Введение к работе
Актуальность темы. Курсовое проектирование в инженерном образовании наиболее адекватно моделирует практическую деятельность будущего инженера, ибо включает практически все этапы работы по созданию технической документации. Однако число курсовых проектов, выполняемых курсантами и студентами вузов МЧС России, ограничено не только допустимым количеством работ, выполняемых на одном курсе, но и сложившейся практикой, при которой процесс курсового проектирования планируется уже после изучения соответствующей учебной дисциплины. Поэтому, как правило, курсанты и студенты вузов МЧС России выполняют свои первые курсовые проекты, начиная с пятого, а иногда и с шестого семестра. Кроме того, в процессе курсового проектирования могут возникнуть организационные проблемы в использовании лабораторной базы соответствующей дисциплины, усложняется процесс организации оперативных консультаций курсантов и студентов по проблемам, возникающим в ходе курсового проектирования.
Для успешного решения накопившихся проблем, связанных с организацией курсового проектирования в вузах МЧС России необходимо решить следующие проблемы:
– разработать принципы формулирования заданий на курсовое проектирование, которые было бы возможно выдавать уже на начальном этапе изучения данной дисциплины и тем самым перенести начало процесса курсового проектирования на 3-4 семестры;
– увязать тематику выполняемых лабораторных экспериментов с процессом курсового проектирования, тем самым стимулировать более ответственную работу курсантов и студентов в учебной лаборатории;
– разработать процедуру поэтапной защиты результатов курсового проектирования, которая позволит повысить ритмичность работы курсантов и студентов над курсовыми проектами.
Значительная педагогическая значимость поставленной проблемы, ее недостаточная теоретическая разработанность в психолого-педагогической литературе, потребность вузов МЧС России в практических рекомендациях по использованию современных технологий организации учебного процесса обусловили выбор темы исследования, определили цель, объект и предмет исследования.
Цель исследования – разработка современных педагогических технологий организации курсового проектирования, позволяющих повысить качество практической подготовки будущих сотрудников ГПС.
Объект исследования – процесс обучения специалистов в высших учебных заведениях МЧС России.
Предмет исследования – нахождение условий и поиск путей повышения эффективности процесса обучения курсантов и студентов в вузах МЧС России на основе постановки комплексных расчетно-экспериментальных заданий на курсовое проектирование.
В процессе исследования была выдвинута рабочая гипотеза: эффективность курсового проектирования в вузах МЧС России повысится, если:
– задание на курсовое проектирование выдавать в начале процесса изучения данной дисциплины, при этом некоторые численные значения должны быть получены в ходе выполнения лабораторных экспериментов;
– процесс курсового проектирования распределить на легко контролируемые этапы в течение всего периода изучения данной дисциплины, причем защита курсовых проектов и курсовых работ должна также производиться поэтапно.
Цель исследования и сформулированная рабочая гипотеза обусловили следующие задачи:
-
Проанализировать возможности уже существующего отечественного и зарубежного опыта использования современных педагогических технологий в учебном процессе вузов МЧС России при очной форме обучения на этапе курсового проектирования.
-
Сформулировать и обосновать психолого-дидактические требования к тематике комплексных расчетно-экспериментальных заданий на курсовое проектирование с учетом возможностей лабораторной базы и существующего программного обеспечения проведения виртуальных экспериментов.
-
Сформировать необходимые комплекты методической документации и соответствующего программно-компьютерного сопровождения учебного процесса Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России при внедрении новых технологий организации курсового проектирования по дисциплине «Основы теплотехники».
-
Подтвердить экспериментально эффективность использования комплексных расчетно-экспериментальных заданий на курсовое проектирование в учебном процессе Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России.
-
Дать оценку возможности распространения разработанных технологий, применяющихся при курсовом проектировании применительно к специфике учебного процесса со слушателями и студентами заочной и дистанционной форм обучения.
Методологической основой исследования явились:
– философские, психологические и педагогические концепции познавательной деятельности обучаемых при самостоятельной работе над учебным материалом (В.П. Беспалько, А.Е. Болотин, В.П. Давыдов, Т.А. Ильина, Н.В. Кузьмина, Н.Ф. Талызина, В.А. Якунин и др.);
– дидактические и психологические закономерности в учебном процессе (Ю.Г. Баскин, Н.Г. Винокурова, П.Я. Гальперин, А.А. Грешных, О.Ю. Ефремов, Ю.Н. Кулюткин, С.В. Литвиненко, Я.А. Пономарев, В.Н. Пушкин, Л.С. Узун, В.А. Щеголев и др.);
– применение законов кибернетики как наиболее общей теории управления учебным процессом (В.С. Артамонов, А.И. Берг, Н. Винер, В.Д. Никандров, У.К. Ричмонд, И. Столуров и др.).
– системный подход в изучении педагогических явлений (И.В. Блауберг, Д.М. Гвишиани, Ю.А. Конаржевский, К.К. Платонов, В.Ю. Рыбников, В.Я. Слепов, Н.Ф. Феденко, А. Файоль, Ф. Тейлор и др).
В процессе исследования использовались следующие методы:
В процессе исследования использовались:
-
Методы теоретического анализа: сравнительно-сопоставительный, ретроспективный.
-
Эмпирические методы: анкетирование, тестирование, наблюдение, самооценка, обобщение независимых характеристик, изучение и обобщение педагогического опыта, моделирование, констатирующий и формирующий эксперименты.
-
Технические методы: запись на магнитные носители параметров обращений к опциям виртуальной теплотехнической лаборатории.
4. Математические и статистические методы обработки экспериментальных данных: статистический пакет программ Microsoft Excel ХР для Windows XP, t-критерий Cтъюдента.
Логика исследования:
Исследование проводилось в три взаимосвязанных этапа в период с 2009 по 2010 годы.
На первом этапе (2009-2010 гг.) проводилось изучение педагогической, психологической, методической и технической литературы по исследуемой проблеме, производилось теоретическое обоснование темы и определение задачи проводимого исследования, сформулирована рабочая гипотеза исследования.
На втором этапе (2010-2011 гг.) в теоретическом плане было проведено уточнение гипотезы исследования, структуирование связей между компонентами предлагаемого программного продукта и методическим обеспечением. Практический аспект исследования состоял в разработке программы и проведении констатирующего и формирующего экспериментов, была проведена программная реализация бета-версии виртуальной теплотехнической лаборатории.
На третьем этапе (2011-2012 гг.) в теоретическом плане произведено уточнение и доработка предлагаемых условий эффективного использования комплексных расчетно-экспериментальных заданий на курсовое проектирование. В практическом плане – проведение контрольного измерения эффективности использования виртуальной теплотехнической лаборатории для получения исходных данных на курсовое проектирование, а так же программная реализация уточненных версий программного продукта.
На заключительном этапе был проведен теоретический анализ результатов исследования и оформление диссертационной работы.
На защиту выносится:
– способ увеличения числа выполняемых курсантами и студентами курсовых проектов в ходе обучения за счет выдачи задания на курсовое проектирование уже на начальном этапе изучения данной дисциплины и тем самым перенесения начала процесса курсового проектирования на 3-4 семестры;
– авторская совокупность принципов формирования задания на курсовое проектирование, которая предполагает, что часть начальных данных задания курсанты и студенты должны получить самостоятельно в ходе выполнения лабораторных экспериментов, а так же предусматривающая поэтапное выполнение этого задания по мере освоения нового учебного материала данной учебной дисциплины;
– процедура поэтапной защиты результатов курсового проектирования по мере выполнения задания, при которой производится оценка качества выполнения каждого этапа и которая предполагает учет соблюдения графика работы над курсовым проектом, а итоговая оценка курсового проекта носит накопительный характер.
Научная новизна исследования состоит в том, что:
-
Разработана структура задания на курсовое проектирование, предусматривающая получение части начальных данных при выполнении курсантами и студентами лабораторных экспериментов.
-
Определена процедура поэтапной защиты курсовых проектов применительно к задачам обеспечения эффективной и ритмичной самостоятельной работы курсантов и студентов очной формы обучения.
-
Доказана гипотеза о том, что: "эффективность курсового проектирования в вузах МЧС России повысится, если: задание на курсовое проектирование выдавать в начале процесса изучения данной дисциплины, при этом некоторые численные значения должны быть получены в ходе выполнения лабораторных экспериментов; процесс курсового проектирования распределить на легко контролируемые этапы в течение всего периода изучения данной дисциплины, причем защита курсовых проектов и курсовых работ должна также производиться поэтапно".
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что сформулирована совокупность принципов формирования тематики курсового проектирования применительно к учебному процессу в вузах МЧС России.
Практическая значимость исследования состоит в том, что:
-
На основании сформулированных в ходе диссертационного исследования психолого-дидактических требований разработан комплект учебно-методических материалов для самостоятельной работы курсантов и студентов над курсовым проектом по дисциплине «Основы теплотехники».
-
В педагогическую практику Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России внедрена виртуальная теплофизическая лаборатория, поддерживающая получение начальных условий задания на курсовое проектирование по дисциплине «Основы теплотехники».
-
Методические и программные разработки, полученные при создании виртуальной теплотехнической лаборатории были использованы при создании технических заданий на виртуальные лаборатории для других учебных предметов вуза: «Электроника и пожарная автоматика», «Электротехника и электроника».
Достоверность научных положений, полученных результатов и обоснованность рекомендаций обеспечивалась исходными методологическими положениями; реализацией комплексной методики исследования; длительным характером экспериментальной работе на четко локализованной базе; использованием взаимопроверяющих независимых диагностических средств; применением методов математической статистики и возможностей современного информационного инструментария при сборе и обработке данных, полученных в ходе эксперимента; согласованностью прогнозов, сформулированных в ходе исследования и достижений педагогического опыта высших учебных заведений, а так же личным опытом преподавания.
Отличие результатов диссертационной работы от результатов, полученных другими авторами, заключается в том, что соискателем:
– найден способ увеличения числа выполняемых курсантами и студентами курсовых проектов в ходе обучения за счет выдачи задания на курсовое проектирование уже на начальном этапе изучения данной дисциплины;
– сформулирована авторская совокупность принципов формирования задания на курсовое проектирование, которая предполагает, что часть начальных данных задания курсанты и студенты должны получить самостоятельно в ходе выполнения лабораторных экспериментов;
– сформирована процедура поэтапной защиты результатов курсового проектирования по мере выполнения задания, при которой производится оценка качества выполнения каждого этапа.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на II Международной научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы», (СПб. СПбУ ГПС МЧС России, 2009 г.).
Внедрение результатов исследования осуществлялось непосредственно в ходе формирующего эксперимента в Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России. Разработанный автором программный продукт был рекомендован к использованию в учебном процессе кафедры физики и теплотехники с курсантами и студентами очной формы обучения.
Публикации. Основные положения опубликованы в 5 печатных работах, в том числе одна - в издании, рекомендованных ВАК России.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 155 страницах текста, содержит 4 рисунка, 14 таблиц и три диаграммы. В списке используемых литературных источников имеется 158 наименований.
