Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМНО- ПРОСТРАНСТВЕННОГО МЫШЛЕНИЯ СТУДЕНТОВ 16
1.1 Психологические особенности связи поиска решения задач с типом мышления 16
1.2, Влияние уровня развития системно- пространственного мьшшения на эффективность решения задач начертательной геометрии 27
1.3. Рефлексивно-психологические особенности мышления студентов при решении задач начертательной геометрии 36
1.4. Структура обучения начертательной геометрии студентов экономических специальностей, общие черты и особенности их пространственного мышления 52
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СИСТЕМНО-ПРОСТРАНСТВЕННОГО МЫШЛЕНИЯ СТУДЕНТОВ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕЕ ОПТИМИЗАЦИИ 61
2.1, Интеллектуальное моделирование решения задач начертательной геометрии студентами и формирование у студентов способов преобразования задачи как основы ее решения 61
2.2, Формирование стратегии решения задач начертательной геометрии студентами технических вузов 75
2.3, Методика формирования у студентов системного творческого подхода при изучении курса начертательной геометрии на основе синтеза (комбинации) теоретического мышления и практического инженерного воображения при решении задач геометрического моделирования 91
2.4. Методы повышения эффективности действий студентов при затруднениях в решении задач начертательной геометрии на основе активизации антикризисного системного мышления 100
2.5. Проектный метод в преподавании курса начертательной геометрии и возможности достижения эффекта синергии в обучении при диверсифицированном проектировании курса 110
2.6. Принцип заданное и образности при построении задачи в курсе начертательной геометрии в целях формирования у студентов креативного системно-пространственного мышления 116
2.7. Структурирование учебного материала начертательной геометрии в соответствии с принципом восхождения от абстрактного к конкретному 119
ГЛАВА 3. ЭТАПЫ, ФОРМЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 138
3.1. Констатирующий этап эксперимента 138
3.2. Формирующий этап эксперимента 143
3.3. Контрольно-обобщающий этап эксперимента , 147
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 159
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 163
ПРИЛОЖЕНИЯ 181
Приложение 1
- Психологические особенности связи поиска решения задач с типом мышления
- Интеллектуальное моделирование решения задач начертательной геометрии студентами и формирование у студентов способов преобразования задачи как основы ее решения
- Констатирующий этап эксперимента
Введение к работе
Актуальность исследования. Реалии глобальной взаимозависимости и
культурного разнообразия нашей планеты в 21 веке определяют потребность в образовании и воспитании поколения с новым типом мышления, новым отношением к жизни, способного успешно самоопределяться в условиях меняющегося мира. Эта проблема особенно актуальна для России, где за последнее время происходят колоссальные изменения в политической, экономической и в социальной сферах. Развивающемуся обществу нужны образованные, нравственные, предприимчивые люди, которые могут самостоятельно принимать ответственные решения в ситуации выбора, прогнозируя их возможные последствия, способны к сотрудничеству, отличаются мобильностью, динамизмом, конструктивностью, обладают развитым чувством ответственности за судьбу страны.
Воспитание активной жизненной позиции, развитие научного мировоззрения студентов органически связаны с формированием их мышления, развитием и совершенствованием всех качеств ума. Если принять в качестве главной цели образования и воспитания формирование интеллектуальной и духовной культуры человека, то образование - это обучение искусству пользоваться знаниями, это выработка стиля мышления, позволяющего анализировать проблемы в любой области жизни и находить их оптимальные решения. По мнению многих философов, психологов и педагогов в основе преподавания должно лежать обучение мышлению. Становление нового типа рациональности, происходящее в настоящее время на фоне перехода развитых стран мира к постиндустриальному обществу, обусловливает востребованность в нем людей, обладающих качественно новыми особенностями мышления, в целом характеризуемыми как системный стиль мышления. В современных условиях формирование
6 системного мышления студентов при изучении начертательной геометрии приобретает особую актуальность и предполагает обязательное решение двух задач;
дать каждому студенту знания, достоверно отражающие в его сознании графическую науку как систему;
организовать знания в определенном порядке таким образом, чтобы они были взаимосвязаны своими составными частями и представляли некоторую целостность.
Выделенные специфические для студентов младших курсов особенности позволяют предположить, что именно этот период является наиболее благоприятным для формирования системного стиля мышления. Одна из задач дисциплины начертательная геометрия состоит в том, чтобы не только дать студентам графическое образование, но содействовать выявлению и развитию имеющихся у них способностей. Одной их важнейших человеческих способностей является способность мыслить пространственными образами. Возникая, как практическая потребность ориентации в пространстве среди объекгов материального мира, пространственное мышление в ходе онтогенеза становится важной составляющей интеллекта человека. Пространственное мышление служит средством познания самых разнообразных предметов и явлений действительности, а также является необходимым условием развития его потенциальных способностей. Сформированное системно-пространственное мышление рассматривается как база развития специальных способностей, является предпосылкой успешного овладения научно-технической, изобразительно-художественной и др. видами деятельностей, связанных с конструкторским мышлением и техническим творчеством» В своих наиболее развитых формах пространственное мышление формируется на графической основе, следовательно, в вузе одной из основных дисциплин,
способствующих развитию системного пространственного мышления, является начертательная геометрия,
С развитием пространственно- образного мышления связан целый комплекс серьезных психолого-педагогических проблем, относящихся к развитию образной составляющей интеллекта и ее роли продуктивной деятельности. Решение таких проблем привлекло внимание целого ряда исследователей педагогов кафедр начертательная геометрия и инженерная графика, получивших элементарные и локальные решения отдельных достаточно простых задач. Представление образной составляющей мыслительной деятельности как проблема развития искусственною интеллекта и как проблема когнитивной психологии оказалась серьезной комплексной проблемой- Она не может рассматривать вне связи с проблемой системного представления знаний как системы способов решения задач, так как решение осуществляется во взаимосвязи знаковой и образной формы представления информации. Конструктивная наглядность геометрии по утверждению академика Раушенбаха, еще не достаточно полно представленная специалистами в области геометрии и графики, играет существенную роль в продуктивном пространственно-образном мышлении. Наглядность, обеспеченная современными средствами компьютерной графики, различаются не только возможностями, но и направлениями в формировании образной составляющей интеллекта.
Проблемам визуализации и наглядности в обучении посвящены работы таких исследователей, как В.Н.Березин, Р.Л.Грегори, Т.Н-Карпова, Е.И.Машбиц, И.Н.Мурина, Л.М. Фридман, Ю.Е. Шаболин, И.С.Якиманская и
Др.
При всей значимости пространственного мышления в различных областях человеческой деятельности его развитие в рамках общеобразовательной школы осуществляется явно недостаточно. Об этом свидетельствуют те трудности в создании образов и оперирование ими,
8 которые испытывают учащиеся средних и высших учебных заведений при решении учебных, производственно- технических, научно-творческих задач (А.В. Гервер, Т.А. Робеко) [146]. При анализе графической подготовки выпускников школ год за годом отмечается слабое развитие пространственного мышления, формальное усвоение ими геометрических знаний (Г.Ф.Горшков, В.К Якунин, КС. Якиманская,).
Широкое внедрение трехмерных методов геометрического моделирования обусловило необходимость формирования интеграционных тенденций развития геометрического образования, что предполагает принципиально новую идеологию. С учетом этого, в процессе обучения начертательной геометрии одной из главных становится задача формирования и развития у студентов системного пространственного мышления. Это способствует эффективному и творческому решению нетривиальных инженерных и научных задач в практической деятельности реального масштаба времени.
Проведенный анализ психолоп>педагогической и специальной литературы позволил выявить следующие противоречия:
между потребностью современного общества в повышении качества подготовки студентов в технических вузах и сложившейся традиционной системой обучения в вузе, не решающей эту задачу;
между потребностью в высоком уровне развития системно-пространственного мышления у студентов вузов и невозможностью достичь достаточного уровня в рамках традиционного школьного образования.
Выявленные противоречия определили проблему исследования: каковым должен быть комплекс педагогических мероприятий, методов и средств, который позволит сформировать и развить системное
пространственное мышление у студентов технических вузов в процессе их графической подготовки?
Цель исследования: разработать, обосновать методы формирования системно-пространственного мышления студентов наукоемких специальностей с позиций проектного подхода к обучению с использованием информационных технологий и проверить эффективность их реализации опытно-экспериментальным путем.
Объект исследования: процесс формирования системно-пространственного мышления студентов.
Предмет исследования: методы формирования системно-пространственного мышления при изучении начертательной геометрии.
Гипотеза исследования: предполагается, что эффективное формирование системно-пространствен ного мышления как основы развития умений и навыков решения сложных графических задач студентами технических вузов в процессе их графической подготовки возможно, если;
-учитываются особенности развития способностей студентов технических вузов к системно-творческому решению сложных графических задач;
-содержание учебного курса графической подготовки студентов структурировано в соответствии с принципами задачности и образности при построении учебной задачи и принципами формирования стратегии решения задач на основе систем но-пространственного мышления;
-программа обучения включает комплекс требований и систему методических положений, учебных заданий и организационно-педагогических мер, учитывающих индивидуальные особенности в проектной деятельности студентов.
В соответствии с целью и гипотезой исследования были поставлены следующие задачи:
изучить современное состояние проблемы в теории и педагогической практике;
выявить и исследовать особенности развития способностей студентов технических вузов к системно-творческому решению сложных графических задач;
разработать теоретические основы для создания эффективного авторского курса графической подготовки студентов, содержащего структурированный учебный материал курса начертательной геометрии в соответствии с принципами задачности и образности при построении учебной задачи;
исследовать возможность оптимизации процесса формирования стратегий решения задач начертательной геометрии на основе системно-пространственного мышления;
5) обосновать, разработать и проверить эффективность
экспериментальной программы формирования системно-пространственного
мышления в процессе обучения как комплекса требований и системы учебно-
методических положений, учебных заданий и организационно-
педагогических мер, учитывающих индивидуальные особенности в
проектной деятельности студентов.
Методологическую основу исследовании составляют, системно-функциональный, лично-ориентированный подходы к проектированию и формированию содержания процесса обучения, деятельностный подход к пониманию и развитию личности.
Теоретическую основу исследования составляют:
-теория профессиональной педагогики и теоретическим основам формирования профессиональной готовности специалиста к деятельности (А.П.Беляева, МТ. Громкова, Л.ІІГурье, АЛДенисова, А.С.Казаринов, В.В. Кондратьев, МИ.Махмутов, Н.Н.Михайлова, Ю.Н. Семин, МЛ, Сибирская, В.А.Сластенин);
-положения философского понимания математического и пространственного мышления (Ж. Адамар, П.П. Блонский, Л.С. Выготский, Ж. Пиаже, ЯЛ. Пономарев, А. Пуанкаре, СЛ.Рубинштейн, Г. П. Щедровицкий, КС. Якиманская и др.);
-теория и методика преподавания геометрии (Ю.К. Бабанский, М.В. Волович, В.А. Гусев, В.А, Далингер, И.Я. Лернер и др.);
-общедидактические принципы и критерии оптимизации учебного процесса (СИАрхангельский, Ю.К.Бабанский, В.П.Беспалько, В.СЛеднев, И.Я.Лернер, В-И.Загвязинский и др,);
-труды о профессиональной ориентации содержания блока дисциплин по инженерной графике и начертательной геометрии (КИ.Акмаев, А. Д. Ботвинников, Г.Ф Горшков, В.А.Козаков, В.И.Якунин и др,;
-работы по формированию пространственного мышления через развитие творческих способностей (А.В. Брушлинский, Ю.А. Виноградов, В А. Гервер, Ю.М. Катханова, Б-М. Теплое), через обучение проектным методом (Дж.К. Джонс, Я, Дитрих, Г.Ф. Горшков, В.В, Гузеев, М.А. Смирнова и др.);
- технологии творческого развития личности (Д. Дьюи, А.Н. Леонтьев, А.М. Матюшкин, МИ, Махмутов, С, Л. Рубинштейн и др.);
-идеи информатизации образования (Б.С.Гершунекий, Г.Ф, Горшков, И.Г.Захарова, МЛЛапчик, И.И. Мархель, П.К.Петров, И,В,Роберт и др,).
Методы исследования:
-теоретические (анализ психолого-педагогической, методической, математической литературы по теме исследования; системно-структурный анализ учебных планов и программ);
-эмпирические (наблюдение, беседа, анкетирование, опрос, тестирование);
-экспериментальные (констатирующий, формирующий и контрольный эксперименты).
Экспериментальная база исследования. Опытно-экспериментальное исследование проводилось на базе кафедры «Технология машиностроения,
машиностроительные станки и инструменты» Сарапульского политехнического института (филиала) Ижевского государственного технического университета с 2001 по 2007 год. На разных его этапах принимали участие 250 студентов первого курса специальностей «Технология машиностроения» и «Экономика и управление на предприятиях машиностроения».
Этапы исследования.
Диссертационное исследование проводилось в три этапа:
На первом этапе проводилась оценка состояния исследуемой проблемы; разрабатывались основные положения, гипотеза, цель и задачи исследования. Были предложены основные подходы к решению задач исследования и проведен констатирующий этап эксперимента (2001- 2004 гг.)
На втором этапе была сформулирована база создаваемого метода формирования системно-пространственного мышления у студентов технических вузов на основе проектной деятельности, принципов задачности и образности, авторской модели центров решения при обучении начертательной геометрии. Осуществлен формирующий этап эксперимента (2004-2007 годы);
На третьем этапе проведен контрольно-обобщающий эксперимент (2004-2007п\)> осуществлен анализ результатов проведенного исследования и подведены итоги.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
1) Выявлены особенности развития графических способностей студентов, главной из которых является система объективных оценок базовой подготовки студентов и уровня развития системно-пространственного мышления;
Предложена совокупность методов, позволившая оптимизировать процесс формирования стратегий решения задач начертательной геометрии, а также преодолеть их затруднения на основе активизации антикризисного системного мышления;
Разработан и научно обоснован учебно-методический комплекс, позволяющий: а) усилить мотивацию студентов; б) повысить качество подготовки; г) способствовать формированию системно-пространственного мышления студентов технических вузов.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
Обоснована возможность синтеза метода проектов и метода компьютерного геометрического моделирования как одного из эффективных подходов формирования системно-пространственного мышления;
Актуализирован педагогический смысл и значение понятия «системно-пространственное мышление» в аспекте формирования стратегии решения задач начертательной геометрии студентами технических вузов;
3) Теоретически обоснована модель системы центров решения задач при
обучении студентов начертательной геометрии.
Практическая значимость исследования:
-предложена методика, реализующая разработанную модель формирования пространственного мышления студентов при изучении курса начертательной геометрии через проектную деятельность;
-разработана система разноуровневых учебных заданий, направленная на формирование и развитие пространственного мышления студентов;
-создан авторский курс начертательной геометрии на основе применения метода проектов, принципа задачности и образности и принципа структурирования материала.
Результаты исследования используются в учебном процессе при подготовке специалистов, что представлено актами внедрения в Московском государственном институте радиотехники, электроники и автоматики
(техническом университете), Воронежской государственной технологической академии и Воронежском государственном техническом университете.
Достоверность и обоснованность полученных результатов
обеспечивается исходными методологическими и теоретическими положениями; адекватностью выбранных методов поставленным задачам исследования; подтверждением гипотезы исследования его результатами; обработкой экспериментальных данных работы с помощью методов математической статистики, репрезентативностью выборки.
На защиту выносятся следующие положения:
1 .Основной особенностью развития графических способностей студентов является система объективных оценок базовой подготовки студентов и уровня развития системно-пространственного мышления через включение их в учебно-исследовательскую работу в разных формах. Структура и содержание курса начертательной геометрии в техническом вузе основывается на вышеуказанной системе объективных оценок базовой подготовки студентов, что в значительной степени определяет уровень развития системного пространственного мышления.
2.Сформированные у студентов стратегии решения задач начертательной геометрии на основе развитого системно- пространственного мышления позволяют преодолеть затруднения в процессе решения, что возможно при активации антикризисного системного мышления с помощью методов матричного управления и управления по проектам.
3. Использование метода проектов, реализованного в авторском курсе начертательной геометрии в виде учебно-методического комплекса, позволяет эффективно формировать системно-пространственное мышление студентов и, тем самым, повысить качество обучения начертательной геометрии, что выражается в;
-усилении мотивации студентов к знаниям по начертательной геометрии;
\5
-улучшении качества знаний по предмету;
-формировании системного образа мышления;
-приобретении инженерно-геометрических знаний, на базе которых будущий бакалавр или дипломированный специалист сможет успешно изучать конструкторско-технологические и специальные инженерные дисциплины (сопротивление материалов, теорию машин и механизмов, детали машин и другие);
-получении новых знаний в области компьютерной графики и геометрического моделирования.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях; Y, YI, YII, Y11I и IX международных научно-практических конференциях «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики» (Москва, 2002г., 2003г., 2004гм 2005г. и 2006г,), 4-ой международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, 2003г.), Н-ой межотраслевой научно-практической конференции «Проблемы и пути решения задач подготовки инженерных кадров для военно-промышленного комплекса Российской Федерации» (Санкт-Петербург, 2006г.).
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и ]0 приложений, материалы диссертации сопровождаются 7 таблицами, 39 рисунками, библиографический список содержит 197 источников.
Психологические особенности связи поиска решения задач с типом мышления
Бурное развитие антропогенных систем обостряет опасность несовершенства принимаемых решений и действий, а оно - результат несовершенного мышления, ведь, по Г.Хакену, "параметрами порядка в конечном счете являются мысли" [72, С. 104]. Ныне мир динамичен. Интенсивные энергоинформационные потоки "размывают" человека, обостряя требования к его методологической культуре. Доктрины образования называют в качестве ведущих факторов развития образования его содержание, базирующееся на смыслообразующих, гуманистических и творческих компонентах жизни и высокие образовательные технологии. Из образования уходит технократизм, полнее осознаются слова Д.СЛихачева, что "XXI век должен стать веком гуманитарного мышления или его не будет совсем"
В наибольшей мере претензии социо-культурных, социо-технико-экономических систем сказываются на профессиональном образовании -ближайшем к трудовой практике. Оно стало непрерывным и демократизирующийся мир предъявляет к нему требования учета личностных особенностей обучающихся, компактности и высокой эффективности процессов обучения, подготовленных для "входа" в них людей с любым образовательным уровнем и обеспечивающих их на "выходе11 целостными модулями продуктивных знаний, дающими возможность адаптации в профессиональной среде в современных условиях, характеризующихся возрастающими требованиями к специалистам, к системности их знаний и креативности их мышления, а также жесткой конкуренцией на рынке труда.
Хотя в образовании ныне активно идут инновационные процессы, в нем доминирует репродуктивная составляющая, а методы творчества даются на уровне ознакомления. Часто эффективные методики творчества постигаются не в государственных учебных заведениях, а общественных школах и народных университетах. И хотя законы РФ "Об образовании" (стЛ4, п.2), "О высшем и послевузовском профессиональном образовании" (ст.20, п.5.1, 5.4) предполагают в содержании образования уровень общей и профессиональной культуры адекватный мировому, требуют высокой эффективности процессов образования и развития у обучающихся самостоятельности и творческих способностей, в федеральных компонентах образовательных стандартов нет дисциплин, предусматривающих обязательное изучение методов творчества. Это не случайно. Проблема увеличения доли творчества и его интенсификации в образовании требует для разрешения системного учета многих факторов (со стороны системы образования и жизни в целом), спектров личностных особенностей людей и ряда организационных моментов. Она может быть решена только технологически, в т.ч. путем поддержки интенсивных процедур компьютерными программными продуктами. Проблема "демократизации творчества 1 объемна. Ею занимаются множество наук, создавая часто низкоинструментальные, трудно адаптируемые с педагогических позиций методики, требующие для освоения значительного времени. А динамика жизни требует массового освоения обучающимися с разным стартовым уровнем образования эффективных методов творчества в короткие сроки (часто без отрыва от производства), причем без перегрузки (по Р.Декарту, "с наименьшей тратой умственных сил") Это требует внимания ко всем аспектам интенсификации, но, в первую очередь, к ее теоретико-технологическому базису.
Наиболее весомым среди исследований по теории творчества в плане технологизации является вклад школы научно-технического и изобретательского творчества. Неслучайно АЗйнштейн отметил, что "гений XX века состоял в инженерии" Именно в последней, остро ощутившей в ходе НТР, что "промедление в создании нового смерти подобно1 , прошел жесткий отбор интенсивных методов, именно поэтому инженерно-изобретательские методики стремительно распространяются на различные сферы, в т.ч. образование, подтверждая свою эффективность.
Кроме того, следует отметить, что появление глобального информационного сообщества в скором времени приведёт, по-видимому, к рождению глобальной образовательной обшности людей. Доступность любых информационных ресурсов позволяет человеку оперировать большими массивами разнообразных сведений, среди которых имеются внутренне противоречивые, недостоверные, несовместимые друг с другом, отражающие частные мнения или откровенно лживые. Жизнь и образование в открытом информационном обществе необходимо требуют развития у человека устойчивости к информационному валу, умения отделить ценное и важное, полезное и нужное от белого шума. Важнейшим качеством, характеризующим такую устойчивость, является критическое мышление,
"Критическое мышление, наряду с мобильностью знания и гибкостью метода, служит составным элементом компетентности специалиста. Критичность предполагает умение действовать в условиях выбора и принятия альтернативных решений, умение опровергать заведомо ложные решения, наконец, умение просто сомневаться" [178, С. 18-19]. С развитием у человека навыков критического мышления связывается его адаптируемость к условиям жизни в свободном демократическом обществе, поскольку со свободой обычно ассоциируется необходимость постоянно делать выбор и принимать ответственные решения. "Критическое мышление можно определить как такое мышление, которое помогает нам принять обдуманное, осмысленное решение о том, чему верить, что делать. К компонентам критического мышления можно отнести любознательность, скептицизм, рефлексию, рационализм" [145, С.137]. Применительно к российской культурной традиции эту дефиницию можно считать достаточно полной и ёмкой.
Интеллектуальное моделирование решения задач начертательной геометрии студентами и формирование у студентов способов преобразования задачи как основы ее решения
Исследования показывают, что уже в возрасте 30-45 лет творческий стиль мышления у инженеров и научных работников вырабатывается с большим трудом. Очевидно, что эффективность обучения и применения творческих подходов к решению задач резко повысилась бы, если бы основные положения теории осваивались еще в школе и, уже на профессиональном уровне, в высших учебных заведениях- Разумеется, речь идет не о том, чтобы превратить учащихся в профессиональных изобретателей- Цели иные. Первая цель: развить (в наиболее благоприятном для этого возрасте) вкус к творчеству (не только техническому; обучение можно вести на задачах и упражнениях, относящихся к самым различным областям знания), открыть мир творчества, «заразить творческим азартом» [5], выработать элементы культуры творческого мышления. Вторая цель: использовать творческое мышление как стимулятор интереса к основным учебным предметам. В этой связи следует отметить, что, например, теория решения изобретательских задач (ТРИЗ), ее освоение и применение - это не раз наблюдалось в экспериментах - вызывают устойчивую тягу к физике, химии, математике [6], [7].
В научно-технических кругах ТРИЗ, подробно описанная Г.С. Альтшуллером [6], достаточно известна. Но, к сожалению, большинство преподавателей вузов практически ничего не знает о новой теории технического творчества.
ТРИЗ превращает производство новых технических идей в точную науку; технология решения изобретательских задач строится на системе планомерных операций.
Главными факторами новой технологии являются знание законов развития систем, использование рационально организованной информации (информационный фонд системы стандартов, задач-аналогов и др.), управление мышлением в процессе решения задачи (гашение психологической инерции, форсирование воображения, четкое выполнение определенной последовательности умственных действий),
В некотором смысле ТРИЗ можно считать обобщением сильных сторон творческого опыта нескольких поколений изобретателей, отбираются и исследуются сильные решения, критически изучаются слабые решения и ошибки изобретателей.
Для решения особо сложных нестандартных задач в ТРИЗ используется алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ). Это комплексная программа алгоритмического типа, разбивающая процесс решения на несколько десятков последовательно выполняемых операций, направленных на преобразование и упрощение задачи. Текст АРИЗ снабжен четкими правилами и пояснениями, облегчающими преобразование задачи, АРИЗ позволяет перейти от иногда расплывчатой и туманной исходной ситуации к задаче и к схематической модели задачи, выделить оперативную ЗОНУ, изменение которой необходимо и достаточно для устранения конфликта. По определенным правилам формулируют идеальный конечный результат (ИКР) для преобразования оперативной зоны, исследуют конфликт (техническое противоречие), Такой анализ (при необходимости он проводится повторно - с углублением) позволяет найти причины возникновения противоречия и устранить их, используя информационный Фонд.
АРИЗ - программа для работы человека, не машины. Поэтому АРИЗ включает аппарат дня организации мышления в процессе решения задачи. Таким аппаратом служит, прежде всего, сама программа с ее диалектической логикой и необычной структурой, задающей своеобразный режим мышления - планомерный и в то же время нетривиальный. В программу включены и специальные операторы, позволяющие гасить психологическую инерцию и при необходимости форсировать воображение.
Данная теория, безусловно, заслуживает внимания и, на наш взгляд, при изучении начертательной геометрии может быть успешно применена в синтезе с некоторыми положениями теории принятия решений и прикладным направлением современной теории менеджмента, исследующим вопросы психологии и мотивации, о котором в дальнейшем мы будем говорить как о теории мотивации,
В соответствии с вышеперечисленными теориями решение - это выбор наиболее приемлемой альтернативы из возможного многообразия вариантов.
При решении задач курса начертательной геометрии наиболее распространенным типом решений являются решения, основанные на суждениях - т.е. выбор, основанный на знаниях или в соответствии с накопленным опытом.
Вместе с тем, следует упомянуть и о применении рационального решения - т.е. решения, которое основывается на базе аналитического процесса, и часто не зависит от предшествующего опыта.
Констатирующий этап эксперимента
Практические занятия в экспериментальной группе были построены также, но задачи решались с обязательным использованием графического редактора, что приводит к существенному приросту качества выполнения графических заданий и повышению уровня предметных знаний и умений, В экспериментальной группе студенты были разделены на группы по три человека. При формировании рабочих групп учитывалась подготовка и психологическая совместимость студентов. Для каждой группы на практических занятиях выдавалось индивидуальное задание, объем и сложность которого зависели от ее состава.
При возникновении «критических» ситуаций, связанных с невыполнением одним из членов группы своих обязанностей или нарушением срока выполнения его части проекта (расчетно-графические работы), студентам рекомендовали самим разобраться с возникшей ситуацией. Если нерадивого исполнителя исключали из одной группы, ему предлагалось задание в другой группе (уровнем сложности ниже).
Работа над проектом проходит следующие стадии:
I .Подготовка. Группа получает от преподавателя задание. Студенты обсуждают его с преподавателем и получают при необходимости дополнительную информацию.
2,Планирование, Оно включает в себя ряд этапов:
определение источников информации (лекции, учебники, пособия и т.д.);
определение способа сбора и анализа материала;
установление процедур и критериев результата и процесса;
распределение обязанностей между членами команды.
Студентам экспериментальной группы предлагалось пользоваться методикой «Лист контроля» (табл. 3.1), которая позволяет отслеживать состояние подготовки каждого планового задания и вовремя вмешиваться в ситуацию, если в этом есть необходимость.
Заполнение такого листа контроля помогает четко контролировать выполнение заданий студентам и вовремя вносить необходимые коррективы.
Исследование. Это стадия сбора материала, решение промежуточных задач. Ее можно разбить на две части. Сначала идет теоретическая работа -необходимый момент для обоснования практической части занятия: информацию может сообщить преподаватель, но чаще всего ее самостоятельно находит студент. После обсуждения студенты выполняют исследование (ищут решения задач)- Преподаватель наблюдает за деятельностью группы, косвенно руководит ими.
Результаты и выводы. После каждого сданного задания студентам экспериментальной группы предлагается проводить анализ результатов работы для объективной оценки достигнутого. Необходимо подвергать анализу выполнение задания каждым членом группы и общий результат работы. Оформляются результаты проведенных исследований.
Представление результатов. Формы представления результатов могут быть разными: решение в тетрадях, в рабочих тетрадях, в альбоме графических работ, представление модели в компьютерном варианте.
Оценка результата и процесса. Студенты принимают участие в оценке проекта: они обсуждают решение заданий и дают самооценку. Преподаватель помогает оценить деятельность студентов группы, правильность решения, качество выполнения, неиспользованные возможности, выбранные способы решения.
Дня того, чтобы возникшие проблемы были разделены между всеми студентами учебной группы, учебная деятельность должна быть коллективной, В совместной учебной работе изменяется характер взаимоотношений как между студентами, так и между студентами и преподавателем: студенты меньше нуждаются в помощи преподавателя, чем в условиях фронтальной работы (контрольная группа). Начав действовать сообща, студенты в дальнейшем сами регулируют взаимоотношения, обсуждают решение задачи, ищут правильный вариант решения. При этом студенты осваивают те стороны учебной деятельности, которые обычно берет на себя преподаватель: планирование, выбор хода решения, контроль, учет работы и т.д.
Одна из важных особенностей совместной работы студентов в группе -их ориентация на партнера, учет в собственных действиях позиции других участников, децентрализованный характер совместных действий, а также полное равноправие всех ее участников. Студент в данном случае становится субъектом, т.е. инициатором собственной активной познавательной деятельности. Из ретранслятора знаний преподаватель превращается в организатора учебной деятельности студента, помощника, координатора и советчика. Преподаватель передает студенту свои функции управления учением, обеспечивая переход от внешнего к внутреннему контролю.
Похожие диссертации на Формирование системно-пространственного мышления студентов технических вузов
