«-Zoj-&(r»-zj (7)
Пример:
Пусть Co = 9 мин.
6/ = 12 мин. /// = 20 мин.
А = 4 мин. < ^(so-gj-^f^o-zsr г„//-Єлв*5Ю - ЗІ -Для решения (5) определим Jj :
Проверим правильность решения: Г~ то
Через три недели необходимо или запланировать упражнения для поддержания навыка на заданном уровне, или первоначальный процесс обучения проводить с избыточностью упражнений.
Формирование навыков и умений идет быстрее, чем утрата. Кроме этого, с каждым последующим циклом навык восстанавливается с большей легкостью и становится прочней. Этот процесс изменяется также по экспоненте (I) и аналогичным путем рассчитывается.
Полученные выводы о необходимости планировать процесс обучения с учетом свойств математической модели обучения вовсе не означают постоянных повторов одного и того же. В этом случае и должно проявиться все мастерство педагога, чтобы умело спланировать и организовать процесс упражнения. Студенты должны в ходе занятия закрепить навык, упражняясь нужное количество раз. При координации учебных планов нужно предусматривать поддержание навыков на заданном уровне с учетом времени утраты. В первую очередь это достигается использованием полученных навыков в ходе других занятий.
Кажущуюся сложность такого согласования учебных дисциплин можно преодолеть с помощью методов линейного программирования на ЭВМ /96/, используя готовые пакеты программ, или сетевых методов планирования и управления (СПУ).
Наш опыт подобного планирования позволяет утверждать, что трудности возникают лишь на первом этапе. Набор статистических данных в дальнейшем позволяет создать таблицы и номограммы, которые значительно облегчают работу, а также планировать обучение по аналогиям.
В заключении остановимся на ограничениях подобного подхода к - 32 -планированию, вытекающих из трансформационной теории обучения /44/. Реально обучение индивидуума протекает не плавно, а скачками (рис.5) причем, как величина, так и уровни этих скачков зависят как от субъективных, так и от объективных факторов. Поэтому рассмотренная модель (I) обеспечивает лишь приближенный расчет и она может использоваться только при наличии статистических данных от представительной выборки /77/. При этом для большей корректности результатов можно воспользоваться хорошо разработанным математическим аппаратом теории надежности /83/, в котором приводятся готовые алгоритмы вычислений доверительных интервалов, математических ожиданий, проверки распределений и т.д.
1.3. Повышение эффективности обучения оптимальным комплектованием малых групп
Непременным условием успешности обучения навыкам и умениям является выбор наиболее целесообразной организации практических и лабораторных работ. При этом возникает необходимость как количественного, так и качественного обоснования состава учебных групп.
Хотя данная проблема и является традиционной для педагогики и психологии /105,123 и др./, добившихся в последнее время значительных успехов в исследовании факторов эффективности деятельности личности и коллектива, в большинстве существующих методических рекомендаций данный вопрос обходится стороной. И если при традиционных методах обучения с этим приходилось мириться, то для эффективного применения УЗТС требуется пересмотр сложившихся традиций.
Анализ существующей практики применения УЗТС в техническом вузе показывает, что еще достаточно часто учебный процесс пытаются "приспособить" к существующей ТВ технике. При этом возникают две крайности: или каждый обучаемый имеет индивидуальный ТВ индикатор - работает индивидуально, или наоборот - вся учебная группа -33-работает сообща. Между тем, и индивидуальное обучение, и обучение в составе всей учебной группы имеют серьезные недостатки /32,92/.
Не вдаваясь в подробное изложение негативных сторон индивидуальной работы, достаточно освещенных в специальной литературе /92, 105,123/, отметим лишь очевидные моменты, которые делают групповое обучение более предпочтительным.
Во-первых, работая в группе и взаимодействуя, индивидуум обогащается, приобретает и заимствует в группе то, что не может приобрести вне группы /123/. Условия межличностного общения создают как для индивидуума, так и для группы в целом наиболее оптимальные условия для развития необходимых профессиональных и социальных свойств и качеств. При этом группа является не просто суммой свойств индивидуумов - это качественно новый феномен.
Эта идея не является в науке новой. Еще в 1867 г. К.Маркс писал: "Подобно тому, как сила эскадрона кавалерии или сила сопротивления полка пехоты отличны от суммы тех сил нападения и сопротивления, которые способны развить кавалеристы и пехотинцы, точно так же и механическая сумма сил отдельных рабочих отлична от той общественной силы, когда много рук участвуют в одной и той же нераздельной операции" /3/.
В дальнейшем этот вывод был подтвержден как советскими, так и зарубежными учеными /123/.
Анализ факторов успешности групповой деятельности был сделан Б.Ф.Ломовым /105,123/. Он писал, что если человек не просто работает в присутствии других людей, а взаимодействует с ними, включается в совместную деятельность группы, возможности мобилизации его "резервов" увеличивается еще более, усиливается также и мотивация деятельности. Таким образом, общение является важнейшей де-терминантой познавательных процессов на всех их уровнях /105/. По его мнению, групповой способ решения задач имеет следующие преиму- - 34 -щества: больший объем и разнообразие учитываемой информации; группа выдвигает большее количество решений и более тщательно их контролирует; больший риск, "осторожная смелость" в принятии решения; активность умственных действий каждого, порождаемая вопросами и дискуссией; применение более эффективной "фокусирующей" тактики.
Во-вторых, индивидуальное обучение часто невозможно организовать по экономическшл соображениям. Современная РЭА является весьма дорогостоящей, индивидуализация обучения значительно повышает стоимость образования.
В-третьих,требования техники безопасности предусматривают участие в работе с электроустановками не менее двух человек /144/.
В то же время и обучение в составе учебной группы является малоэффективным в силу невозможности четкого управления познавательной деятельностью обучаемых, уменьшения сплоченности и распада коллектива на группировки, усиления дифференциации статусов членов группы и уменьшения среднего индивидуального вклада в итоги работы коллектива /123/.
В качестве минус-фактора можно назвать и неэффективное использование оборудования и учебного времени.
Из вышеприведенных рассуждений следует очевидный вывод о том, что существует некоторая оптимальная величина малой группы для обучения на практических и лабораторных работах. Опыт нашей практической работы показывает, что в большинстве случаев наиболее целесообразным является организация обучаемых в "диады" и "триады". Эти выводы подтверждены как нашими наблюдениями, так и рядом исследователей /105,123 и др./.
Эти микрогруппы на практических и лабораторных работах в нашем - 35 -вузе показали следующие преимущества: быстроту коллективного принятия решений при овладении ориентировочной основой профессионального навыка инженера связи; отсутствие распада коллектива на группировки, лучший микроклимат в этой малой группе; более высокую прочность формируемого навыка. В первый раз упражнение проделывается коллективно, затем - поочередно до стабилизации навыка у каждого члена микрогруппы. Такой режим: тренировка-наблюдение - позволяет получить более прочные навыки; высокую эффективность использования техники связи в учебном процессе; успешность работы с УЗТС. Известно, что применение УЗТС рассчитано на микрогруппу /186/.
В литературе по проблеме качественного состава микрогрупп отсутствуют конкретные рекомендации. Указывается, что существуют два подхода к комплектованию микрогруппы: по фактору межличностных взаимоотношений, которые выявляются социометрическими методами /III/; по фактору эффективности деятельности индивидуумов /123 и др./.
Поэтому для определения наиболее целесообразной стратегии комплектования гжкрогрупп нами был проведен психолого-дидактический эксперимент. Испытываемыми были студенты четвертого курса, одной специальности, проживающие на одном этаже общежития. Рабочая гипотеза о влиянии качественного состава микрогрупп на время формирования профессионального умения подтвердилась.
Методика эксперимента "Триады" на практических работах комплектовались по двум стратегиям: - первая, "добровольная" стратегия состояла в том, что в под- - 36 -боре малых групп студентам представлялась полная самостоятельность: список микрогрупп они составляли сами; - вторая, стратегия "назначения" была, наоборот, "полной монархией" - преподаватель на основании предварительного анализа успеваемости по теоретической подготовке (путем подсчета средних оценок) сам определял состав "триад", учитывая, что в них должен быть "сильный", "слабый" и средний.
Пользуясь руководством-инструкцией /233/, студенты обучались профессиональному умению в технической регулировке аппаратуры связи. В качестве критерия эффективности хронометрировалось время выполнения упражнения в первый раз.
Повышение достоверности
Занятия проводились 90 минут в один и тот же интервал времени с 0900 до 1405, в одной лаборатории, постоянным составом преподавателей. Надежность результатов обеспечивалась достаточной репрезентативностью выборки (табл.4). Результаты в понедельник и субботу не учитывались, группы участвовали в эксперименте один раз, на второй практической работе.
Для уменьшения смешения была принята схема регулярного чередования учебных групп и рабочих мест.
Обсуждение результатов
Определение результатов путем анкетирования и хронометража выявило существенные различия между стратегиями набора микрогрупп (табл.4). Сравнение средних {X) по критерию Стьюдента /77,139/ дает основания утверждать, что различия достаточно существенны.
Анализ распределения студентов при "добровольной" стратегии показал, что состав микрогрупп далеко не случаен - 4 из 6 групп были составлены по принципу "сильный - с сильными" или "слабый -со слабыми". Среднее арифметическое оказалось условным, так как 30 % студентов вообще не успели проделать заданную программу, и
Таблица 4 Сравнение добровольной стратегии комплектования и стратегии назначения /1-67
По отвергается (р<аоз)
Таблица 8 Сравнение результатов стратегии назначения и стратегии ограниченного выбора /Г = 33 подтвер-дается - 38 -им было засчитано максимально возможное время. В то же время около 16 % проделали практическую работу за 2/3 отведенного времени. Не очень удачной оказалась и вторая стратегия. При "жесткой" стратегии "назначения" резко возрастает количество жалоб на межличностную несовместимость, что, как известно, является немаловажным фактором учебной деятельности. Поиски оптимального состава микрогруппы привели нас к стратегии "ограниченного выбора", которая является объединением двух первых. Преподаватель определял "лидеров", "средних", "слабых", затем список "лидеров" корректировался социометрическим путем /III/ - составлялась сощоматрица и социограмма учебной группы (табл.5,6). Готовые списки под условным названием, допустим А, Б, В, предъявлялись студентам и они самостоятельно определяли состав микрогруппы, учитывая, что в ней должно быть по одному из списков А, Б, В.
Схема подбора "триады" выглядела следующим образом (табл.7). Направления связей определены желанием студентов.
Хотя различия в среднем времени выполнения упражнения {№) и не являются статистическими достоверными по сравнению со стратегией "назначения" (табл.8), в то же время состав "триад" получается согласованным.
Из полученных результатов и анализа можно сделать следующие выводы:
Наиболее оптимальной является стратегия "ограниченного выбора". Несмотря на кажущуюся сложность, временные затраты преподавателя оказываются весьма незначительными (0,5 часа без составления сопиоматрицы и социограммы и I,3 часа - с составлением). Учитывая, что практические работы идут циклами (от 6 часов и более), данные временные затраты являются оправданными.
Значительное снижение показателей вариации (о) позволяет рационализировать учебный процесс во времени. Запас времени,
Т/чбАУїЦ-А 5 шттшш ащиогрнммл w мой группы
Іііяблим 6
Соии&мпіїГРиця У4С?оНОй ГР&/7/7г>/
I ІГа:ударствевг«: eatr.noTcKs
I С С < P
1..4 В И.Г.:>*'ч:- - 42 -оставляемый преподавателем при составлении программы занятий, ориентирован на средние - слабые группы.
3. Предлагаемая стратегия "ограниченного выбора" требует высокой педагогической этики и такта во избежание "навешивания ярлыков".
1.4. Влияние УЗТС на психические состояния студентов
Интенсификация высшего профессионального обучения и увеличение учебной нагрузки в высшей технической школе требуют повышения познавательной активности студентов. Проблема активизации самым тесным образом связана с познавательными интересами студентов, что подтверждают исследования видных советских ученых Б.А.Ананьева, С.Л.Рубинштейна, А.Н.Леонтьева и других /21,22,99,100,158/. В частности, они выявили несомненную зависимость успеха обучеїшя от положительного отношения обучаемых к процессу обучения, их мотивов и желания учиться /21/. І.4.І. Важным источником активности студента в процессе профессиональной подготовки являются мотивы обучения /24,47,67,70,95, 173,201,237/.
Невозможно достичь какого-либо эффекта в обучении, если не обеспечены должная мотивация этой деятельности, положительное отношение к ней. Причем, по высказыванию А.Н.Леонтьева, "чтобы возбудить интерес, нужно не указывать цель, а затем пытаться мотива-ционно оправдать действия... нужно, наоборот, создать мотив, а затем открыть возможность нахождения цели" /99/.
В качестве одного из основных мотивов овладения студентом профессиональными знаниями, навыками, умениями является мотив в овладении своей профессией. Разъяснение студентам целей и задач обучения, общественной значимости, необходимости избранной профессии, перспектив овладения профессиональными умениями делает практические и лабораторные работы "интересными" для обучаемых /251/.
Мотивация - не только стимулятор обучения, но и результат восприятия обучаемыми эффективности собственного учения. Предшествующие успехи и неудачи помогают или мешают последующему обучению. Для студента с низким уровнем мотивации необходимо преодолеть негативное отношение к обучению, тщательно разобраться в' причинах, правильно поставить задачи с тем, чтобы выработать у него уверенность и увлеченность.
Следует заметить, что в настоящее время вопросам стимуляции профессиональных мотивационных компонентов обучаемых уделяется еще недостаточное внимание - каждый четвертый студент не имеет сформированного идеала специалиста /103/.
Большими возможностями в решении этих задач обладает УТВ, во-первых, как популяризатор науки /184/; во-вторых, как средство усиления наглядности /120/. Поэтому на практических и лабораторных работах мы показываем на телеэкране увлеченных людей, конкретное приложение профессиональных умений в инженерной деятельности связистов, а также эталоны действий и т.д. Этот показ представляет для педагога неограниченные возможности в выработке у студентов положительного отношения к овладению профессиональными умениями инженера связи.
1.4.2. Совсем не случайно вопрос активизации обучения связывается с эмоциональной сферой личности. В напряженном учебном труде положительная эмоциональная насыщенность играет исключительно важную роль.
Учебная деятельность студентов на практических и лабораторных работах проходит в условиях достаточно высокого навязанного темпа при некоторой неопределенности учебной задачи. В ходе занятия студент должен выполнить работу без ошибок и в срок, в противном случае применяется взыскание в виде незачета, неудовлетворительной оценки и т.д.
Обучение профессиональным умениям требует внимания и активности обучаемых, их положительного отношения к формируемым умениям.
Наш анализ показал, что на практике еще часто не учитываются психолого-педагогические рекомендации по организации практических и лабораторных работ. Недогрузка занятий, расплывчатость целей, отсутствие мотивов в приобретении профессии, чрезмерное увлечение ТОО и замена преподавателя машиной порождают отрицательные эмоции и чувство монотонности, вызывают инертность, недоверие и раздражение студента. Недостаточная положительная эмоциональная насыщенность занятий и низкая активность студентов, их незаинтересованность в результатах приводят к поверхностному усвоению знаний, умении, навыков и к их быстрой утрате.
Недостаточная обратная связь, сложность учебной техники и противоречия между трудностью малодоступных заданий и мотивами приобретения профессиональных умений вызывают у обучаемых эмоциональную напряженность и гиперактивизацию, порождают в ряде случаев отрицательное отношение студентов к самому процессу обучения.
Применение в этих условиях сложной учебной системы - УЗТС, особенно для контроля знаний, не является безразличным для студента. Хорошо известны такие возможности УТВ, как концентрация, высокая выразительность учебного материала, способность сделать его эмоционально насыщенным. Между тем, даже эти возможности могут быть неуместны при неправильном применении. Например, при чересчур сложном материале попытка уплотнения информации с помощью УТВ может привести к недоступности учебного материала и перегрузке студентов, излишняя зрелищность - к недооценке содержания.
Особо негативно на эмоциональное состояние и работоспособность студентов влияют неоправданно длительные теледемонстрации и показ малоинформативных УТВС, а также неумелое применение УТВ для контроля знаний.
Из вышеприведенного видно, что неправильное применение УЗТС для обучения и контроля может обострить, гиперболизировать имеющиеся противоречия на практических и лабораторных работах, вызвать быструю усталость студентов, а в некоторых случаях и эмоциональную напряженность - стресс.
Стресс связан с дезорганизацией поведения обучаемых, нарушением интеллектуальных функций и психомоторики. Исследованиями в области инженерной и спортивной психологии установлено, что стресс уменьшает длительность сосредоточения внимания, волевую и сенсорную активность, изменяет интенсивность общений, адекватность реакций. Повышается тревожность, нарушаются мнемические процессы, координация движений /50/. Повышение уровня возбуждения также приводит к гиперактивизации мышления, которая выражается в бесплодном фантазировании или навязчивых мыслях и образах, либо к "уходу" от решения стрессогенных проблем. Это выражается в замещении их решения решениями побочных или частичных проблем, резким уменьшением активности мышления, отсутствии "новых", нужных мыслей и т.д. Иногда при длительном эмоциональном перенапряжении активность мысленных процессов студента может быть направлена "в себя" - он начинает думать о прошлом.
В то же время при оптимальных уровнях положительного эмоционального напряжения происходит мобилизация возможностей организма, сопровождающаяся ростом активности основных психических процессов и значительным улучшением деятельности (рис.6). В /50,71,84,163, 174,196/ указывается, что при оптимальных величинах эмоциональных раздражителей обеспечивается наибольшая выносливость и синхронность систем человека, уменьшается вариативность ряда показателей, время врабатываемости, увеличиваются точность и сила. Активизируется мышление - расширяется сфера осмысляемой информации, поступающей к индивидууму в данный момент, или происходит дифференци- - 46 -рованное отсеивание всего ненужного. Это состояние наиболее благоприятно для возникновения инсайтных форм мышления, наиболее продуктивной переработки информации, хранящейся в памяти. успешность деятельности высокая эмоциональное напряжение, активность низкая низкая оптимальная высокая
Рис. 6. Зависимость успешности деятельности студента от его эмоциональной напряженности
1.4.3. Для обеспечения оптимальной работоспособности и положительных эмоций у студентов при обучении профессиональным умениям инженера связи с применением УЗТС (подробно методика обучения рассмотрена в п.3.2 и 3.3) в нашем вузе проводится ряд мероприятий:
Тщательная методическая разработка и планирование занятий, жесткая селекция дидактических материалов при съемке видеофильмов.
Точное дозирование времени показа. По времени предъявления УТВС выбран режим кратковременного показа - от 2 до 10 минут. Это означает, что за один показ (шаг) предъявляется тот минимум видеоинформации, который необходим для овладения сравнительно несложным конкретным навыком или частью сложного навыка. В процессе демонстрации студенты могут остановить ВМЗ, задать вопросы преподавателю. Сразу после показа студенты упражняются в выполнении задания. Следующий показ производится только после закрепления предыдущего упражнения. Учебная нагрузка в ходе занятия повышается постепенно, информация, требующая запоминания, дается в начале занятия. В конце занятия обязателен комплексный повтор усвоенно- - 47 -го.
Обеспечение обратной связи. Разноуровневая, гибкая обратная связь повышает уверенность обучаемых, уменьшает неопределенность. Студент при обучении навыкам постоянно получает информацию о правильности своих действий как со стороны преподавателя, так и от приборов, с которыми работает. Для этого используется аналог телевизионной контролирующей системы "педвуз-школа" /164/.
Применение индивидуального показа. Для ригидных студентов повтор видеофильмов-инструкций производится индивидуально.
Показ перед практическими и лабораторными занятиями видеофильмов и фрагментов конкретных и проблемных ситуаций, которые могут возникнуть в будущей деятельности. Это активизирует познавательную деятельность обучаемых.
Обучение студентов не только умению учиться, но и методам саморегуляции своего эмоционального состояния /98/. Мы стремимся воспитать волевые качества, умение мобилизовываться на решение трудных задач и работать по плану, уверенность в своих силах, готовность адекватно действовать в сложных условиях, высокоположительное отношение к избранной профессии.
Применение для закрепления навыка тренировки интеллектуальных составляющих (с использованием УЗТС).
Индивидуальный подход в отчете студента по результатам практической работы в условиях коллективного обучения в составе микрогрупп. Применением для студентов с повышенным уровнем тревожности алгоритмизации практических работ.
Разъяснение студентам возможностей, целей, задач применения УТВ на практических и лабораторных работах.
10. Воспитание в процессе обучения не только специалиста, но и члена социалистического общества. Формирование активной жизненной позиции студента, ведение непримиримой борьбы с буржуазной идеологией.
В настоящее время не потеряло своей актуальности ленинское положение о том, что к "признанию коммунизма каждый специалист должен прийти через данные своей науки" /5/.
Большое влияние на эмоциональное состояние студентов имеет характер межличностных взаимоотношений в студенческом коллективе, а также личность и авторитет преподавателя, его слово.
По высказыванию И.П.Павлова, "слово для человека - условный раздражитель" /46/. Второсигнальные раздражители обладают очень большой силой. Словом, интонацией, а также поведением, жестом, мимикой преподаватель может добиться положительной эмоциональной атмосферы на занятиях /46/, уменьшить эмоциональное напряжение, заставить изменить направление представлений и мыслей.
1.4.4. Для проверки действенности проводимых мероприятий нами было проведено исследование психических состояний студентов при обучении профессиональным умениям инженера связи с применением УЗТС. Обследуеглыми были студенты четвертого курса, одной специальности, проживающие в одном общежитии. Обследование проводилось дважды: перед обучением и сразу после четырех часов практических занятий. Рабочая гипотеза об эффективности проводимых мероприятий и их положительном влиянии на работоспособность и эмоциональное состояние студентов подтвердилась.
Методика эксперимента
Для обследования применялся комплекс высокопрогностичных психофизиологических и психологических методик /224/, обеспечивающих высокую информативность /50,174/.
В этот комплекс вошли следующие: измерение тремора (Утрем); измерение порогов кинестетической чувствительности (К); измерение оптимального и максимального темпов движений (теп- - 49 -гошг-тест, Т); измерение оптимального и максимального усилий (Ус); измерение статической выносливости (Выносл.); измерение максимального и минимального артериального давления (АД); измерение частоты сердечных сокращений ( Hs); определение тревожности по тестовому опроснику Спилбергера (приложение 4); оценка работоспособности по методике САН (приложение 5).
Еще недавно эти исследования проводились в лабораторных условиях, так как требовали большого количества немобильных приборов. Достижения отечественной радиоэлектроники позволили создать малогабаритную аппаратуру, которая была применена в исследованиях непосредственно на практических занятиях.
Повышение достоверности
Надежность и репрезентативность результатов обеспечивалась представительной выборкой (табл.9) и проведением повторных обследований. Исследование проводилось в течение трех дней в одно и то же время, контрольные и экспериментальные группы были отобраны случайным образом.
Сравнение результатов обследования контрольной выборки (обучение без УЗТС) и экспериментальной (обучение с УЗТС) перед практическими работами выявило, что различия средних {X) всех показателей недостоверны, подтверждается нулевая гипотеза. Полученные значения критерия Стыодента ( tqo) были разнонаправлены и не превышали 0,4. Это позволяет сделать вывод о достаточной однородности выборок.
Обсуждение результатов
I. Значение субъективной оценки тревожности по опроснику Спилбергера и состояние вегетативных функций после проведения практи-
Таблица 9 Сравнение психофизиологических показателей обучаемых на обычном практическом занятии с показателями на занятиях с применением УЗТС /г -- 74
С применением . УЗТС - 51 -ческого занятия с применением УЗТС не отличаются статистически значимо от обычного занятия (табл.9). Применение УЗТС в этой ситуации и сами практические занятия не вызывают эмоциональной напряженности студентов /50,179/.
Динамический тремор, как показатель координации движений, изменяется незначительно. Дезорганизации психомоторики не происходит /50/.
Повышение кинестетической чувствительности, оптимального усилия и темпа движений, показателей вариативности максимального и оптимального темпов движений указывают на тенденцию к повышению активности, мобилизацию организма на занятиях с применением УЗТС /50/.
Возрастание максимального усилия является признаком приближения состояния двигательной системы к оптимальному уровню /71/.
Из полученных данных можно сделать вывод, что применение УЗТС на практических работах в данной ситуации вызывает некоторое повышение активности обучаемых.
Значительный интерес представляют данные по динамике субъективных оценок самочувствия (С), активности (А), настроения (Н).
Усредненная оценка состояния через два часа имеет тенденцию к снижению по шкале самочувствия (С) и настроения (Н) для обычного занятия. В случае с применением УЗТС настроение (Н) студентов достоверно выше по сравнению с обычным занятием.
Активность студентов возрастает, что говорит о переходе от периода "врабатываемости" к периоду устойчивой работоспособности (рис. 7).
Усредненные значения в изменении субъективных оценок состояния по всем шкалам теста к концу практических работ (рис. 8) показывают нарастание утомления, причем на обычном занятии - значимо. - исходное соє/помиє (я/ив' /?а змитий) лршято s#<$0& |///|- 1/еРеЭ 2 4&С/7 3/?№/Г7Ш
/ шм
/ '- А V с видеофильмом. //ОС/ПМ f^J ** ///7С/77РОЄЇ/Ш (&) У С'77
С /7P#fiT&#Af [ЬИДеО'
I I '& I 1 1 І
'^ :
Таблица 10 Сравнение субъективных оценок работоспособности применением УЗТС
Примечание. Исходное состояние (перед началом занятий) по всем трем шкалам принято за нуль.
Из литературы /50/ известно, что разнонаправленное изменение объективных и субъективных показателей характерно для стадии компенсированного утомления, то есть адекватного реагирования организма на нагрузку.
Выводы
Кратковременное применение УЗТС для обучения профессиональным умениям инженера связи на данных практических работах влияет на настроение студентов, вызывает положительные эмоции. Это подтверждается и другими исследователями /184/.
Работоспособность студентов на занятиях с кратковременным применением УЗТС выше, чем на обычном. Время показа существенно - 55 -влияет на работоспособность, поэтому сравнительно длительные УТВС следует демонстрировать по частям с закреплением предъявленной учебной информации сразу после демонстрации.
Динамика изменения активности студентов имеет тенденцию к повышению на занятиях с кратковременным применением УЗТС (телевизионным сопровождением занятии).
Противоречивые мнения по влиянию УЗТС на эмоциональное состояние и работоспособность студентов, приведенные в литературе /109,184 и др./, объясняются различиями в продолжительности показа и содержания УТВС, отсутствием в педагогике достоверных и надежных методик исследования психических состояний обучаемых.
Применение УЗТС действует положительно на сплоченность коллектива, что подтверждают как наши наблюдения, так и выводы психологов /186/.
В связи с выявленной явной неоднозначностью действия УЗТС на различных студентов, требует дальнейшего исследования гипотеза о связи влияния УЗТС с различиями в индивидуальных свойствах обучаемых.
Содержание профессиональных умений инженера связи и проблемы организации их формирования
В настоящее время номенклатура выпускаемых вузами инженеров сильно возросла и достигла более 250 специальностей. Кроме того, в рамках каждой специальности появились специализации и разнообразие инженерных штатных должностей, отличающихся друг от друга видами деятельности в рамках одной специальности. Число таких должностей /92/, например, для инженера по специальности "Инженер электросвязи" может достигать нескольких десятков (табл.1). Отсюда следует, что будущая возможная профессиональная деятельность современного инженера, обучающегося по конкретной специальности, многомерна. Поэтому для работников вузов задача формирования учебных планов и программ стала достаточно сложной. При составлении учебных планов и программ эксперты ориентируются лишь на интуитивное представление в оценке несоответствия подготовки инженера и предъявленных им требований со стороны науки и техники, а также его будущей практической деятельности.
В последние годы в Ленинградском государственном университете, Томском политехническом институте и других вузах страны ведется поиск по структуризации деятельности инженера с целью определения требований, предъявляемых к его подготовке. Главным недостатком всех этих работ (признавая полезность поиска) является то, что совершенствование учебных планов ведется без установления связи между практической деятельностью инженера и его подготовкой. Поэтому в просмотренных нами учебных планах и программах (МЭИ,МВТУ, ЛЭТИ, МАИ, ТЛИ) не выявлено наличия глобальной цели подготовки инженера и ее декомпозиции по видам обучения и по изучаемым специальным предметам. Тем более, что имеющиеся в некоторых дисциплинах рекомендации по необходимости выработки навыков и умений никак не увязаны с потребностями деятельности инженера.
Анализ всех перечисленных мероприятий и их результатов показывает сложность согласования цели практической деятельности инженера с целями его подготовки. Указанная сложность главным образом обусловлена многомерностью проблем. В силу этого и не удавалось обеспечить преемственность и непрерывность с позиции формирования профессиональных умений и навыков выпускников. Между тем, определение сложности инженерной профессии позволяет научно обосновать сроки обучения и лучше овладеть профессией /56,66/.
Начало планомерных исследований содержания деятельности инженера связано с профессиографией /68,79,201 и др./. Опыт применения про-фессиографических методов для построения моделей операторов в инженерной психологии и эргономике позволил выявить их хорошую информативность и пригодность для решения самого широкого круга задач. Частным случаем первого из трех разделов профессиограммы (общая характеристика профессии, основные рабочие движения и условия труда, а также психограмма) в вузе является квалификационная характеристика /48,235/. Не отрицая ее достоинств, следует заметить, что она дает лишь основные направления формирования специалиста, предполагая дальнейшую разработку модели специалиста в стенах вуза.
Психологические и психофизиологические свойства студента в обучающей системе
Антропоцентрический подход к созданию ЧМС (рис.9) требует обязательного учета психологических и психофизиологических свойств студента. Под ними принято понимать характеристики психомоторики и анализаторов, индивидуально-типологические свойства и группу свойств, описывающих интеллектуальную деятельность человека -аттенционные, мнемические, имажинитивные, мыслительные, волевые, которые определяют количественно и качественно учебную деятельность, прием, хранение, переработку учебной информации /98,149, 173/ на 3 уровнях: сенсорном, перцептивном, операционном.
Сенсорный уровень в высшей степени автоматизирован, неосознаваем, происходит при частичном участии ДП. На этом уровне физико-химические воздействия на рецепторы преобразуются в нервные импульсы .
Перцептивный уровень характеризуется развитыми формами анализа и синтеза. При этом с участием КП и ДП происходит выделение частей объекта, фиксация его структуры, формирование образа объекта и интегральных характеристик. Сенсорные сигналы преобразуются в конкретные образы, модели предметов.
Операционный уровень характерен пониманием особенностей объекта. При создании УТВС мы стремимся акцентировать внимание студентов на операционном уровне /175/ переработки учебной информации.
В литературе выделяются две формы представления данных о характеристиках человека: в одной приводятся лишь пороговые величины, при другой сведения даются в виде конкретных рекомендаций к параметрам техники.
Анализ существующих методов обучения профессиональным умениям
В настоящее время обучение профессиональным умениям проводится двумя путями - методом образца и проблемно-теоретическим. Отличаются эти методы организацией теоретической подготовки, а практические занятия проводятся в обоих случаях одинаково. В процессе обучения студенты сначала овладевают теоретическими знаниями, а затем полученные знания используют для формирования профессиональных умений на практических и лабораторных работах.
Теоретическое обучение "по образцу" заключается в том, что студенты сначала получают необходимую учебную информацию для осмысленного овладения конкретным профессиональным умением. Перед практическими работами они знакомятся с образцом выполнения упражнений, под которым понимается эталон действий, и инструкцией, которая в лучшем случае представлена в виде динамической или графической модели (кинофильм, видеофильм, графическая модель), в худшем - вербально или текстуально.
Обучение проблемным методом отличается тем, что обучаемые не получают готовый образец действий, а сами его находят.
Несомненна условность самостоятельного нахождения алгоритма в процессе обучения профессиональным умениям инженера. Студент никогда не сможет найти точный эталон действий, особенно в условиях взаимодействия с современной сложной техникой, который выверен долгими поисками и опытом специалистов. Он лишь сможет в итоге оценить, насколько расходится предлагаемый им ориентировочный путь решения задачи с действительно целесообразным.
Поэтому и проблемный метод в дальнейшем предполагает работу "по образцу", хотя в отличие от алгоритмизированного метода образца приведение обучаемого путем поисков и рассуждений к кажущемуся "своему" выводу существенно меняет отношение студента к реализации его на практике.
Практическая подготовка организуется в виде управляемой самостоятельной работы - обучаемый на основе имеющихся знаний и инструкций, руководствуясь обратной связью о правильности своих действий, пытается самостоятельно выполнить упражнение. Процесс тренировки продолжается до достижения стационарного уровня обученности (см. п.1.3). Затем студент на основе моноалгоритмов навыков обучается профессиональному умению.
С точки зрения системного анализа существующего процесса обучения умениям мы имеем дело с макроподходом, где преподаватель определяет "входные параметры" - показ, инструкцию, а обучаемый должен отреагировать соответствующим качеством умения.
