Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы педагогического проектиро вания инновационных средств обучения 14
1.1. Методологический аспект разработки системы проектирования средств профессионального обучения 14
1.2. Психолого-педагогические предпосылки проектирования инновационных средств обучения в процессе преподавания прикладной механики 36
1.3. Дидактические основы использования информационных систем в процессе проектирования средств обучения
51 Выводы по первой главе 66
Глава 2. Разработка и реализация системы проектирования и использования инновационных средств обучения 67
2.1. Патентная информация как средство подготовки к инновационной деятельности студентов 67
2.2. Маркетинговые исследования в области образования на основе патентной информации 81
2.3. Методика использования Интернет-технологии при решении творческих задач 93
2.4. Проектирование и решение учебных творческих задач на базе изобретений 102
2.5. Педагогический эксперимент и методика его проведения 112
Выводы по второй главе 131
Заключение 134
Список литературы 138
Приложения 153
- Методологический аспект разработки системы проектирования средств профессионального обучения
- Патентная информация как средство подготовки к инновационной деятельности студентов
- Маркетинговые исследования в области образования на основе патентной информации
Введение к работе
Разразившийся в последнее десятилетие социально-экономический кризис в стране поставил перед системой образования России целый ряд проблем.
В статье "Образование для новой России" [107, с.7] министр образования РФ В. Филиппов отмечает, что особенно остро стоит вопрос подготовки современных кадров педагогов для высшей школы страны, способных обеспечивать разработку и реализацию новых педагогических технологий на базе все расширяющихся информационных и телекоммуникационных возможностей.
В этой связи возникает необходимость внесения корректив в профессиональную подготовку студентов. Особенно актуальны эти вопросы при подготовке выпускников педагогических вузов, которые по своей профессии должны обеспечивать образовательный процесс на современном уровне.
Согласно закону РФ об образовании [45, с. 13] содержание образования является одним из факторов экономического и социального прогресса общества и ориентировано на самоопределение личности, создание условий для самореализации, оно должно по возможности полнее удовлетворять познавательные потребности личности.
Система непрерывного профессионального образования находится на этапе значительного пересмотра содержания и технологий в сторону
развивающего обучения, специальной подготовки педагогических кадров к
инновационной деятельности.
Характерные для высшей школы инновационные процессы возможны только при перестройке ориентиров личности. Получающий в последнее время все большее развитие личностно-индивидуальный подход к обучению призван позволить каждому студенту всесторонне развивать свои способности на пути к творческой самореализации.
Различные аспекты проблемы формирования у учителя научно-педагогического мышления рассмотрены многими исследователями: вопросы формирования содержания непрерывного профессионального образования изложены в работах Ю.К. Бабанского [13, 80], Н.Ф. Талызиной [99, 100], Ю.А. Кустова [60]; аспекты проектировочной деятельности инженеров отражены в работах П.И. Орлова [78], Дж.К.Джонса [35], Е.И. Хомякова [111], Д.Н. Решетова [61], (в том числе инженера-педагога - в работах B.C. Безруковой [14].). Созданию системы непрерывного формирования творческого инженерного мышления посвящены работы авторов Г.С. Альтшуллера [3, 4, 5, 6], М.М. Зиновкиной [46, 47]. Вопросы обучения будущих учителей технологии раскрываются в работах Н.А. Шайденко [118, 119]. Способность к проектировочной деятельности педагога оказывает значительное влияние на эффективность проведения учебных занятий, и эта связь исследуется в трудах И.Я. Лернера [62], В.В. Краевского [58], М.Н.
Скаткина [36, 95], В.П. Беспалько [16, 17], И.П. Подласого [83, 84], В.Д. Симоненко [96, 97].
Вопросы разработки научно-педагогических основ проектирования средств и методов интеллектуальной собственности раскрываются в трудах З.Ф. Мазура [66,67, 68, 69].
Проблема технологической подготовки учащихся исследуется в работах П.Р. Атутова [12, 37, 38, 51], В.А. Полякова [37, 38, 51], П.Н. Андрианова [8, 9, 10, 37, 38, 51], И.А. Сасовой [51], которые подчеркивают, что технологическая направленность учебного процесса в школе, требующая соответствующей подготовки специалистов, приобретает социальную значимость, а, следовательно, учитель, который будет осуществлять технологическую подготовку учащихся, должен быть специально подготовлен к инновационной деятельности.
Возникло противоречие между потребностью учебных заведений в творчески активных, всесторонне подготовленных к инновационной деятельности выпускниках педагогических вузов и реальной педагогической теорией и практикой, характеризующейся недостаточной разработанностью и необходимостью непрерывного совершенствования инновационных средств обучения будущих учителей и методик их проектирования.
Это позволило сформулировать тему исследования: "Методическая система проектирования и использования инновационных средств обучения в профессиональной подготовке студентов педвузов".
Объектом исследования является процесс проектирования и
использования инновационных средств обучения в системе
профессионального образования.
Предмет исследования - методика проектирования и использования
инновационных средств обучения студентов педагогических вузов в
процессе преподавания общетехнических дисциплин.
Цель исследования состоит в повышении эффективности
технологической подготовки студентов педвузов в системе
профессионального образования за счет включения студентов в
инновационную деятельность.
В основу исследования положена гипотеза, состоящая в
предположении того, что эффективность технологической подготовки
студентов педвузов можно повысить, если будет создана методическая
система проектирования средств обучения, основанная на взаимосвязи
информационных технологий и патентной информации для создания
студентами собственных творческих лабораторий, состоящая из двух
взаимосвязанных частей:
инвариантной, включающей базу данных по способам обучения,
разработанную на основе изобретений и полезных моделей, содержание
и структура которой может быть использована студентами педвузов в
дальнейшей профессиональной деятельности;
вариативной, определяемой направленностью содержания
профессионального обучения, уровнем и приоритетными
направлениями развития техники, состоящей из двух методик: решения
и проектирования учебных творческих задач по прикладной механике,
включающей использование патентной информации и информационных
технологий в процессе преподавания общетехнических дисциплин.
В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой
необходимо было решить следующие задачи:
проанализировать состояние проблемы методического обеспечения
курсов общетехнических дисциплин с точки зрения подготовки студентов I педагогических вузов к инновационной деятельности;
if ;,J - выявить, обобщить и дополнить концептуальные положения методической системы проектирования и использования инновационных средств обучения;
выявить в патентном фонде инновационные способы обучения как объекты интеллектуальной собственности и на их основе разработать содержание и структуру информационной базы данных;
разработать методику обучения студентов творческому решению технических задач и методику проектирования творческих задач по прикладной механике с использованием информационных технологий и патентной информации;
провести опытно-экспериментальную проверку эффективности
использования спроектированных методик и средств обучения студентов
педвузов.
Методологической основой исследования являются: труды в области системного подхода к анализу педагогических явлений (В.П. Беспалько, СИ. Архангельский и др.); методологические аспекты технологического образования (П.Р. Атутов, В.А. Поляков, П.Н. Андрианов, И.А. Сасова, Н.А. Шайденко); основные положения теории поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин); концепции педагогического проектирования (B.C. Безрукова, В.В. Краевский и др.); теоретические основы проблемно-развивающего обучения (П.Р. Атутов, ИЛ. Лернер, М.Н. Скаткин и др.), научно педагогические основы проектирования средств и методов интеллектуальной собственности (З.Ф. Мазур). В работе также использовались теория, методология и практика информатизации образования (И.В. Роберт, В. Д. Симоненко) и методика обучения проектированию и конструированию (П.И. Орлов, Дж.К. Джонс).
Основные методы исследования: анализ педагогической, психологической и методической литературы по проблеме исследования, диссертационных исследований; наблюдение за учебным процессом, тестирование; педагогический эксперимент; методы математической статистики для обработки результатов исследования.
Экспериментальной базой исследования являлись инженерно-педагогический факультет Тольяттинского филиала Самарского государственного педагогического университета и Тольяттинский технический колледж.
Этапы исследования:
Первый этап (1996-1997 гг.) состоял в проведении анализа научно-методической литературы по проблеме диссертационной работы, что позволило сформулировать гипотезу и определить цель, задачи, объект, предмет и методы исследования.
Второй этап (1997-1999 гг.) содержал работу по проектированию системы инновационных методов и средств, подготовке учебных групп для проведения эксперимента; проведены констатирующий и первый этап формирующего эксперимента.
Третий этап (1999-2001 гг.) заключался в проведении заключительного этапа формирующего эксперимента, обработке результатов экспериментальной работы, внедрении полученных результатов в практику, оформлении результатов исследования.
Научная новизна исследования заключается в том, что: • произведено теоретическое обобщение концептуальных положений методической системы проектирования и использования средств обучения, основанной на взаимосвязи патентной информации и
информационных технологий для создания собственных педагогических лабораторий студентами педвузов;
• определено содержание и структура информационной базы данных инновационных средств обучения, защищенные свидетельством официальной регистрации базы данных, необходимой будущему учителю при разработке новых средств обучения;
• разработаны методики решения технических задач и проектирования творческих задач по прикладной механике с использованием взаимосвязи информационных систем и патентной информации при обучении студентов, позволяющие повысить эффективность их технологической подготовки.
Теоретическая значимость заключается в обосновании педагогической целесообразности взаимосвязи использования информационных технологий и патентной информации для повышения эффективности технологической подготовки студентов педагогических вузов в процессе преподавания общетехнических дисциплин.
Практическая значимость исследования:
создана база данных по способам обучения и по разделам дисциплины "Прикладная механика";
разработаны методические рекомендации по обучению студентов творческому решению технических задач с использованием информационных технологий;
разработаны методические рекомендации по обучению студентов
проектированию творческих задач по прикладной механике на базе
изобретений и полезных моделей, представленных на сервере ФИПС в сети
Интернет;
разработан сборник творческих задач по дисциплинам
технологического цикла, изучаемым студентами педвузов со второго по
пятый курс.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены методологической обоснованностью теоретических предпосылок, адекватностью методов, применяемых в исследовании, его задачам и предмету, количественным и качественным анализом экспериментальных данных, использованием полученных результатов исследования в педагогической практике.
На защиту выносятся: обоснование педагогической целесообразности взаимосвязи совокупности элементов методической системы проектирования и использования инновационных средств обучения студентов педвузов при изучении прикладной механики;
содержание и структура информационной базы данных по способам обучения, разработанной на основе изобретений и полезных моделей, и классификация входящих в нее рефератов по направлениям профессиональной подготовки студентов педвузов;
методики использования информационных технологий при обучении
студентов творческому решению технических задач и проектированию творческих задач на базе изобретений и полезных моделей в процессе преподавания прикладной механики.
Апробация и внедрение результатов исследования. Материалы исследования обсуждались и были одобрены на ежегодных научно-методических конференциях преподавателей и студентов Тольяттинского филиала Самарского Государственного педагогического университета, Третьей Научно-методической конференции преподавателей и студентов Тольяттинского социально-экономического колледжа (1996 г.); Седьмой региональной научно-технической конференции, посвященной 70-летию Приазовского Государственного технического университета (г. Мариуполь в 2000 г.); на заседаниях кафедры "Общетехнических дисциплин" Тольяттинского филиала Самарского Государственного педагогического университета, на межвузовской научно-практической конференции Поволжского технологического института сервиса (2001 г.).
Результаты исследования внедрены в практику работы кафедры "Общетехнических дисциплин" Тольяттинского филиала Самарского Государственного педагогического университета, профессионального лицея №36 Волжского автомобильного завода.
Структура диссертации: объем диссертации составляет страниц машинописного текста 152, таблиц , схем и приложений . Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, насчитывающего 126 наименований.
Методологический аспект разработки системы проектирования средств профессионального обучения
Для раскрытия методологического аспекта разработки системы проектирования средств обучения рассмотрим ряд основных понятий, используемых в исследовании.
Педагогическая система определяется как объединение взаимосвязанных структурных и функциональных компонентов, которое остается устойчивым при изменениях и подчиненное целям воспитания и образования [83]. Именно педагогическая система является предметом педагогической науки. Исследование развития и становления педагогических систем будет обуславливать дальнейшее развитие педагогической науки.
Педагогической системе присущи следующие основные признаки: целостность, взаимосвязанность элементов, связь со средой.
Целостность системы означает общую цель, достижению которой служат части системы. Взаимодействие и взаимопроникновение частей системы, невозможность их разрыва является необходимым условием существования системы.
Взаимосвязанность элементов системы заключается в том, что
изменение одного параметра системы оказывает влияние на все остальные.
Связь системы со средой выражается в том, что система является составной частью среды, ее элементом, состоящим, в свою очередь, из элементов более низкого порядка.
Вопросы образования систем методов обучения раскрываются в работах И.Я. Лернера: "Система дидактических методов обучения может быть рассмотрена как классификация совокупности приемов ученика по усвоению содержания и совокупности организующих это усвоение приемов учителя, существующих во взаимозависимости" [62, с.114].
В.Д. Симоненко исследовал понятие методической системы с точки зрения информационной составляющей технологического образования: "Методическая система информационной технологии включает в себя общую методологию и ряд частных методик" [96, с. 105].
Мы согласны с вышеприведенными определениями, однако, учитывая инновационные процессы, проходящие в образовании, и потребность общества в учителе, владеющем педагогическими технологиями, отвечающими мировому уровню развития, мы предлагаем следующее определение методической системы.
Под методической системой мы понимаем такую систему целесообразного проектирования учебного процесса, которая направлена на создание новых средств обучения на основе патентной информации и новых информационных технологий и является разновидностью педагогической
системы. Как любой педагогической системе ей присущи признаки, описанные выше. Исходя из этого, при разработке методической системы проектирования средств обучения, как при проектировании любой педагогической системы, мы руководствовались системным подходом, используя его как методологическую основу проектирования. Системный подход открывает возможность целостно анализировать, планировать и организовывать различные отношения учащихся и преподавателя [96]. Использование системного подхода требует, чтобы разработка содержания проектирования средств обучения, как одного из важных компонентов системы, учитывала динамику развития техники, технологии и потребности общества, следовала основным положениям педагогического проектирования. Для того чтобы педагогическая система могла выполнить социальный заказ общества, она должна быть не менее динамична, чем наука, техника и социальные условия самого общества. В нашем исследовании к методологическим предпосылкам разработки методической системы проектирования средств обучения отнесены также основные положения педагогического проектирования. Раскроем основы педагогического проектирования, представляемые B.C. Безруковой [14] и адаптированные к проектированию методической системы средств обучения. 17 Первый этап организации педагогического процесса состоит в формировании содержания, выборе соответствующих методов, средств и форм педагогической деятельности. Следующая и наиболее ответственная ступень состоит в том, чтобы все перечисленные компоненты свести в единую, целостную и непротиворечивую систему, разработка которой и называется педагогическим проектированием. Используя классическую структуру педагогического процесса, включающего шесть основных компонентов, таких как: цель, принципы, содержание, методы, средства и формы, можно утверждать, что педагогический процесс совершается последовательно: определяются цели и направление их достижения, в соответствии с ними отбирается содержание, затем выбираются методы, средства его подачи и усвоения и все это объединяется в форме.
Патентная информация как средство подготовки к инновационной деятельности студентов
Как отмечает B.C. Безрукова [14] психология педагогического творчества мало изучена. Педагогическое творчество - это почти изобретательство. Изобретательство, в свою очередь, есть отход от традиций, привычек, стереотипов. Изобретение в педагогике - это предложение, существенно отличное от уже имеющегося, позволяющее значительно улучшить развитие обучаемых и педагогов. К таким изобретениям можно отнести некоторые педагогические теории, новые виды дидактической техники и передовой педагогический опыт, достигшие уровня инноваций.
Исходя из этого, в рамках нашего исследования мы поставили задачу проанализировать педагогические технологии, официально имеющие статус изобретений.
В настоящее время наблюдается рост информационного обеспечения в различных направлениях образовательной деятельности, однако наиболее интенсивно развивающимся является направление новых информационных технологий, в частности Интернет-технологий. Для решения поставленной нами задачи перевода творческой подготовки студентов на качественно новый уровень интересным представляется использование таких информационных систем, как Интернет-технологии, для информационного обеспечения как преподавателя дисциплины "Прикладная механика", так и студентов с целью выявления современных педагогических технологий на уровне мировых стандартов, защищенных патентами. Исследования проводились на базе сервера Федерального Института Промышленной Собственности (ФИПС), на базе российских заявок на изобретения и полезные модели с 1994 по 2000 гг. В качестве информационного обеспечения выступают рефераты и выходные данные патента или авторского свидетельства, включающие: номер документа; вид документа; дату публикации; страну, которой принадлежит патент; номер заявки; дату подачи заявки; дату публикации формулы; редакцию и основной индекс МПК; название патента; существующие аналоги; фамилии заявителя и патентообладателя, что дает возможность преподавателю и студентам ориентироваться в том, когда была подана заявка, какая страна и кто является заявителем и правообладателем, а также сведения для раскрытия описания и формулы изобретения.
Исследуя вопрос проектирования инновационных средств обучения студентов, мы столкнулись с необходимостью изучения новых педагогических технологий, отвечающих мировому уровню развития. Для того чтобы ответить на вопрос, имеются ли изобретения и полезные модели в этой области, и как в них отражается педагогическая составляющая, нами был проведен патентный поиск по классу G09B (средства обучения) по Международной патентной классификации (МІЖ). Анализируя результаты поиска, мы обнаружили 225 рефератов, касающихся способов обучения (См. приложение I). Среди них - способы обучения плаванию, стрельбе, значительное место занимают рефераты, посвященные обучению иностранным языкам и т.д. В качестве основания для классификации рефератов нами были избраны темы, касающиеся повышения умственной и творческой активности обучаемых, а также использования ЭВМ в процессе обучения. На основании проведенного анализа была произведена классификация изобретений по техническим решениям, применяемых авторами при разработке новых способов обучения
link3 Маркетинговые исследования в области образования на основе патентной информации link3 Проведенный нами в рамках настоящего исследования анализ работ по педагогическим инновациям [1, 46, 51, 64, 69, 77] показывает, что в них практически не рассматриваются вопросы использования патентной информации в создании и применении новых образовательных технологий.
Патентная информация до сих пор не стала средством для маркетинговых исследований в области образования, что и обусловило актуальность проблемы использования патентной информации для создания базы данных инновационных средств обучения в интересах творческого роста педагогов-новаторов, в частности учителей технологии и студентов.
Возникла необходимость снабдить потенциальных учителей технологии инструментом для саморазвития и использования в дальнейшей работе с учащимися, в качестве которого предлагается использовать базы данных инновационных средств обучения, созданных на базе патентной информации.
Для этой цели нами были проведены маркетинговые исследования патентной информации, содержащейся в сети Интернет на сервере ФИПС и относящейся к средствам обучения. Исследования включали в себя систематизацию и классификацию полученной информации по направлениям, к которым она относится, построение динамических рядов патентования, представляемых в виде диаграмм, характеризующих динамику изобретательской активности по выявленным направлениям.
Для раскрытия сущности маркетинговых исследований в образовании необходимо понимание таких ключевых терминов, как классификация, маркетинг, услуги. Воспользуемся определениями, приведенными в работе З.Ф. Мазура [69, с.21-28]. Под классификацией предлагается понимать упорядоченное разделение определенного множества объектов на группировки на основе использования установленной системы признаков деления и совокупности определенных правил. Под услугами будем понимать огромное разнообразие видов деятельности и коммерческих занятий, направленных на удовлетворение потребностей отдельных индивидуумов или групп людей. В нашем исследовании рассматриваются образовательные услуги, которые относятся к категории нематериальных услуг, и могут характеризоваться как приобретением студентом знаний, умений, навыков в принципиально новой сфере, так и повышением уже имеющегося потенциала.
Термин "маркетинг" (от английского "market" - рынок) означает деятельность в сфере рынка, сбыта, товаров и услуг [69]. Маркетинг - это предвидение, управление и удовлетворение спроса на товары, услуги, организации, людей, территории и идеи посредством обмена. Маркетинг услуг - это процесс разработки, продвижения и реализации услуг, ориентированный на выявление специфических потребностей клиентов [69].
В нашем исследовании под маркетингом образовательных услуг понимается предвидение, управление и удовлетворение спроса на образовательные услуги, интеллектуальные технологии и средства обучения.
С 1992 года при мэрии г. Тольятти создан фонд "Развитие через образование" и функционирует муниципальная программа "Поддержка и развитие новаторства в обучении", в рамках которой регулярно проводятся конкурсы педагогических достижений научно-педагогических кадров и учащейся молодежи. Анализ результатов конкурсов показывает, что, несмотря на то, что в настоящее время известно более 30 определений технологии обучения, их использование не дает качественных педагогических проектов при конкурсном отборе педагогических изобретений, так как эти проекты повторяют известные решения и в них практически отсутствует новизна. Вследствие этого, возникла необходимость создания учебного пособия, которое способствовало бы повышению качества собственных педагогических разработок и повышению мотивации к инновационной деятельности.
Нами предложена технология обучения и самообразования, суть которой заключается в использовании инновационных способов и средств обучения для создания собственных педагогических технологий и образования творческих лабораторий студентами и учителями технологии, занимающимися новаторской деятельностью.
Учебное пособие включает 5 основных блоков:
1. Инновационные способы и средства обучения.
2. Традиционные способы и средства обучения.
3. Федеральный Институт Промышленной Собственности.
4. База данных (творческая лаборатория педагога-новатора).
5. Собственная творческая лаборатория педагога-новатора.
Блок 4 "База данных" включает два модуля: 4.1 "Перечень существующих инновационных средств обучения на уровне изобретений" и 4.2 "Классификатор изобретений по дисциплинам", на основе которых обучаемый (педагог) формирует собственные модули: 5.1 - сравнения собственной методики с выявленными в четвертом блоке аналогами и прототипами и 5.2 - интеграции средств, применяемых в других дисциплинах, в собственную методику. Сформированные модули являются основой пятого блока - собственной творческой лаборатории, в который включены инновационные средства из четвертого блока, отобранные обучаемым (педагогом) для использования в дальнейшей работе.
