Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Научные основы проектирования системы обучения студентов курсу "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов" 16
1.1 Теоретические предпосылки и практические основания обучения специалистов основам "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов" 16
1.1.1. Проблемы и перспективы внедрения новых информационных технологий в систему профессионального образования 16
7.7.1. Анализ роли, места и состояния обучения курса "Системы автоматизированного проектирования" в профессиональной подготовке студентов специальности "Профессиональное обучение" 35
1.2. Концепция и модель системы обучения системам автоматизированного проектирования студентов инженерно-педагогического профиля 49
1.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 59
Глава 2. Методика обучения системам автоматизированного проектирования студентов инженерно-педагогического факультета 62
2.1. Цель и содержание дисциплины "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов" 62
2.7.7. Влияние программы непрерывного обучения студентов системам автоматизированного проектирования на содержание дисциплины САПР ТП 70
2.7.2. Методика проведения лабораторного практикума по курсу "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов" 75
2.1.3. Методическое обеспечение дисциплины Системы автоматизированного проектирования технологических процессов"
2.2. Цель и содержание спецкурса "Системы автоматизированного проектирования конструкторской документации " 82
2.2.1. Обоснование выбора программного обеспечения спецкурса САПРкд
2.2.2. Авторская программа спецкурса САПР КД 89
2.2.3. Методика проведения лабораторного практикума по спецкурсу "Системы автоматизированного проектирования конструкторской 90 документации"
2.2.4. Дидактический комплекс по методическому обеспечению лабораторного практикума 103
2.2.5. Методика организации самостоятельной работы студентов в процессе обучения спецкурсу САПРКД
2.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 111
Глава 3. Опытно-экспериментальная проверка эффективности системы обучения студентов автоматизированному проектированию технологических процессов 113
3.1. Методика экспериментальных исследований и выбор показателей итогов образовательного процесса
3.2. Констатирующий эксперимент и методика его проведения 121
3.3. Преобразующий эксперимент 125
3.3.1. Цель и этапы преобразующего эксперимента 125
3.3.2. Определение условий и времени проведения преобразующего эксперимента 126
3.3.3. Методика тестирования, подготовка тестов и определение общего коэффициента усвоения знаний, умений и навыков 127
3.3.4. Определение вида распределения генеральных совокупностей двух выборочных данных 139
3.3.5. Гипотеза о нормальности эмпирических распределений контрольной и экспериментальных групп по выборочным данным 142
3.3. б. Оценка эффективности предлагаемой программы обучения дисциплине САПР с использованием критериев значимости 144
3.3.7. Подготовка тестов и обработка результатов тестирования студентов после завершения изучения дисциплины САПР
3.3.8. Оценка эффективности обучения дисциплине САПР 147
3.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 149
Заключение 151
Литература 153
Приложения 167
- Проблемы и перспективы внедрения новых информационных технологий в систему профессионального образования
- Цель и содержание дисциплины "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов"
- Методика экспериментальных исследований и выбор показателей итогов образовательного процесса
Введение к работе
Актуальность работы. В процессе развития науки и техники, создаваемые человеком технические системы, устройства, сооружения становятся все более сложными. Одновременно ужесточились требования, предъявляемые к срокам проектирования новых изделий. В этих условиях традиционные неавтоматизированные методы проектирования оказываются не эффективными. Создание и широкое использование систем автоматизированного проектирования (САПР) стало насущной необходимостью. Для решения этой задачи требуется соответствующая подготовка специалистов.
Термин «автоматизация проектирования» характеризует любую деятельность, в рамках которой ЭВМ находит применение для выполнения трудоемких расчетов, организации хранения и поиска информации, геометрического моделирования и графического отображения результатов, редактирования документации с целью разработки, анализа и видоизменения изделий и процессов.
Автоматизация проектирования реализуется с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР). САПР - это разумное сочетание возможностей человека и ЭВМ, где пользователь выполняет неформализованные операции, требующие интеллектуальных способностей, а ЭВМ поручаются задачи, требующие высокой скорости вычислений, визуального отображения информации и запоминания больших объемов данных. По определению, взятому из словаря САПР, «Системы автоматизированного проектирования — организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации, и выполняющая автоматизированное проектирование»[91].
Важной составляющей профессиональной подготовки является формирование социально востребованного специалиста. В наше время к таковым относятся специалисты владеющие новыми информационными технологиями и эф-фективно их применяющие в своей профессиональной деятельности. "Системы
6 автоматизированного проектирования технологических процессов" (САПР ТП) - дисциплина призванная, обеспечить подготовку специалиста нового типа, способного решать профессиональные задачи с использованием новых информационных технологий. Содержание данной дисциплиньї динамично изменяется качественно (в соответствии с научными достижениями в области информационных технологий) и количественно (в соответствии с новыми программными средствами). Это характерно для всех дисциплин связанных с освоением и применением компьютерных технологий. Кроме того, САПР ТП -многогранная дисциплина и состоит из нескольких хотя и взаимосвязанных, но все же достаточно самостоятельных разделов. Это объясняется тем, что проектирование технологического процесса включает в себя вопросы не только непосредственно относящиеся к технологии машиностроения, но и вопросы проектирования конструкторской документации, металлорежущего и вспомогательного инструмента, приспособлений. Все это делает дисциплину перегруженной информацией, что приводит к поверхностному ее изучению, и если теоретические сведения еще можно «выучить», то получить устойчивые практические навыки за данный курс при существующей методике обучения невозможно. Актуальность исследования определяется:
социальным заказом общества на педагога профессионального обучения, подготовленного к активному участию в обеспечении технического и педагогического прогресса, способного эффективно работать в новых социально-экономических условиях с использованием САПР;
потребностью развития у специалистов способностей к самообразованию и саморазвитию в области САПР в условиях быстрого обновления научно-технической информации.
Интересы нашей работы направляют нас к анализу исследований ориентированных на профессиональное применение информационных технологий. Подавляющее большинство таких работ направленно на решение проблем под-
7 готовки школьников в области информационных технологий (А.Г.Гейн, В.Г.Житомирский, А.П.Ершов, Н.В.Матвеева, Е.А.Ракитина, Г.И.Шукина и др.), либо учителей информатики в педагогических вузах (С.А.Зайцева, А.А.Патокин, С.В.Лаптева, Г.П.Шишкина и др.). Некоторые работы посвящены применению информационных технологий в профессиональной деятельности (Н.В.Филимонова).
Значительное число исследовательских работ за последнее время посвящено методам формирования содержания профессионального образования и его реализации (Л.Н.Алексеева, Л.Г.Семушина, Н.Д.Коваленко, Н.Н.Кочкин, В.В.Логинова, Н.В.Петухова, О.И.Полещук, А.М.Сохор и др.).
Однако автором не обнаружены исследовательские работы, посвященные проблемам обучения системам автоматизированного проектирования.
Сущность противоречия заключена между существующим уровнем научно-педагогического обоснования подходов к преподаванию дисциплины САПР ТП и новыми социально- экономическими условиями, требующими такой подготовки будущих специалистов инженерно-педагогического профиля, которая обеспечивала бы не только их высококачественное профессиональное образование в области педагогики и техники, но и позволяла бы им творчески трудиться в условиях быстро меняющихся технологий с использованием современной компьютерной аппаратуры.
Из выявленного противоречия вытекает педагогическая проблема: «Каковы научно-педагогические основы формирования у студентов педагогического вуза знаний и умений в области автоматизированного проектирования и дидактические условия их практической реализации?»
В педагогическом плане решение этой проблемы связано с насущной необходимостью в пересмотре структуры и содержания обучения студентов системам автоматизированного проектирования, в разработке методики обучения этой важной в новых социально-экономических условиях рынка труда дисцип-лины в системе подготовки специалиста.
Большая практическая значимость разрешения возникшего противоречия и разработки сформулированной проблемы побудили нас избрать следующую тему исследования: «Методика обучения студентов инженерно-педагогических специальностей курсу "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов"».
Цель исследования - повысить качество подготовки специалистов инженерно-педагогического профиля путем разработки структуры, содержания и методики обучения студентов системам автоматизированного проектирования на уровне, позволяющем будущим педагогам профессиональной школы самостоятельно проектировать и реализовывать информационные модели в своей профессионально-педагогической деятельности.
Объект исследования - педагогический процесс подготовки студентов инженерно-педагогических специальностей вузов к профессионально-педагогической деятельности в современных социально-экономических условиях развития страны.
Предмет исследования - методика обучения студентов системам автоматизированного проектирования технологических процессов как важной составной части профессиональной подготовки инженера-педагога специализации «Технология и оборудование механосборочного производства».
Гипотеза исследования. Методика обучения студентов системам автоматизированного проектирования технологических процессов позволит повысить качество подготовки и профессиональную компетентность будущих педагогов профессиональной школы, если её разработка будет вестись на основе:
системного подхода;
принципа профессиональной направленности как системообразующего фактора;
взаимодействия принципа профессиональной направленности с другими принципами обучения (преемственности, единства обучения и воспитания, мотивации учения и труда, интеграции и индивидуализации в обучении);
программно-целевой «подстройке» всех компонентов системы обучения курсу «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов» (целей, содержания, методов обучения, деятельности педагогов и студентов) в соответствии с требованиями принципа профессиональной направленности;
ориентация системы обучения курсу на непрерывное и целостное становление и саморазвитие личности будущего специалиста в области использования новых информационных технологий.
В соответствии с целью и гипотезой исследования были поставлены следующие задачи исследования:
Определить научные предпосылки и практические основания проектирования методики обучения системам автоматизированного проектирования студентов инженерно-педагогических специальностей вузов.
Разработать концепцию и спроектировать модель системы непрерывного обучения студентов инженерно-педагогических специальностей системам автоматизированного проектирования технологических процессов.
Выявить группы методических условий, способствующих реализации системы непрерывного обучения САПР студентов инженерно-педагогических специальностей вузов.
Провести опытно-экспериментальную проверку эффективности разработанной системы обучения студентов автоматизированному проектированию.
Методологические основы исследования.
Методологическую основу исследования, которая характеризуется процессом взаимодействия науки, техники, производства и образования, составили труды СИ. Архангельского, Ю.А. Кустова, И.Т. Фролова и др.
В исследовании автор исходил из достижений современной психологической науки и ее ведущих идей: понимания проявления психики через деятельность, признания социальной природы психической деятельности, единства
10 психической деятельности и деятельности внешней, практической (А.Н.Леон-тьев, В.В. Рубинштейн, Л.С. Выготский, В.М. Малахов и др.).
Дидактическими предпосылками разработки системы обучения явились идеи творческого саморазвития (В.И.Андреева, Э.Ф.Зеер), многочисленные исследования посвященные содержанию и методике преподавания как самой информатики для разных ступеней образования (С.А.Бешенков, Б.С.Гершунский, Н.В.Матвеева, Ю.М.Сеничева), так и информатизации процесса обучения (АП.Ершов, В.АИзвозчиков, Е.Н.Машбиц, И.В.Роберт и др.)
Для теоретического обоснования, реализации поставленных задач и их экспериментальной проверки нами в диссертации использовались следующие методы исследования:
теоретический анализ литературы по педагогике, психологии, методологии педагогических исследований, дидактическим основам преподавания дисциплин, методам и подходам при формировании содержания дисциплин, а также предметной литературы связанной с темой исследования;
изучение передового педагогического опыта;
теоретический анализ путем сравнения, обобщения, абстрагирования;
анкетирование, наблюдение, собеседование;
педагогический эксперимент, статистическая обработка результатов эксперимента;
внедрение положительных результатов исследования и методических рекомендаций в педагогическую практику.
Опытно-экспериментальная база.
Опытно-экспериментальной базой исследования по обучению студентов системам автоматизированного проектирования явились кафедры «Технология и оборудование механосборочного производства», «Общетехнические дисциплины» инженерно-педагогического факультета Тольяттинского филиала Самарского государственного педагогического университета, МОУ лицей № 36, профессиональный лицей № 36, Тольяттинский технический колледж ВАЗа.
В опытно-экспериментальной работе на разных этапах приняло участие 247 студентов и преподавателей экспериментального учебно-научного комплекса «Школа - профучилище - колледж - вуз - производство» при Тольят-тинском филиале Самарского государственного педагогического университета.
Тема исследования входит в Координационный план научно-исследовательских работ по проблемам профессионально-педагогического образования на 1996-2000 годы вузов России, одобренный учебно-научно-методическим объединением по профессиональному образованию (Тема 1.4 «Преемственность в системе непрерывного профессионально-педагогического образования» - руководитель А.Ф. Кузьменко, г. Екатеринбург, октябрь, 1995). Головная организация-координатор: Исследовательский центр профессионально-педагогического образования РФ при Уральском государственном профессионально-педагогическом университете.
Этапы исследования.
Исследование проводилось в течение 6 лет и состоялоиз трех этапов:
Первый (подготовительный) этап (1994-1996 гг.) - велось изучение состояния проблемы в педагогической теории и практике, ее теоретическое осмысление. Применение методов теоретико-методологического анализа к научной литературе и конкретизация научных идей исследуемой проблемы позволили сформулировать гипотезу и определить цель, задачи, предмет, объект, выбрать методику исследования и методы экспериментальной работы.
Второй (основной) этап (1996-1998 гг.) - дана формулировка концептуальных положений, выполнена разработка теоретической модели системы обучения студентов автоматизированному проектированию, обосновано программное обеспечение. На этом же этапе шла апробация теоретических решений в выступлениях и публикациях, экспериментальное обучение студентов, выявлялась результативность разработанной системы и методики обучения студентов курсу САПР ТП.
Третий (заключительный) этап (1998 - 2000 гг.) - осуществлялась корректировка гипотезы исследования, уточнение содержания авторской программы, продолжалось экспериментальное обучение, велась обработка результатов экспериментальной работы, осуществлялось внедрение полученных результатов в практику и оформление диссертационной работы.
Научная новизна исследования: впервые разработана педагогическая система обучения студентов инженерно-педагогических специальностей автоматизированному проектированию на основе:
анализа современных программных технических средств новых информационных технологий (НИТ);
выявления ведущих направлений внедрения НИТ в систему образования;
анализа роли, места и состояния обучения курсу САПР в профессиональной подготовке студентов инженерно-педагогических специальностей;
выявление системы взаимосвязей курса САПР с дисциплинами учебного плана специализации «Технология и оборудования механосборочного производства»;
. системного подхода;
принципа профессиональной направленности;
взаимодействия принципа профессиональной направленности с дидактическими принципами мотивации учения и труда, политехнизма, преемственности, единства обучения и воспитания;
ориентации системы на непрерывное и целостное профессиональное становления, творческого саморазвития личности будущего специалиста.
Теоретическая значимость исследования:
определены научные предпосылки и практические основания проектирова
ния системы профессионально направленного обучения студентов инженер
но-педагогического факультета системам автоматизированного проектиро
вания;
сформулированы концептуальные положения, на основе которых спроектирована модель программы непрерывного обучения студентов системам автоматизированного проектирования;
обоснованы группы методических условий эффективной реализации системы обучения САПР студентов инженерно-педагогических специальностей.
Практическая значимость. Результаты диссертационного исследования использованы в учебном процессе подготовки специалистов инженерно-педагогического профиля в Тольяттинском филиале Самарского государственного педагогического университета. В ходе реализации программы непрерывного обучения системам автоматизированного проектирования были разработаны:
спецкурс «Системы автоматизированного проектирования конструкторской документации» (рабочая программа, методические указания к выполнению лабораторных работ, учебные примеры, методический материал, тесты для объективного контроля знаний учащихся);
скорректировано содержание и разработано методическое обеспечение дисциплины «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов» (учебное пособие к лекционному материалу, указания к выполнению лабораторных работ, тесты для объективного контроля знаний учащихся).
Разработанные организационно-педагогические решения могут быть использованы в других образовательных учреждениях при изучении дисциплин САПРКДиСАПРТП.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
глубокой проработкой методологических, психологических и практических основ проектирования системы;
ведением педагогических исследований в единстве с практической деятель-ностью и с ориентацией на нее;
внесением необходимых корректив в гипотезу, содержание, организацию опытной и экспериментальной работы, решением поставленных в исследовании задач;
объективностью выборок и использованием методов математической статистики для проверки достоверности полученных результатов.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Проблемы трудового воспитания молодежи в современных условиях» (Волгоград, 1995г.), на научно-методической конференции ТолПИ «Формы и методы контроля знаний студентов на разных этапах обучения» (Тольятти, 1996), на 5 научно-практической Конференции молодых ученых и специалистов УГППУ «Инновационные технологии в педагогике и на производстве» (Екатеринбург, 1999г.), на научной конференции преподавателей и студентов инженерно-педагогического факультета (Тольятти, 2000г.), на .заседаниях кафедры ТфСГПУ, где получили одобрение и поддержку.
Материалы исследования, разработанные автором учебные пособия и методические указания по изучению курсов САПР КД и САПР ТП, программа курса для студентов дневной, заочной формы обучения применяются в учебном процессе подготовки студентов по специальности 030500 «Профессиональное обучение» Тольяттинского филиала Самарского государственного педагогического университета; применяется в механосборочном производстве и генеральном департаменте развития АО АвтоВАЗа при проектировании фасонных резцов, протяжек, метчиков; в процессе обучения САПР КД учащихся профессионального лицея 36 г. Тольятти.
На защиту выносятся: 1. Совокупность теоретически обоснованных и экспериментально апробированных научных предпосылок и практических оснований разработки про-
15 фессионально направленной системы обучения системам автоматизированного проектирования студентов инженерно-педагогического факультета.
Концепция и модель системы непрерывного обучения студентов автоматизированному проектированию: системный подход, принцип профессиональной направленности и его взаимодействие с другими принципами профессионального образования (преемственность, единство обучения и воспитания, мотивации учения и труда), проблемно-целевая «подстройка» компонентов системы под требования принципа профессиональной направленности, ориентация системы на непрерывное саморазвитие педагога профессиональной школы в области использования новых информационных технологий.
Группы дидактических условий по обеспечению успешного усвоения студентами инженерно-педагогических специальностей содержания программы основ автоматизированного проектирования технологических процессов.
Структура диссертации. Диссертационная работа на 235 стр. состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (состоящего из 161 наименований), 6 приложений, содержит 11 рисунков и 25 таблиц.
Проблемы и перспективы внедрения новых информационных технологий в систему профессионального образования
В последние годы в литературе широко освещаются вопросы разработки и функционирования новых информационных технологий в различных отраслях знаний. Такое внимание к проблемам информатизации не случайно. Проводимые во многих странах исследования показывают, что все общественное производство в значительной степени будет зависеть от производства информации, а самым важным капиталом станет человеческое знание.
Основу современных информационных технологий составляют три технических достижения:
1) появление новой среды накопления информации на машиночитаемых носителях (магнитные ленты, кинофильмы, магнитные диски и др.);
2) развитие средств связи, обеспечивающих доставку информации практически в любую точку земного шара без существенных ограничений во времени и расстоянии, широкий охват населения средствами связи (радиовещание, телевидение, сети передачи данных, спутниковая связь, телефонная сеть и др.);
3) возможность автоматизированной обработки информации с помощью компьютеров по заданным алгоритмам (сортировка, классификация, представление в нужной форме и др.).
Таким образом, информационная технология (ИГ) - это, во-первых, совокупность процессов циркуляции и переработки информации и, во-вторых, описание этих процессов.
В последние годы широкое распространение получило понятие "новые информационные технологии" (НИТ). Это понятие появилось и стало употребляться тогда, когда информация стала таким же объектом технологической обработки, как вещество и энергия. НИТ - технологии на базе ЭВМ, которые дают возможность обеспечить различные категории пользователей услугами по получению и обработке информации.
Различают две большие группы НИТ.
К первой группе принадлежат все технологии, которые обеспечивают хранение информации в структурированном виде, облегчая тем самым доступ к ней и ее использование (банки данных, базы данных, телетекст и др.). Пользователь находит нужную информацию с помощью различных процедур поиска, например, по ключевым словам. Информация, поставляемая такими технологическими системами, неизбежно ограничена данными, хранящимися в памяти главной ЭВМ. Обычно пользователь не может ни добавить другие данные, ни изменить полученную информацию, это - прерогатива поставщиков информации. Таким образом, технологии функционируют в избирательном интерактивном режиме, и информация предоставляется просто, как своего рода услуга, пользователю не разрешается вводить новую информацию.
Ко второй группе принадлежат технологии, которые обеспечивают прямой доступ пользователя к большим объемам информации, хранящейся в базах и банках данных. Поиск информации ведется на основе диалога, а в постоянно пополняющихся и обновляющихся банках данных пользователи смогут выбирать информацию, соответствующую их личным интересам и потребностям. Вторая группа включает все формы коммуникации с помощью ЭВМ: электронную почту, телеконференцсвязь, спутниковую связь, сети ЭВМ и т.д.
Суммируя вышеизложенное будем придерживаться определения НИТ, приведенного в работе Г.Р. Громова: НИТ - это методы и технические средства организации, хранения, обработки, восстановления и передачи данных, развивающие знания людей и расширяющие их возможности по управлению техническими и социальными процессами [23].
Важное место НИТ занимают в образовании, где они способствуют:
-раскрытию, сохранению и развитию индивидуальных способностей обучаемых, присущего каждому человеку уникального сочетания личностных качеств;
-формированию у учащихся познавательных способностей, стремлению к самосовершенствованию;
-обеспечению комплексности изучения явлений действительности, неразрывности взаимосвязи между естествознанием, техникой, гуманитарными науками и искусством;
-постоянному динамическому обновлению содержания, форм и методов процессов обучения и воспитания.
С точки зрения системы образования наиболее важными являются следующие группы проблем, сопутствующих внедрению НИТ:
-технические, определяющие требования к электронно-вычислительной и микропроцессорной технике, используемой в системе образования, особенности ее применения;
-программные, обусловливающие состав и виды программного обеспечения для использования в системе образования, порядок и особенности их применения;
-подготовительные, связанные с умением преподавателя и учащихся использовать вычислительную технику.
Цель и содержание дисциплины "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов"
В государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования обозначены сферы профессиональной деятельности специалистов инженерно-педагогического профиля. Основной сферой деятельности выпускников инженерно-педагогического факультета является педагогическая деятельность в профессиональных училищах, технических колледжах. Кроме того, объем и содержание изучаемых инженерных дисциплин дает возможность работать в качестве мастеров, конструкторов, технологов в механосборочном производстве.
Являясь сложной, целенаправленной системой, образование подчинено определенным социальным целям. Для сравнения и полноты впечатления от перемен социального заказа образовательной системы приведем обозначения главных задач высшей школы, сформулированных Ю.Г. Татуром соответственно в 1979 году [57] и в 1998 году [25]. "Главной задачей высшей школы на современном этапе является дальнейшее повышение научно-практического уровня подготовки и идейно-политического воспитания специалистов" [57, с.З]. "Во весь рост встает проблема опережающего роста профессиональной компетенции кадров ..." [25, с.6], для чего предлагается "... сместить акцент в обучении с усвоения готовых знаний на развитие нестандартного мышления, творческих способностей и качеств., перейти от репродуктивного к творчески-продуктивному типу обучения, призванному обеспечить рывок в повышении качества подготовки специалиста..." (там же), при этом Ю. Г. Татур формули рует рекомендации педагогам, которые тоже можно расценивать как задачи: "... переход преподавателей с авторитарной педагогической позиции на коллегиальную... закрепление знаний необходимо обеспечивать не их повторением, а их применением, т.е. некоторыми материально-техническими действиями ... примат лекционного преподавания, присущий общему подходу к подготовке специалистов, и приоритет самостоятельных учебных занятий студентов, характерный для нового этапа развития нашей высшей школы" (там же).
Характеристики требований к знаниям и умениям специалистов инженерно-педагогического профиля предопределяют необходимость овладения студентами системным подходом, как при обучении, так и в будущей профессиональной деятельности.
Оценивая качества человека, умеющего обращаться с техническими и программными средствами в компьютерной среде, Ф.А. Перегудов отмечает, что кроме технических навыков работы с аппаратурой необходимы умения системной деятельности в работе с информацией. "Системная деятельность подразумевает использование совокупности взаимосвязанных логических (алгоритмических) и аналитических процедур. Они облегчают человеку анализ реальных жизненных ситуаций, предваряющих разумный выбор цели своей деятельности, способов ее достижения и организационных форм реализации, позволяют объективно сопоставлять желаемое с фактически достигнутым."[73, с.11]
Как уже отмечалось ранее современное развитие общества идет по пути постепенного, но неуклонного развития автоматизированного производства. Исходя из этого, задача образования специалистов состоит в подготовке кадров владеющих и профессиональными знаниями и современными информационными технологиями. В связи с большой наукоёмкостью учебных курсов и одновременным сокращением часов на преподавание основных базовых инженерных дисциплин решение этой задачи требует новых подходов к методике преподавания дисциплин.
По учебному плану дисциплина САПР ТП - одна из дисциплин цель, которой состоит в интеграции профессиональных знаний студентов и информационных технологий. Курс "Информатика и вычислительная техника", в задачи которого входит изучение основных понятий информатики, алгоритмизации процессов обработки информации, программирования несложных задач, основных приемов работы с современными программными средствами информационных технологий, не предполагает изучение профессионально направленных программных продуктов.
Поэтому при формировании содержания дисциплины "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов" мы определяем следующую цель: дать понятие и назначение автоматизированных систем проектирования; познакомить с существующими программными продуктами автоматизированного проектирования, с современным техническим обеспечением проектирования; показать методические подходы при проектировании, побудить использовать полученные знания в своей инженерной и педагогической деятельности.
Так как дисциплина САПР ТП единственная, где рассматриваются вопросы применения информационных технологий в предстоящей профессиональной деятельности, то содержание этой дисцигшиньї включает изучение общих понятий о системах автоматизированного проектирования, проектирования конструкторской документации, металлорежущего инструмента, приспособлений и собственного самого технологического процесса. Все перечисленные разделы необходимы для сохранения логики дисциплины. Но отводимый по учебному плану объем часов на изучение данного курса позволяет изучить обозначенные вопросы лишь в обзорном порядке, а изучение курса в 9 семестре не позволяет отработать полученные знания в процессе обучения. На рисунке 2.1 представлена структура САПР как совокупность обеспечивающих подсистем. Справедливо будет говорить, что системы автоматизированного проектирования являются одним из видов информационных технологий.
Методика экспериментальных исследований и выбор показателей итогов образовательного процесса
Цель проведения экспериментальных исследований - установление влияния разработанной системы непрерывного обучения студентов на уровень усвоения дисциплины САПР ТП.
Научная гипотеза и цель исследования предопределили постановку следующих задач в исследовании:
Выявить влияние уровня профессиональной подготовленности студентов в области информационных технологий на степень их усвоения дисциплины САПР.
Выявить влияние разработанной системы педагогических воздействий на эффективность усвоения учебного материала дисциплины САПР по разработанной методике организации проведения занятий.
Известно [9], что в педагогике и методике обучения встречаются в основном четыре вида эксперимента: констатирующий, обучающий, контролирующий и сравнительный. Последние три разновидности эксперимента объединяют под общим названием преобразующий эксперимент. В нашем исследовании использовались как констатирующий, так и преобразующий эксперименты.
Задачей констатирующего эксперимента является научно обоснованно осуществить отбор студентов в контрольную и экспериментальную группы -определить качественный и количественный объемы двух выборок.
Задачей преобразующего эксперимента в нашем исследовании является на основании объективной оценки контроля знаний, умений и навыков, приоб ретаемых студентами по дисциплине САПР, выявить и научно обосновать эффективность предлагаемой системы педагогических воздействий.
Для решения поставленных задач, вытекающих из основной гипотезы, применялись статистические методы исследования, основанные на теории вероятностей. Они направлены на выявление эффективности как системы в целом, так и ряда педагогических средств, предлагаемых в настоящей работе, путем сравнения достижений (результатов) одной и той же группы студентов в разные периоды времени (связанные выборки) и студентов разных групп (независимые выборки). Результаты педагогического эксперимента позволяют активно воздействовать на педагогический процесс путем изменения и создания новых условий, соответствующих цели исследования. Особую роль при этом играют объективные критерии оценок наблюдаемых явлений. В связи с этим, в работе использовались статистические гипотезы и критерии для независимых выборок. В процессе исследования проводился также поисковый эксперимент с выборками небольшого объема, причем оценка результатов проводилась по статистическим критериям путем сравнения двух выборок.
Для достоверности результатов эксперимента большое значение имеет выбор показателей уровня знаний, умений и навыков обучаемых. Остановимся на этом вопросе более подробно, выполнив анализ работ [9, 90]. Необходимость объективно оценивать знания, умения и навыки учащихся у любого педагога не вызывает сомнения. Субъективность пятибалльной, а по существу четырех балльной системы оценки знаний, умений и навыков и необходимость отказа от существующей балльной системы оценки убедительно показана В.П.Симоновым [90]. Он считает, что существенным отличием от балльной системы оценки знаний, умений и навыков является не их прирост, а убывание. Но, тем не менее, действующая система оценок продолжает успешно существовать. И дело здесь, пожалуй, не только в консерватизме мышления, а в недостаточной разработанности методики определения обученности учащихся. В работе показано различие в требованиях к знаниям, умениям и навыкам учащихся на разных уровнях требований: высшем, среднем и низшем. Предложена система оценки и методика оценки результатов обученности группы учащихся, а также продуктивности работы преподавателя, по коэффициентам эффективности соответственно для трех уровней требований, в основе которых лежат пять последовательных показателей выявления их итогов: различение запоминание, понимание, простейшие умения и навыки, перенос полученных знаний в нестандартную ситуацию. Ниже приводится содержание показателей, положенных в основу контроля за эффективностью образовательного процесса по В.П.Симонову.
