Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Формирование навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» как педагогическая проблема 20
1.1. Состояние разработанности проблемы формирования навыков проектирования технического чертежа в историческом и психолого-педагогическом аспектах . 20
1.2. Теоретические предпосылки для разработки технологии формирования навыков технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» 38
1.3. Система учебно-информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса с использованием информационно-коммуникационных технологий на основе анализа отечественного и зарубежного опыта 77
Выводы по первой главе 108
Глава II. Педагогические условия формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» 112
2.1. Дидактическая модель формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» 112
2.2. Оценочно-результативный инструментарий оценки и коррекции процесса формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» 141
2.3. Результаты экспериментальной работы по реализации педагогических условий формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» 163
Выводы по второй главе 184
Заключение. 189
Список сокращений и условных обозначений. 195
Список литературы. 196
Список иллюстративного материала 220
- Состояние разработанности проблемы формирования навыков проектирования технического чертежа в историческом и психолого-педагогическом аспектах
- Система учебно-информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса с использованием информационно-коммуникационных технологий на основе анализа отечественного и зарубежного опыта
- Дидактическая модель формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство»
- Результаты экспериментальной работы по реализации педагогических условий формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство»
Введение к работе
Актуальность исследования Современный этап реформирования высшего образования характеризуется поиском и внедрением технологий, позволяющих обеспечивать радикальное повышение профессиональной компетентности будущих специалистов технической сферы, так как эффективное решение задач, стоящих в настоящее время перед научно-технической сферой, во многом определяется качеством технической подготовки будущих специалистов и их умением использовать современные информационно-коммуникационные технологии (ИКТ).
Согласно «Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года» и «Федеральной целевой программы развития образования на 2016-2020 годы», стратегической целью государственной политики в области высшего образования является повышение качества инженерного образования. Достижение вышеуказанной цели особенно актуально для вузов технического профиля, одним из главных направлений которых является обеспечение доступности и качества образования для всех обучающихся вуза, а также создание оптимальных условий для формирования навыков проектирования технического чертежа, которые обеспечили бы наиболее полную реализацию профессиональных функций.
На социально-педагогическом уровне актуальность исследования связана с социальными потребностями общества и государства в повышении качества профессиональной подготовки обучающихся технического вуза Растут требования работодателей к профессионалытым навыкам будущих инженеров и ко всему инженерному образованию как базису развития общества, совфшенствования экономики, производства и ускорения научно-технического прогресса в условиях модернизации производства и внедрения новых технологий проектирования инженерных объектов с использованием информационного и коммуникационного потенциала этих технологий. Одним из наиболее востребованных профессиональных функций инженера как специалиста является работа с чертежами, в частности, чтение чертежей и их проектирование. Поэтому можно констатировать, что формирование навыков проектирования технического чертежа будущих инженеров является наиболее важным фактором повышения уровня профессиональной подготовки обучающихся технического вуза
Опыт подготовки инженерных кадров различного профиля убеждает, что качества, необходимые для реализации личности в этом виде деятельности, приобретаемы. Они формируются и развиваются на основе накопления практических навыков решения практико-ори-ентированных инженерно-технических задач в процессе инженерной подготовки. Профес-сиограмма современного инженера многогранна; ее функции многочисленны. Деятельность современного инженера носит высокоинтеллектуальный характер и предполагает грамотное и творческое применение научно-технических знаний на практике.
В процессе профессиональной деятельности в условиях современных высокотехнологичных производств происходит разделение производственных функций при достижении общих целей, а также информационное взаимодействие, связанное с координацией совместной деятельности в коллективе. Соответственно, каждый специалист должен обладать профессионально-творческими качествами, уметь работать с другими членами коллектива и осуществлять информационное взаимодействие, поэтому важна ориентация на взаимодействие при подготовке обучающегося к будущей профессиональной деятельности.
Кроме того, реформа отечественного образования на современном этапе ориентирует на активное применение ИКТ в профессиональной деятельности. Это, в свою очередь, требует внесения корректив в содержание образования, применение новых активных форм и методов обучения, которые не только облегчили бы и ускорили передачу знаний, но и способствовали
подготовке компетентных специалистов, умеющих осваивать ИКТ и использовать их в дальнейшей профессиональной деятельности. Все это может быть обеспечено за счет изменения структуры взаимодействий между преподавателем и обучающимся так, чтобы процесс обучения перешел с уровня «пассивного потребления информации» на уровень «активного обмена, преобразования информации».
Взаимодействие выступает средством формирования коллектива в работах Т.Е. Коннико-вой и Л.И. Новиковой Изучение общих вопросов содержания, средств, методов взаимодействия преподавателя и обучающихся отражено в исследованиях ЛС. Выготского, В.В. Давыдова, И.А. Зимней, А.А. Леонтьева и др. Взаимодействие как средство профессионального развития личности обучающихся рассматривается в работах В.К Калиненко, В.А. Петровского, В.Д Шадрикова и др. Г.И. Щукина характеризует взаимодействие как специфическую форму общения в целостном педагогическом процессе. Однако в профессиональной педагогике вопросы формирования у обучающихся умений взаимодействия при освоении ИКТ пока не находят должного внимания. В литературе широко исследованы вопросы бинарного взаимодействия (З.Д Вихман, В.К Дьяченко, КП. Захаров, АГ. Ривин и др.), в то же время взаимопомощь в процессе совместных действий как важный компонент информационного взаимодействия остается недостаточно изученной Кроме того, в педагогике имеются исследования (Д. Джонсон и Р. Джонсон, ЕС. Полат, ИВ. Роберт), которые рассматривают специфику совместных действий педагога с обучающимися с использованием ИКТ. Однако изменения отношений между обучающимися, совместно вьшолняющими работу с использованием ИКТ, и взаимодействие преподавателя и обучающихся при совместной деятельности, в должной мере, не рассматриваются.
Остается нераскрытой проблема межличностного взаимодействия на уровне профессиональной подготовки в процессе реальной трудовой деятельности. Выпускники вузов, получая теоретические и прикладные умения и навыки, имеют проблемы адаптационного характера, тратят много сил для того, чтобы войти в систему сложившихся межличностных отношений, поскольку не обладают необходимыми коммуникативными умениями и навыками.
Анализ педагогической теории и практики преподавания в вузах показывает, что в вузе инженерного профиля не уделяется достаточного внимания формированию у будущих специалистов технического профиля навыков межкоммуникационного взаимодействия в процессе их профессиональной подготовки, в том числе и при освоении ИКТ. Также отмечается несоответствие заявленных целей и содержания обучения применению ИКТ в техническом вузе.
Необходимость разработки и использования навыков взаимодействия преподавателей, обучающихся-модераторов и обучающихся при изучении дисциплины «Система автоматизированного проектирования» (САПР) с целью эффективного формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся в техническом вузе определила научно-теоретический уровень актуальности исследования.
Вышесказанное обусловливает необходимость разработки такой методики (научно - методический уровень актуальности исследования) для изучения дисциплины САПР, которая бы способствовала успешному формированию навыков технического чертежа (НТЧ) у будущих инженеров, а также учитывала: во-первых, оптимальное использование как традиционных, так и инновационных форм, методов и средств обучения; во-вторых, учитывала бы глубокую межпредметную взаимосвязь графических дисциплин (Начертательная геометрия —> Инженерная графика —> Компьютерная графика —> Система автоматизированного проектирования —> Дипломное проектирование); систему учебно-информационного взаимодействия обучающихся (обучающихся-модераторов, обучающихся), преподавателей и используемые ими ИКТ при
совместных достижениях учебно-значимых или профессионально-значимых целей; в-третьих, специфику взаимодействия субъектов образовательного процесса в технических вузах (преподаватель <-> обучающиеся-модераторы <-> обучающиеся).
Состояние разработанности проблемы исследования. Вопросами классификации профессиональных умений занимались Ю.К Бабанский, АР. Камалеева, АВ. Усова, Т.Н. Шамова, и др.; психологическими основами формирования профессиональных умений - Т.В. Кудрявцев, АН. Леонтьев, Б.Ф. Ломов, КК Платонов; формированием и развитием профессиональных умений - ММ Зиновкина, АР. Камалеева, АК Маркова и др.; формированием профессиональных умений в сфере технической деятельности - О.В. Варникова, Е.В. Руленкова, АВ. Петухова и др.; формированием графических умений - В.Н. Виноградов, В.И. Нилова, АВ. Рукавишников, АВ. Савицкая, В.А. Симонов и др.; формированием профессиональных графических навыков - Е.В. Руленкова, О.В. Ярошевич; формированием профессиональных умений с использованием информационных и коммуникационных технологий - Ю.К Бабанский, Г.В. Ившина, Г.И. Кирилова, И.В. Роберт, Т.В. Чемоданова и др.
Интеграционные процессы в области высшего образования нашли отражение в работах ряда исследователей: Г.Д Глейзер, В.В. Краевского, B.C. Леднёва, Ю.В. Логиновой, Г.В. Мухаметзяновой, Н.Ф. Талызиной, СЮ. Теминой, Н.К Чапаева, МА Чошанова, B.C. Щербакова и др.
Проблемой использования активных форм обучения в образовании занимались Г.С. Альтшуллер, Н.М Зверева, А.М Матюшкин, МИ. Махмутов, и др. Имеется значительное количество работ по исследованию области педагогических технологий и педагогического общения (Г.Н Алова, ЛС Выготский, В.В. Гузеев, ИА Зимняя, В.Ю. Питюков и др.); по исследованию области теории деятельности (ПЯ. Гальперин, АН Леонтьев, Р.Х Шакуров и др.); по исследованию области теории развития познавательной активности и самостоятельности (В.И. Андреев, АР. Камалеева, МИ. Махмутов, НЮ. Посталюк, Г.С. Прыгин и др.); по исследованию области теории моделирования и конструирования учебного процесса (СИ Архангельский, В.П. Беспалько и др.); по исследованию области теории содержания образования (B.C. Леднев, ИЛ. Лернер, МН Скаткин и др.); по исследованию области теории форм организации обучения (B.C. Безрукова, МИ. Махмутов, Р.С. Немов, ИМ Чередов и др.); по исследованию области информатизации образования (Г.И Кирилова, ГА Кручинина, А.А. Кузнецов, ГУ. Матушанский, ИШ Мухаметзянов, ЕС. Полат, ИВ. Роберт и др.).
Анализ педагогической литературы и образовательной практики в системе высшего образования показал, что исследования в данной области не носят систематического и целенаправленного характера, и решение задачи формирования навыков проектирования технического чертежау обучающихся связано с необходимостью разрешения основных противоречий:
на социально-педагогическом уровне: между потребностью общества в развитии инженерного образования, повышении его качества и конкурентоспособности в мировом образовательном сообществе и недостаточным качеством инженерной подготовки будущих специалистов в условиях современного выгакотехнологичного производства;
на научно-теоретическом уровне: между необходимостью организации взаимодействия между участниками образовательного процесса (преподаватель, обучающийся-модфатор, обучающийся) и неразработанностью вопросов, выявляющих особенности информационного взаимодействия между участниками образовательного процесса при формировании навыков технического чертежау обучающихся;
на научно-методическом уровне: между необходимостью совершенствования осуществления учебной деятельности (в частности, по дисциплине САПР) обучающихся и недостаточной
разработанностью методики обучения и соответствующего методического обеспечения, способствующих эффективности этого процесса
Проблема исследования определена в соответствии с выявленными противоречиями: каковы педагогические условия формирования навыков проектирования технического чертежа у будущего специалиста инженерного профиля в вузе при организации учебно-информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса?
Таким образом, актуальность рассматриваемой проблемы, ее практическая значимость и недостаточная теоретическая разработанность определили выбор темы исследования: «Формирование навыков проектирования технического чертежа у обучающихся вуза (на примере профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство»).
Объектом исследования является инженерная подготовка будущих специалистов в системе высшего образования.
Предмет исследования: педагогические условия процесса формирования навыков проектирования технического чертежау обучающихся вуза
Цель исследования: теоретически обосновать и экспериментально проверить эффективность педагогических условий формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство».
Гипотеза исследования: формирование навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» будет эффективным при реализации следующих педагогических условий:
- организации системы учебно-информационного взаимодействия субъектов образова
тельного процесса на основе использования идеи трех составляющих (преподаватель - модера-
торы-обучающиеся, обучающиеся);
разработки и реализации дидактической модели формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство»;
определения и использования оценочно-результативного инструментария, позволяющего осуществлять контроль и коррекцию процесса формирования у обучающихся навыков проектирования технического чертежа
В соответствии с целью и выдвинутой гипотезой были определены следующие задачи исследования:
раскрьпь содержание и сущность понятий «навыки взаимодействия субъектов образовательного процесса», «навыки ручного и технического чертежа»;
обосновать роль преподавателя в реализации идеи использования взаимодействия всех субъектов образовательного процесса (преподаватель - модераторы-обучающиеся, обучающиеся) в качестве сопиально-психологической основы технологии формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство»;
разработать и реализовать дидактическую модель формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство»;
охарактеризовать технологию формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство».
Теоретико-методологической базой исследования являются:
- системный подход к организации процесса обучения (Р. Акофф, Лфон Берталанфи,
В.П. Беспалько, И.В. Блауберг, В.А Губанов, В.В. Захаров, В.Н. Садовский, В.А. Сластенин,
Э.Г. Юдин др.);
компетентностный подход к содержанию обучения (А. А. Вербицкий, ПЯ Гальперин, Р.Х Гильмеева, ВВ. Давыдов, Э.Ф. Зеер, И.А Зимняя, АР. Камалеева, Н.В. Кузьмина, О.Е. Лебедев, Г.В. Мухаметзянова, З.Г. Нигматов, AM Новикова, ТМ Треіубова, А.В. Хуторской, НА Читалин, ПМ Эрдниев и др.);
деятельностный (ПЯ. Гальперин, А.Н. Леонтьев, Р.Х Шакуров и др.) и технологический (СЯ Батышев, М Е. Бфшадский, В.П. Беспалько, В. В. Гузеев, AM Новиков и др.) подходы к организапииучебного процесса;
концепции личностно-ориентированного образования (Б.Г. Ананьев, А.Г. Асмолов, Е.В. Боцдаревская, А.С. Запесопкий, ЛМ Колпакова, А.Н. Леонтьев, С.Л Рубинштейн, И.С. Якиманская и др.); влияния образовательной среды вуза на развитие, становление и воспитание личности (Л С. Выготский, В.А. Сластенин, В.И. Слободчиков, и др.);
теории внедрения интеграционных процессов в области высшего образования (В.В. Краевский, ВШ Масленникова, Г.В. Мухаметзянова, О.А Осипенко, НФ. Талызина, МА. Чошанов и др.); поэтапного формирования умственных действий (ИЛ Гальперин, НФ. Талызина и др.); дистанционного обучения (А.А. Андреев, ЕС. Полат, В.И. Соддаткин, А.В. Хуторской и др.); формирования обобщенных знаний, умений и навыков (А.А Бобров, А.В. Усова и др.); межпредметных связей (С. А. Старченко, О. А Яворук и др.).
Использовались методы:
- теоретико-методологического анализа (историко-графический, сравнительно-
сопоставителытый, ретроспективный, моделирующий): теоретического анализа философской,
психологической и педагогической литературы, диссертационных исследований по изучаемой
проблеме; обобщения массового и передового опыта; классификации, конструирования
содержания технологического учебного материала: моделирования дидактической модели
формирования навыков проектирования технического чертежау обучающихся;
- экспериментальные: наблюдение; беседы с обучающимися, преподавателями; анализ
результатов деятельности обучаемых, вузовской документации, педагогический эксперимент,
преподавание соискателя в вузе;
- обработки экспериментальных данных: количественная обработка результатов
исследования, графическое отображение данных, качественный педагогический анализ
количественных статистических параметров.
Опыгно-эккпериментапыгая база - Набережночелнинский институт (филиал) ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет» г. Набережные Челны. Основная научно-исследовательская работа осуществлялась на Автомобильном отделении Набережночелнинского института (филиал) ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет» г. Набережные Челны в образовательном процессе обучающихся второго курса по профилю подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство». Общий охват обучающихся составил 184 человека
ЗішіьіисследованівіИсследоіммеігроюдилосьс2013 по 2018гг. втриэтапа Первый этап: 2013-2014 гг. Изучение научно-методической литературы, законодательно-нормативных документов по исследуемой теме; передового педагогического опыта новаторов по обучению обучающихся НТЧ Теоретический анализ современных и зарубежных исследований по проблеме. Определение теоретических основ формирования навыков проектирования технического чертежа; разработка дидактической модели формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство»; выявление педагогических условий реализации данной дидактической модели.
Разработка соответствующего учебно-методического обеспечения и инструментария для эксперимента Изучение и накопление эмпирического материала Постановка цели и задач; выдвижение гипотезы исследования.
Второй этап: 2014 - 2016 гг. Проведение эксперимента, внедрение соответствующего учебно-методического обеспечения по дисциплине САПР: учебно-методического комплекса (УМК), учебно-методического пособия, алгоритма выполнения упражнений по лабораторным работам дисциплины САПР, алгоритма формирования навыков проектирования технического чертежа с использованием ИКТ.
Третий этап: 2016 - 2018 гг. Обобщение научных фактов и основных результатов исследования, текстовое оформление в виде монографий, учебно-методических пособий, диссертации; разработка на их основе методических рекомендаций по эффективности формирования НТЧ у обучающихся в условиях взаимодействия при использовании ИКТ; определение перспектив дальнейших исследований в данной области.
Научная новизна результатов исследования заключается в следующих аспектах:
теоретическом обосновании и реализации идеи использования составляющих системы учебно-информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса в качестве социально-психологической основы реализации технологии формирования навыков проектирования технического чертежау обучающихся;
проектировании дидактической модели формирования навыков технического чертежа у обучающихся, направленной на формирование навыков взаимодействия у будущих инженеров, регулирующих и корректирующих формирование навыков технического чертежа в процессе их профессиональной подготовки;
разработке автором идеи создания и внедрения технологии формирования навыков проектирования технического чертежа с применением ИКТ, основанной на потенциале использования взаимодействия субъектов образовательного процесса (преподаватель, модераторы - обучающиеся, обучающиеся) при поэтапном формировании умственных действий обучающихся под контролем преподавателя и активном участии модераторов - обучающихся, обеспечивающем переход знаний в умения, умений - в навыки проектирования технического чертежа при активном применении авторского механизма и алгоритма этого проектирования;
- определении и использовании оценочно-результативного инструментария,
позволяющего осуществлять контроль и коррекцию процесса формирования у обучающихся
навыков проектирования технического чертежа
Теоретическая значимость исследования заключается в следующем:
- введении в научный оборот педагогической теории инженерной подготовки основных
понятий: «процесс формирования у обучающихся навыков проектирования технического
чертежа», «механизм формирования у обучающихся навыков проектирования технического
чертежа»;
- внесении вклада в теорию поэтапного формирования умственных действий
обучающихся (обоснование применения и внедрения в учебный процесс дидактической цепочки
знания —> умения —> НТЧ, при реализации которой происходит совершенствование и
автоматизация умения, превращаемое в НТЧ).
Практическая значимость исследования. В качестве средств учебно-методического обеспечения формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся с использованием ИКТ были предложены и осуществлены авторские разработки, а именно:
- учебно-методический комплекс по дисциплине САПР, содержащий лекционный мате
риал, лабораторные работы, тестовые задания, задания для самостоятельной работы, методические
рекомендации по изучению дисциплины;
- интерактивные задания в среде Google (Gmail и Google Docs) по дисциплине САПР. Данные методические разработки могут быть использованы специалистами учреждений высшего образования, системы дополнительного образования и повышения квалификации работников образования.
Основные положении диссертации, которые выносятся на защиту:
-
Авторская идея формирования навыков проектирования технического чертежи в результате управляемого обучения заключается в осуществлении двухпериодного процесса формирования навыков от свертывания до стабилизации навыков (по АВ. Усовой); процесс предполагает перенос навыков, сформированных при освоении предществующих графических дисциплин на новые навыки; реализацию полученных НТЧ в профессиональной деятельности, в работе с технической документацией при активном использовании интерактивных средств ИКТ и потенциала внедрения составляющих системы учебно-информационного взаимодействия: преподаватель <-> обучающиеся - модераторы (группа модераторов) <-> обучающиеся.
-
Дидактическая модель формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство» содержит мотивсщионно-целевой блок, включающий цель, подходы, принципы, задачи, дидактические условия формирования НТЧ; содержптельно-технологический блок, раскрывающий особенности организации учебного процесса у студентов; оценочно-рещътативный блок, включающий показатели, критерии и уровни оценивания эффективности процесса формирования навыков проектирования технического чертежа
-
Технология формирования навыков проектирования технического чертежи у обучающихся:
основана на потенциале использования взаимодействия субъектов образовательного процесса (преподаватель, обучающиеся - модераторы (группа модераторов), обучающиеся) при поэтапном формировании умственных действий обучающихся, когда под контролем преподавателя и активном участии обучаюшихся-модераторов происходит превращение знаний в умения и в навыки проектирования технического чертежа при активном применении механизма этого проектирования;
включает цель, методы, средства, механизм и алгоритм формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся с использованием ИКТ, требования к программному обеспечению этого процесса; дидактическую цепочку формирования и применения навыков технического чертежа при выполнении объемного чертежа в 3D - модели;
базируется на максимальном использовании инновационных форм, методов и средств обучения ИКТ при сочетании с традиционными; на взаимодействии всех субъектов образовательного процесса; на междисциплинарной интеграции дисциплин технического профиля; при разработке и использовании оценочно-результативного инструментария проверки эффективности процесса сформированности оцениваемых навыков;
ориентирует на следующие аспекты: а) использование учебно-методических средств обеспечения учебного процесса: учебно-методического комплекса и пособий, электронных курсов, методических рекомендаций, алгоритмов выполнения упражнений по САПР; б) перевод процесса обучения обучающихся - будущих инженеров с уровня «пассивного потребления информации» на уровень «активного обмена и преобразования информации»; в) повышение уровня сформированности навыков проектирования технического чертежа;
- упорядочена алгоритмом поэтапного формирования навыков проектирования технического чертежа, который позволяет с учетом познавательных потребностей обучающегося в соответствии с его возможностями и способностями определить степень разложения чертежей в проекциях, подготовить предварительный чертеж и после соответствующей коррекции выполнить окончательный чертеж с целью его виртуализации в 3 D - модель. Результативность выполнения обучающимися выбранного чертежа зависит от последовательной, осознанной и хорошо выполненной реализации следующих этапов алгоритма: 1) ознакомление, 2) соотнесение с опытом (аналогом), 3) предварительный чертеж, 4) корректировка, 5) окончательный чертеж, 6) виртуализация в 3 D - модель, 7) внедрение в производство.
4. Оценочно-результативный инструментарий сформированности приобретенных навыков взаимодействия субъектов образовательного процесса (преподаватель, модератор и обучающиеся) и навыков проектирования ручного и технического чертежа включает: критерии (состав и качество выполняемых операций, осознанность, полнота и свернутость (по ЗА Вологодской и А.В. Усовой), уровни (низкий, средний, высокий) и показатели сформированности у обучающихся технического вуза навыков взаимодействия, навыков ручного чертежа и навыков технического чертежа; позволяет осуществлять контроль и коррекцию процесса формирования у обучающихся данных навыков.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечена соответствием дидакгической модели формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся с использованием ИКТ объекту исследования; применением комплекса методов исследования, адекватных его целям и задачам; корректной организацией опытно-экспериментальной работы; применением стандартных методик оценки результатов эксперимента и статистических методов обработки результатов исследования.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в процессе опытно-экспериментальной работы, проводимой на кафедре «Эксплуатация автомобильного транспорта» Автомобильного отделения Набережночелнинского института (филиал) ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральныйуниверситет», г. Набережные Челны.
Результаты исследования нашли отражение в монографии, статьях, тезисах докладов, учебно-методических разработках, опубликованных автором; обсуждались на международных, всероссийских, региональных, межвузовских научно-практических конференциях: на УШ Международной конференции. «Стратегия качества в промышленности и образовании (г. Варна, Болгария, 2012 г.), на VI Международной научно-практической конференции «Электронная Казань - 2014» (г. Казань, 2014 г.), на Итоговой научной конференции (г. Набережные Челны, 2014 г.), на УП Международной научно-пракгической конференции «Электронная Казань - 2015» (г. Казань, 2015 г.), на Международной научно-пракгической конференции «Качество высшего и профессионального образования в постиндустриальную эпоху: сущность, обеспечение, проблемы» (г. Казань, 2016 г.), на Международной научно-практической конференции «Современная педагогическая наука и образование в России: наследие, традиции, прогнозы» (г. Казань, 2016 г.), на 10-й Международной научно-практической конференции «Качество высшего и профессионального образования в постиндустриальную эпоху: сущность, обеспечение, проблемы» (г. Казань, 2016 г.), на IX Международной научно-практической конференции «Электронная Казань - 2017» (г. Казань, 2017 г.), на Юбилейной X Международной научно-практическойконффенции«Элек1роннаяКазань-2018» (г. Казань, 2018 г.).
На основе материалов исследования опубликовано более 64 печатных работ, из них 2 монографии, 5 статейВАКи 13 апгх)бированных учебно-методических пособий
Личное участие автора осуществлялось на всех этапах исследования: в получении научных результатов, изложенных в диссертации и опубликованных в печатных трудах; теоретических разработках; теоретико-методическом обосновании необходимости внедрения дидактической модели формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся направления подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство»; в разработке и апробации учебно-методического комплекса по дисциплине, механизма и алгоритма формирования навыков проектирования технического чертежа, алгоритмов выполнения упражнений по лабораторным работам дисциплины САПР, технологии образовательного процесса
Структура диссертации: работа состоит из введения, двух глав, включающих шесть параграфов, заключения, списка литературы (309 источников, из них 10 источников на иностранном языке) и 14 приложений В диссертацию включено 27 таблиц и 38 рисунков.
Состояние разработанности проблемы формирования навыков проектирования технического чертежа в историческом и психолого-педагогическом аспектах
Для того чтобы понять, какой путь прошел современный чертеж с момента его возникновения до наших дней, коротко рассмотрим основные этапы возникновения и развития графических изображений.
История возникновения чертежей и других графических изображений и упоминания о них начинается с античной Греции. Зарождение точных и естественных наук способствовало развитию графики. Графика использовалась при проектировании монументальных сооружений и для иллюстрации математических трудов. В Египте и Вавилоне для строительства крупных объектов, таких как пирамиды, храмы, плотины, каналы, уже 2 тыс. лет тому назад до нашей эры применялись рабочие чертежи и эскизы. Самым древним свидетельством появления рисунков является сохранившийся рисунок плана дома XXIV – XXIII в. до нашей эры в Месопотамии. Согласно сохранившимся рисункам, можно судить, что древние египтяне имели хорошо развитое представление о контурных и пространственных отношениях и навыках составления технических эскизов. Об этом свидетельствует сохранившееся здание и различные вспомогательные планы сооружений того времени, например, план могилы египетского фараона Рамсеса IV (около XII в. до н. э.) или нубийских золотых приисков XIII в. до н. э. [132].
О более раннем применении чертежей как строительных документов, которые были построены по заранее подготовленным проектам являются дошедшие до нас выдающиеся памятники материальной культуры, такие как древнеегипетский храм Луксор (XV – XIII вв. до н.э.), древнегреческий храм Парфенон в Афинах (447 – 438 гг. до н.э.) и амфитеатр Колизей в Риме (75 – 80 гг. н.э.).
Первые информации о чертежах, напоминающих современные, можно отнести к XV в. Великий итальянский учений и художник Леонардо да Винчи уже в 1452 – 1519 гг. раскрывал свои идеи при помощи технического рисунка и эскизов [25; 70].
Значительное свое развитие строительные чертежи получили в XVI в. В 1570 году известным итальянским архитектором Андреа Палладио опубликовал свой трактат «Четыре книги об архитектуре».
Французским ученым Гаспар Мондж в конце XVIII века были разработаны теоретические основы метода прямоугольного проецирования [101; 137].
В России же термин «чертежи» начали применять несколько позднее. В актах XIV в. термин «чертеж» используется в значении «грань», «отметка», «межевой знак». Самые древние, сохранившиеся чертежи относятся к 60-м г. XVII века. В своих работах С.М. Каштанов упоминает о чертеже, который датировался XVI в., который был упомянут в царской описи [110, с. 429-436.]. По мнению А.А. Кузина, чертежи Смоленский, Себежский и Гуменский датируются 1517 г. [138, с. 14]. Академик Б.А. У Рыбаковой другое мнение, он считает, что чертеж Себежского и Гуменского относится к 1505 г., а Смоленский чертеж, который был в том же ящике, где лежали «старые книги» времен царей Казимира и Александра, датируется 1506 г. [241, с. 9].
А. А. Кузин в своей работе «Краткий очерк истории развития чертежа в России» пишет: «Возникновение в древней Руси до XVI в. новых сооружений и конструкций в области зодчества, строительства укреплений, изготовления металлических предметов и т.д. позволяют предполагать появление чертежей в конце XI в. и тем более существование их в XII – XV вв.» [137, с. 6].
Б.А. Рыбаков, рассматривая миниатюру знаменитого «Изборника» князя Святослава Ярославовича 1073 г. изготовления, сделал вывод, что это изображение является не рисунком, а точным чертежом, выполненным с помощью линейки и циркуля, но без угольника, и считает, что такие чертежи могли выполняться только чертежниками, хорошо знакомыми с архитектурными расчетами [240, с. 82-103].
Наряду с чертежами-рисунками в этот период уже использовались модели, которые лепили из воска или глины и использовались как образцы или дополнения к чертежам.
Из вышесказанного следует сделать вывод, что к техническим документам XII-XV в.в. можно отнести не только чертежи, но и текстовые описания, и рисунки технического содержания.
В конце XV в. и начале XVI в. в России появляются особые органы управления – «приказы». В приказах создается и откладывается техническая документация, такая как росписи сметные, городовые, приемные. Данная документация являлась своего рода техническим описанием, которые иллюстрировались или к ним прикладывались чертежи и картографические материалы. Это позволяло осуществлять градостроительство и ведение другой хозяйственной деятельности на основе общегосударственных норм и правил. С созданием «приказов» чертежи получают широкое распространение, приобретают силу утвержденных юридических документов [240, с. 8-9]. Использование чертежа и сметной росписи при строительстве новых городов потребовало эталонирование мер. В 1643 г. была создана единая «государева сажень» в три аршина (2,13 м). Производной от нее была «косая сажень», равная 2,48 м. Государственная стандартизация распространилась и на размеры кирпича, длину бревен [137, с. 14].
В градостроительной практике XVI – XVII вв. установилось три основных типа чертежа: проектный, отчетный и съемочный. Проектный чертеж прилагался к сметной росписи и содержал план будущего города или укреплений, утверждался и являлся официальным документом, согласно которому строители выполняли работу. В отчетном чертеже изображали стройку в том виде, какой она была на конкретное число. Съемный чертеж выполнялся после строительства объектов и использовался в качестве примера или образца [238, с. 7,16]. Появилось необходимость: в контроле качества и количества продукции, в определении формы и размеров выпускаемых предметов, что привело к появлению первых «рабочих чертежей» [239, с. 205-218].
Широкое развитие строительное черчение в России получило в Петровскую эпоху в результате развернувшегося строительства городов. Чертежи, выполненные талантливыми русскими зодчими М.Г. Немцовым (1688 – 1743 гг.), Ф.Л. Аргуновым (1716 – 1768 гг.), В.И. Баженовым (1737 – 1799 гг.), М. Ф. Казаковым (1738 – 1812 гг.) и др., отличались высокой графической культурой. Уже в тот период строительные чертежи выполнялись в прямоугольных проекциях и перспективе, включали фасады, планы и разрезы зданий и сооружений, а также отдельные их детали [279].
С развитием машиностроения в России (XVIII в.) появляются первые машиностроительные чертежи: универсальный паровой двигатель И. И. Ползунова (1753 г.); паровоз отца и сына Черепановых (1835 – 1839 гг.); самолет А. Ф. Можайского (1881 г.), и др. Для изготовления сложных изделий возникла необходимость выполнения чертежей в масштабе с указанием размеров. Данный способ выполнения чертежей получил название «метод прямоугольного проецирования», который позволяет сохранить без искажения размеры изображаемого предмета и широко применяется в настоящее время. Чертежи того времени иллюстрируют не только высокий уровень развития инженерной графики в России, но и не менее высокий уровень технической мысли.
В конце XVIII в. (1798 г.) французский ученый и инженер Гаспар Монж издал труд «Начертательная геометрия», в котором обобщил и научно обосновал накопившийся к тому времени опыт изображения предметов на плоском чертеже. По его мнению, «начертательная геометрия – наука, изучающая закономерности изображения на плоскости пространственных форм и решения пространственных задач проекционно-графическими методами» [279].
На чертежах XVIII, первой половины XIX вв. появляется масштаб, и большинство чертежей раскрашивается, так продолжалось до 30-х гг. XX в. Со временем чертежи усложнялись, несли много информации, на их выполнение уходило много времени и постепенно чертежи стали упрощать, используя для этого различные условные обозначения, надписи. В XVIII столетии в чертежах основные линия изображались сплошными, контурными и точечными или пунктирными линиями (пунктирные – с нем. punkt – точка). Точечные линии использовались в качестве линий невидимого контура и линий обрыва, а с возникновением необходимости изображать на чертежах размеры – использовались уже в качестве выносных и размерных линий. В 40-х годах XIX столетия при построении чертежей стали употреблять осевые линии и выполняли их сплошными линиями синего цвета. Для большей наглядности чертежи оттеняли и раскрашивали.
С возникновением новых способов размножения чертежей – светокопирования (с 1897 г.) и фотографирования – стало возможным отказаться от цветных линий, тушевки и раскраски. Осевые линии на чертежах проводились штрих-пунктирными, а для изображения невидимого контура вместо точечных (пунктирных) линий стали применять штриховые. В начале XX столетия для ускорения работ по выполнению оригиналов и подлинников, для увеличения четкости их копий размерные и выносные линии стали проводить тонкими сплошными линиями. Мысленно рассеченные части деталей не раскрашивались, а наносились условные обозначения материалов с помощью штриховок различного вида. Тех 25 нические чертежи сопровождались надписями, и размеры шрифта должны были соответствовать размерам формата чертежа [189].
Система учебно-информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса с использованием информационно-коммуникационных технологий на основе анализа отечественного и зарубежного опыта
Опираясь на теоретический анализ классификации умений и навыков обучающихся по характеру их деятельности, механизма формирования навыков технического чертежа, представленных в параграфе 1.2. нашего исследования, рассмотрим понятия «информация», «технология», «информационные технологии» (ИТ), «информационно-коммуникационные технологии» (ИКТ), «информационная деятельность» (ИД), «взаимодействия обучающихся и преподавателей; обучающихся, преподавателей и ИКТ в процессе реализации процесса формирования навыков технического чертежа», «навык технического чертежа» (НТЧ). Раскрытие их сущности предполагает анализ категорий, лежащих в основе этих понятий.
В современной науке существует много различных подходов к определению термина «информационные технологии». Данный термин связан с двумя понятиями: информация и технология. Прежде всего обратимся к определению категорий «информация» и «технология».
Технология (от греческих «techne» - мастерство, искусство и «logos» - понятие, учение) определяется как совокупность знаний о способах и средствах осуществления процессов, при которых происходит качественное изменение объекта. В ином понимании технология - это совокупность процессов, приемов обра 78 ботки или переработки материалов, применяемых в каком-либо деле, мастерстве, искусстве, а также научное описание способов производства, совокупность знаний о способах и средствах осуществления процессов, при которых происходит качественное изменение объекта [185, с. 797].
Термин «информация» (от латинского «informatio» – разъяснение, изложение) первоначально обозначает сведения, передаваемые от одного человека к другому устно, письменно или посредством каких-либо условных сигналов или с использованием каких-либо технических средств [140].
В настоящее время не существует единого определения информации как научного термина. С точки зрения различных областей знания данное понятие описывается своим специфическим набором признаков. Рассмотрим некоторые определения информации, существующие на сегодняшний день.
«Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний» [15. с. 4].
По определению И.В. Роберт, «информация – это сведения о фактических данных и совокупность знаний о зависимостях между ними» [225; 226].
В словаре Ожегова С.И. слову информация дается такое определение: «Информация – сведения об окружающем мире и происходящих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством» [185, с. 250].
Из этих определений следует, что понятие информации трактуется через сведения, знания, сообщения, сигналы, имеющие новизну, ценность для получателя.
И.Г. Захарова [85] выделяет два основных подхода к рассмотрению понятия информационные технологии (ИТ): в одних случаях подразумевают определенное научное направление, в других же – конкретный способ работы с информацией. То есть информационные технологии – это совокупность знаний о способах и средствах работы с информационными ресурсами, а также способы и средства сбора, обработки и передачи информации для получения новых сведений об изучаемом объекте. По мнению И.В. Роберт: «Информационные технологии – практическая часть научной области информатики, представляющая собой совокупность средств, способов, методов автоматизированного сбора, обработки, хранения, передачи, использования, продуцирования информации для получения определенных, заведомо ожидаемых результатов» [225, с. 25].
В данном исследовании нами используется следующее общепринятое определение информационной технологии – технологичный (то есть целенаправленный, конкретно и методично координируемый) процесс, предусматривающий сбор, хранение, переработку и передачу информации в разнообразных сферах жизни и деятельности человека за счет разработки и использования современных возможностей технических и прикладных программных компьютерных средств.
В отечественных педагогических и психологических исследованиях (Ю.Д. Бабаева [17; 18], А.В. Коротков [131], Е.И. Машбиц [163], Е. В. Полат [209], П.И. Пидкасистый [202], И. В. Роберт [225; 227], О.Б. Тыщенко [202], О.К. Тихомиров [262]) информационные технологии рассматриваются как эффективное средство обучения.
По вопросам роли и места информационных технологий в образовании в данном исследовании мы опирались на труды Г.И. Кириловой [111; 112; 113; 114], В.С. Леднева [145], В.М. Монахова [166], И.Ш. Мухаметзянова [168], Е.С. Полат [209]. По вопросам дидактических, программно-методических комплексов, которые были созданы на информационной основе, базовыми являются работы А.А. Андреева [8,9], П.И. Образцова [184], И.В. Роберт [224; 225; 226; 227]. В диссертационных исследованиях (Е.А. Ковалева [118], И. В. Роберт [226], Л.В. Рожина [228]) дается оценка информационных технологий с точки зрения их функциональных возможностей, необходимых для осуществления успешной профессиональной деятельности в информационном обществе, раскрывается их теория и методика (А.Л. Денисова [75]), однако целостному рассмотрению целей, процесса, особенностей взаимодействия в процессе овладения навыками ИТ не уделено достаточного внимания. В учебном процессе вуза инженерного профиля информационные технологии, с одной стороны, применяют в процессе подготовки будущих специалистов, с другой стороны, обучают обучающихся пользоваться информационными технологиями, что является приоритетным в нашем исследовании.
Использование информационных технологий в учебном процессе влечет за собой внесение корректив в структуру и содержание образования, появление новых методик обучения. Традиционные методы обучения ориентированы на усвоение готовых знаний и репродуктивную учебную деятельность. В связи с информатизацией и глобализацией общества в настоящее время нужны такие методы обучения обучающихся вуза, которые бы не только облегчали и ускоряли передачу знаний, обучали бы приемам самостоятельной деятельности, но и готовили бы квалифицированных специалистов, умеющих применять информационные технологии в своей будущей профессиональной деятельности и владеть ими.
В рамках производственной деятельности при достижении целей происходит разделение производственных функций, каждый специалист должен уметь работать в сотрудничестве с другими членами коллектива, и поэтому важна подготовка обучающихся к будущей профессиональной деятельности с опорой на взаимодействие всех субъектов не только при обучении в вузе, но и в дальнейшем на производстве.
Рассмотрим значение слова взаимодействие. По определению С.И. Ожегова, взаимодействие – взаимная поддержка [185, с. 78].
Е.С. Полат подчеркивает значимость различных видов взаимодействия субъектов образовательного процесса и дает такое определение информационной деятельности – «деятельность, основанная на информационном взаимодействии между источником информации и ее получателем, направленная на достижение каких-либо целей посредством информационных процессов» [209].
Взаимодействие по первому направлению будет заключаться в использовании форм и методов современной учебной деятельности, которая осуществляется при использовании ИТ. Взаимодействие по второму направлению будет заключаться в разделении функции (ролей) при совместных достижениях учебно 81 значимых или профессионально-значимых целей при использовании ИТ (в нашем случае наблюдаем следующую цепочку взаимодействий: преподаватель обу-чающиеся-модераторы обучающиеся).
В связи с тем, что на производстве постоянно возрастает информационная нагрузка специалиста, возникает необходимость научить обучающегося вуза пользоваться не только первичной информацией, но и вторичной. Соотношение первичной и вторичной информации мы рассматриваем в аспекте совместной работы субъектов образовательного процесса, понимая работу со вторичной информацией как особый вид работы «в паре», когда один из ее участников заранее подготавливает каталоги, рефераты, обзор и др. для использования другими участниками. Насколько могут быть удалены во времени и в пространстве участники такой совместной работы, зависит от того, каково будет материально-техническое обеспечение рабочего места и профессиональная подготовка данного специалиста в вузе.
Из этого следует, что информационная подготовка является обязательной составляющей образовательного процесса, направленного на подготовку специалистов, способных эффективно применять средства информационно-коммуникационных технологий в процессе осуществления своей профессиональной деятельности [121].
Рассмотрим понятие коммуникация. Под коммуникацией понимают обмен информацией между живыми организмами (общение) [185, с. 287]. В информатике рассматривают телекоммуникационные технологии. Под телекоммуникацией в международной практике понимается «передача произвольной информации на расстояние с помощью технических средств (телефона, телеграфа, радио, телевидения и т.п.)» [121; 122; 131; 202; 264].
Дидактическая модель формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство»
Проблема моделирования получила широкое освещение в работах видных философов, психологов и педагогов: В.А. Веникова [51], Г. Клауса [116], В. В. Краевского [134], И.Б. Новика [178], В.А. Штофа [287] и др.
«Модель» (от лат. «modulus» – мера, образец) – это любой аналог, образ (изображение, схема, описание, график и т.п.) какого-либо объекта, явления, процесса («оригинала» модели), который используется в качестве его «представителя», «заместителя» [270]. В современных словарях по педагогике модель определяется как аналитическое или графическое описание рассматриваемого процесса [120, с. 97; 220].
Г. а Клаус р ассматривает вх «м одель, с т одной стороны , к ак теори ю, о бобщени е , поскольку псльк она абстрагируется от всех псльк частностей, от оа несущественного, и а как пр актику, Клу «п оскольку она оадо лжна практически долна фун кц ио нир о в а ть » [1 16].
В.В. Краевски й оп ред еляет «м о дел ь как лдовния» «си стему элементов, Крвкий воспроизво-д я щ ую о пределенные с торо ны, свя зи , т «имуфун кц ии пред мета опрдлны исследования» [134 ].
И.Б. то Но ви к считает, что «мо дель собым – это искусственный объект (представляющий собой проц вещественный агрегат л или знаковую знаквю систему), находящийся устаовлеым в объективном о соответствии с и сследуемым объектом, бъкте способным его замещать на т щвны опред еленны х эт апах ект ню познания, дающий бъкте в процессе ргт исследования некоторую а допускающую опытную – проверку информации, переводимую по лдовния установленным правилам овикв информацию этпх о самом – исследуемом об ъе кт е » – [178, с. 42].
Похож ее одель оп ред елен ие модели дает В.А. кт ый Штофф, который под данным в ню понятием пони мает «мыслен но пр едставляемую этили материально реализованную систему, объкт которая, отображая бъкте или воспроизводя обект объект исследования, обект спо со бн а замещать т его так, что ее изучение дает нам новую укзывт информацию об отлчающэтом объекте» то [287, с. 19 ]. зт мщьВ этом бол опр еделении а втор «мыслеоуказывает н а т опрдляос новн ую функцию отлчемодели – о «д а ват ь нов ую релза информацию об нвю объекте - оригинале», т а кже т в нём отлчающ ав т о р опр еделяет разницу между ткж теор ией и л моделью: «свойство крето реализовывать отображение дагов ви д е т некоторой отдельной, ко нкретно й и дт потому более нектй или менее т наглядной системы ткж есть признак, от личающ ий мод е ль йств от теории» рлизоывть [287, с. разу15 ]. Из укю ф да нно го о пр едел ения т объкследует, что этоглавное отличие од теор ии от нвю модели – в способе дам ы реализации объекта. формаю Мод ель отр ажает – закономерные связи и отн ошения сзвя пид изучаемой области меду в виде о структур и схем, в ект нй отличие от спизвдя теории , которая ает бж отображает эти теи связи и ств йотно шен ия в формаю виде совокупности суждений.
По зея бни В. А. Штоффу, модель имеет ля следующи е характеристики: сте «мо дель – всегда некоторое конкретное построение, в той или иной одель степени наглядное, кте н конечное и имт доступное для ообо зр ения и о практического действия» кчое[287, с . о15 ].
Ф ункция модели – тльк раскрывать не взатошея м только структуру исследуемого объекта, вде но и мдель взаимоотношения составных о элементов этой стр уктуры. Так, этг исследователь А.Н. знаковх Дахин говорит: тльк «м одель – искус ственно созданный создаы объект в вде виде схемы, зческх физических ко нструкц ий , отвных знаковых форм, ах Д буд учи подобным, скт исследуемому объекту илдому (или выявлению), отображает и этг воспрои з водит в скт бо лее про стом и огрубленном виде структуру, свойства, взаимосвязи пстм и отн оше ни я меж д у элементами э тог о объек та» [74, с . тльк 65-93].
О важостважности раскрытия оель Мотношений и связей структурных элементов модели гвт и говорит В.В. кт й Давыдов: «Модель гвит – форма – научной абстракции, асктя ыи в которой кт й выделенные существенные одели отношения объекта л закреплены в объкт нагляд но-воспри нимаемых и свзх представляемых связях элетв мн и отношениях Мдель вещественных или т ущвны знаковых элементов» тоше [73, с. 322].
Таки м образом, по мнени ю и сследователей, з одвмя создаваемая «модель ег об я за-тельно должна уможе давать информацию о сво йствах язательо моделируемых объектов пвлять и явлений» формаю [48, с. 90] и мдель «проявля ть с ле д ующ ие функц ии: воссоздание и умножение знаний ег об оригинале; конструирование его новых уравле свойств; уп р а в л ение им и развитие кствае ниего » [297 , с . 3-4 ].
Понятие е модели широко используется и в области ля педагогики, например, ь пмщю дл я оп ис а ния ег образовательного процесса. кта фми Так, по ег мнению В.М. ь пмщю Полонского, «м одель тльк обр азо вательно го п роцесса с по мо щью ег определенных схем е не только описывает его дт составные части, бзвательнг раскрывая его мею стр ук тур у, н о мею и отображает функциональные связи опиывт обучения с бзвательнг различными факторами и условиями, бзвательнг дает картину т дбуд ущего состояния хм процесса» [212, с. 67].
По нятие объкт модели нераздельно дгм связано с аерстк понятием «моделирования» – методом создания и исследования моделей, оятем проц ессо м во сп р о и з вед ен и я зучея характеристик некоторого рздльно объекта на рздльно др уго м объекте, специально созданном создая для изучения [269].
В чебню педагоги к е мо д ели р уют е чбню как содержание реодва образования, так а и учеб н ую оческх м дея тельн ость. При учебо узкопредметно м преподаван ии строя т моде л и, ипользумы испо льзуемые в строея качестве апп ар ата Выделят для пр еп о д а ван и я Выделят конкретных учебных чебнг дисциплин. Широко применяется моделирование Вделят учебного материала та для его рчт упорядочения, построения пмщью семантических схем, огик пдпр едставления учебной ля информации в чебнг наглядной фор ме ля и в св н расчете на опрдлтя образные ассоциации с помощью трил м мн е монических правил.
В ыделя ют модель ля обучения, которая Шик определяется как ля педагогическая техника, система методов чебню и организационных а форм об уч е ни я , Шик составляющих дидактическую основу модели.
Моделирование метдв относится к яве чи слу ун иверсальных вой методов и пр именяется как х на эмпирическом, щнсти так и вне на теоретическом зая уро вн е исслед о в ани я о или осво е ния. о По мнению х Ю.К. Бабанского, а «моделирование помогает бол систематизировать знания суо нст» об обучаемом т нмч явлении или бол процессе, подсказывает взмжнсти пути их л бо л ее целостного создая описания, намечает уверсальых бо лее по лны е связи между бол компонентами, открывае т х возможности для та создания более ве н целостных классификаций и пр. длровае М Мод елиро вание не чслу то лько делает бол изучение более наглядным, но еи более глубоким в ст щнисвоей сущности» тльк [19, с. 111].
В одель педагогике выделяют а два вида модели: модель вда первого ви д а пдгтвки сл уж ит средством идвтлькой выявления и вда исследования закономерных связей, присущих педагогической действительности, модель второго вида создается в исследовательской работе как ва модель процесса вда подготовки специалиста.
Проб л е м а таскг Мшн моделирования профессиональной бта деятельно сти в забткй связи с разработкой содержания пфесальо обучения и воспитания, подготовки Кыврялг к б уд ущей обучея пр офе с -сиональной деятельности мтривль рассматривалась в обучея работах Ю.К. Бабанского [21 ], Бплько В.П. Беспалько есальо пф [38], В.В. пфесальо Краевского [134], А.А. Кыверялга [143], Г .У . Слтин Матушанско го [159 ], В .А. Сласте нин а [24 8] и др .
Согласно влетс ФГОС ВО летс в целью вузовского звскг обучения является кетго м подготовка компетентного Сгласн специалиста, и поэтому в одели педагогической литературе пдгтвка существует н еско л ько пдв по дхо до в к построению модели строею процесса подготовки специалиста:
– гт рдпол первый подход вят я предполагает выбор даго от психофизиологических оек характеристик до ндтком п рофессион альны х качеств, х ы недостатком данного т по дхода является оек то, что пдгтвки авторы не рфесоальых предлагают методик пдгтвки оценки интеллектуального выб труда, кри терии оценки тех ектуальгоили ин ых оек профессиональных качеств, одельсоставляющих м од ель етодик подготовки специалиста;
– осае сторонни ки втор ог о пда подхода за ег основ у б е р ут рбутя метод экспертных кт м оценок , при авыккотором объек том авык изучения становятся ля знания, умения, бъектм навыки специалиста, лдовния его профессионально -значимые качества. Однако дхоа для современного мнгбазия научного и с с лед о вани я снв такого моделирования недостаточно, п ос кольку фм дл я н его р тр еб уется не псбв субъективное, а бъктвое объективное описание ег многооб ра з ия ф орм днако и способов е деятельности специалиста
Результаты экспериментальной работы по реализации педагогических условий формирования навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство»
Планирование эксперимента. Для подтверждения выдвинутой гипотезы и решения задач диссертационного исследования была спланирована и проведена экспериментальная часть педагогического исследования. Нами были определены цель, гипотеза и задача эксперимента.
Цель экспериментальной части исследования: доказать эффективность процесса формирования навыков проектирования технического чертежа с использованием информационно-коммуникационных технологий на основе взаимодействия обучающихся.
В процессе эксперимента выдвинута следующая гипотеза: если разработанные нами технология, механизм и алгоритм формирования навыков проектирования технического чертежа с использованием информационно-коммуникационных технологий являются эффективными, то в результате проведения формирующего этапа эксперимента должны произойти существенные положительные сдвиги в уровнях сформированности навыков проектирования технического чертежа у обучающихся профиля «Автомобили и автомобильное хозяйство» на фоне повышения уровней сформированности навыков взаимодействия.
Для осуществления поставленной цели и проверки гипотезы эксперимента были поставлены следующие задачи экспериментальной части исследования:
1) Подготовить инструктивно-методические материалы для обеспечения процесса формирования навыков проектирования технического чертежа с использованием информационно-коммуникационных технологий на основе взаимодействия обучающихся:
алгоритмы выполнения упражнений по дисциплине САПР («Блочно-иерархический подход к проектированию. Формализация процессов проектирования. Математические модели объектов проектирования, общая методика их получения. Способы представления геометрической информации на ЭВМ») (Приложение В);
интерактивные задания по дисциплине САПР, разработанные с помощью среды Google (Gmail и Google Docs) (Приложение Г);
учебно-методический комплекс (УМК) по дисциплине САПР (Приложение А);
учебно-методические пособия по дисциплине САПР (Приложение Д);
2) Разработать оценочно-результативный инструментарий диагностики: навыков проектирования технического чертежа (ручного и после автоматизации) и навыков взаимодействия субъектов образовательного процесса.
3) Определить и использовать в качестве инструктивно-методического материала оценочно-результативный инструментарий диагностики уровней: навыков проектирования технического чертежа (ручного и после автоматизации) и навыков взаимодействия субъектов образовательного процесса.
4) Определить в процессе организации и проведения констатирующего эксперимента уровни: сформированности навыков проектирования технического чертежа (ручного и после автоматизации) и навыков взаимодействия субъектов образовательного процесса.
5) Провести формирующий этап эксперимента по осуществлению образовательного процесса при обучении обучающихся дисциплине САПР на основе разработанной дидактической модели формирования навыков проектирования технического чертежа, основанной на взаимодействии обучающихся. Описать ход эксперимента.
6) Выполнить контрольное исследование, предусматривающее проведение качественного и количественного анализа результатов эксперимента с последующей их статистической обработкой (проектирование технического чертежа ручного и после автоматизации и навыков взаимодействия субъектов образовательного процесса) с целью доказательства достоверности выдвинутой гипотезы экспериментальной части исследования.
Этапы опытно-экспериментальной работы представлены в Таблице 19.
Реализация и экспериментальное доказательство процесса формирования навыков проектирования технического чертежа с использованием информационно-коммуникационных технологий на основе взаимодействия обучающихся (обу-чающиеся-модераторы – обучающиеся) проходили в период с 2013 г. по 2018 г. и осуществлялись на кафедре «Эксплуатация автомобильного транспорта» Автомо 166 бильного отделения Набережночелнинского института (филиал) ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», г. Набережные Челны.
В качестве инструктивно-методических материалов для обеспечения образовательного процесса обучающихся нами были разработаны:
алгоритмы выполнения упражнений по дисциплине САПР («Блочно-иерархический подход к проектированию. Формализация процессов проектирования. Математические модели объектов проектирования, общая методика их получения. Способы представления геометрической информации на ЭВМ») (Приложение В);
интерактивные задания по дисциплине САПР, разработанные с помощью среды Google (Gmail и Google Docs) (Приложение Г);
учебно-методический комплекс (УМК) по дисциплине САПР (Приложение А);
учебно-методические пособия по дисциплине САПР (Приложение Д).
Для диагностики эффективности процесса формирования навыков проектирования технического чертежа с использованием информационно-коммуникационных технологий на основе взаимодействия обучающихся нами был разработан инструментарий для определения уровня сформированности: навыков проектирования технического чертежа (ручного и после автоматизации) (2.1;см. Таблицы 10,11) и навыков взаимодействия субъектов образовательного процесса (2.1; см. Таблицу 9).
Констатирующий этап эксперимента. Целью констатирующего этапа эксперимента стало определение у обучающихся уровня сформированности: навыков проектирования технического чертежа (ручного и после автоматизации) и навыков взаимодействия субъектов образовательного процесса по дисциплине САПР.
В эксперименте участвовали обучающиеся направления подготовки: 23.03.03 «Автомобили и автомобильное хозяйство» (см. Таблицу 21).
В первый и во второй учебные годы эксперимента были выбраны две контрольные группы (всего 90 человек), в которых обучающиеся обучались традиционно, без внедрения технологии формирования навыков проектирования технического чертежа с использованием информационно-коммуникационных технологий и две экспериментальные группы (всего 94 человек), в которых активно использовались все входящие в разработанную нами технологию, механизм и алгоритмы. Общее число участников эксперимента составило 184 человека.
Определение первоначального уровня сформированности навыков проектирования технического чертежа (ручного и после автоматизации).
Процесс формирования навыков (ОУН) работы проектирования технического чертежа (ручного и после автоматизации) происходит по следующей дидактической цепочке (см. 1.2. и 1.3): У (умения) Н (навыки) НТЧ (навыки технического чертежа).
Взяв за основу три уровня развития обобщенных умений и навыков восприятия и осмысления знаний, предложенные А.В. Усовой [266], а также интерпретацию этих уровней для процесса развития обобщенных умений и навыков (ОУН) [107], предложенную А.Р. Камалеевой, мы разработали оценочно-результативный инструментарий для определения уровня сформированности навыков проектирования технического чертежа (ручного и после автоматизации) и навыков взаимодействия субъектов образовательного процесса (см. Таблицу 22, Рисунок 32).