Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ К УЧЕБНО-КОНСГРУКТОРСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 17
1.1 Психолого-педагогический анализ подготовки студентов к учебно- конструкторской деятельности 17
1.2. Использование компьютерных технологий в подготовке студентов к учебно-конструкторской деятельности 52
1.3. Условия реализации учебно-конструкторской деятельности с применением компьютерных технологий 69
Выводы по главе 1 79
Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНО-КОНСГРУКТОРОСОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ТЕХНОЛОГО- ЭКОНОМИЧЕСКОМ ФАКУЛЬТЕТЕ 82
2.1. Содержательные аспекты учебно-конструкторской деятельности студентов с использованием компьютерных технологий 82
2.2. Методика проведения и результаты педагогического эксперимента по определению эффективности применения компьютерных технологий при подготовке к учебно-конструкторской деятельности 112
Выводы по главе 2 147
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 150
БИБЛИОГРАФИЯ 155
ПРИЛОЖЕНИЯ 172
- Психолого-педагогический анализ подготовки студентов к учебно- конструкторской деятельности
- Использование компьютерных технологий в подготовке студентов к учебно-конструкторской деятельности
- Содержательные аспекты учебно-конструкторской деятельности студентов с использованием компьютерных технологий
Введение к работе
Актуальность исследования. Развитие научно-технического прогресса в общественном производстве предъявляют все возрастающие требования к общеобразовательной и технической подготовке специалистов. Эта объективная потребность обусловливает необходимость постоянного совершенствования и развития системы подготовки специалистов школьной системы, в том числе учителей технологии.
В решениях международной научно-методической конференции "Технологическое образование — 98" рекомендовано:
обратить особое внимание на важность новых подходов образовательной области "Технология" в воспитании трудолюбия, развитии творческих возможностей, профессиональной ориентации обучающихся, формировании у них проектной, технологической и экологической культуры, отвечающих требованиям общества и рынка труда;
уделить особое внимание улучшению проектно-технологической подготовки учащихся как одного из основных средств социальной адаптации и защиты выпускников общеобразовательных учреждений (183).
Важное значение в процессе проектно-технологической подготовки учащихся приобретает проблема развития творческой личности самого педагога. Творческий потенциал личности педагога формируется на основе психолого-педагогических и предметных знаний, новых идей, умений и навыков, позволяющих находить и применять оригинальные решения, новаторские формы и методы в исполнении своих профессиональных функций. Только эрудированный и имеющий специальную подготовку учитель на основе анализа ситуаций и сущности проблемы путем творческого воображения и мысленного эксперимента способен найти новые, оригинальные пути и способы ее решения. Учитель, как и любой исследователь, строит свою деятельность в соответствии с общими правилами эвристического поиска: анализом педагогической ситуации;
проектированием результата в соответствии с исходными данными; анализом имеющихся средств для проверки предположения и достижения искомого результата; оценкой полученных данных; формулировкой новых задач. Одним из путей развития творческого потенциала будущего учителя технологии является познание основ конструирования.
Раньше считалось, что творчество, изобретательство— удел немногих избранных. Однако, в настоящее время, благодаря разработанным методам решения изобретательских задач у каждого молодого человека появляется возможность стать самому генератором идей. Творческая деятельность наряду с материальным, экономическим эффектом создает и моральный эффект: творчество воспитывает обучаемых и развивает у них лучшие их качества. Творчество может стать более массовым и эффективным, если характерная для него стихийность, "индивидуальная самодеятельность" сменится культурой своевременной и организованной подготовки к нему. Задача педагогов состоит в том, что они должны научить учащихся приемам и методам решения технических задач, способам развития творческого воображения, преодоления психологических барьеров. Рост творческого воображения, рост творческой активности и, как, следствие, формирование потребности в саморазвитии — все это составит тот теоретический, практический и психологический багаж, с которым выпускники школ шагнут в самостоятельную трудовую жизнь, где должны будут проявить себя как творцы нового — рационализаторы, изобретатели, новаторы.
Необходимость развития у школьников интереса к техническому творчеству ставит задачу подготовки квалифицированных специалистов, знающих основы конструирования машин и механизмов и обладающих знаниями современных методов проектирования и компьютерных технологий.
Имеются разные подходы к определению понятия "конструирование".
Как известно, конструирование — процесс создания модели, машины, сооружения, технологии с выполнением проектов и расчетов. Конструирование же в процессе обучения — средство углубления и расширения полученных тео-
ретических знаний и развития творческих способностей, изобретательских интересов и склонностей. В процессе конструирования студенты делают технические расчёты, пользуются чертежами, схемами, справочной литературой, выбирают технологию обработки материалов, приобретают навыки работы с измерительными, приборами и инструментами. В овладении обучаемыми конструкторскими навыками и умениями основная роль отводится предметам естественно-математического цикла, черчению, трудовому обучению и другим.
Достигнутый в настоящее время уровень техники оставляет много места для конструкторской интуиции, фантазии и творческих поисков. Задача конструктора состоит в создании машин, наиболее полно отвечающих потребностям народного хозяйства, дающих наибольший экономический эффект и обладающих наиболее высокими технико-экономическими и эксплуатационными показателями. Задача педагогов — это вызвать интерес учащихся к будущей конструкторской деятельности, к созданию новых машин, приборов и механизмов.
Среди комплекса научных проблем, направленных на повышение качества образования, одно из ведущих мест принадлежит компьютеризации обучения. Использование компьютерной технологии преобразует деятельность как учителя, так и учащегося, изменяя содержание, операциональную структуру обучения, оказывая значительное влияние на мотивы участников педагогической деятельности, в значительной мере перестраивая систему взаимоотношений между ними.
Передача части обучающих функций техническому устройству, анализ проблем обучения с учетом возможностей вычислительной техники, выдвигают новые педагогические проблемы теории обучения. Внедрение компьютерных технологий вносит принципиальные изменения не только в методы, но и в содержание обучения, качественно иначе строя учебные предметы. Примером такого изменения могут служить компьютерные программы обучения геометрии, черчению, таким техническим дисциплинам, как теоретическая механика, теория машин и механизмов, детали машин и другим.
Под компьютеризацией обучения понимается многоцелевое использование компьютера в учебном процессе (88; 128). Компьютеризация является одним из компонентов информационной технологии, поэтому вместо компьютеризации обучения часто используют в том же значении "информатизация обучения".
Основные цели компьютеризации обучения (128, 98):
формирование молодого поколения, готового активно жить и действовать в современном информационном обществе, насыщенном средствами хранения, переработки и передачи информации на базе новейших информационных технологий;
повышение эффективности обучения путем ознакомления обучаемых с современными вычислительными и информационными системами, базами данных и электронными таблицами, персональными компьютерами и информационными сетями;
— повышение культурного уровня и формирование стиля мышления,
адекватного требованиям современного информационного общества.
Использование компьютера в учебных целях вносит значительные изменения в деятельность обучаемого. Он освобождается от необходимости выполнения рутинных операций, имеет возможность, не обращаясь к педагогу, получить требуемую информацию, в т. ч. и относящуюся к способу решения поставленной им самим, конкретной учебной задачи; избавляется от страха допустить ошибку, осознавая, что она будет исправлена и не вызовет отрицате-тельной реакции педагога; получает возможность приобщения к исследовательской работе.
Так применение компьютера для овладения процедурой вычислений позволяет рассматривать те вопросы, которые ввиду сложности математических преобразований даются не в полном объеме. Примером могут служить изучение некоторых статистических закономерностей в биологии, физическом эксперименте и др.
Вычислительные и графические возможности ЭВМ сделают наглядными ход и результаты физических, химических экспериментов, натурная реализация которых слишком дорога или вообще не возможна в обычных условиях учебного процесса.
Несмотря на общий положительный эффект компьютеризации обучения, этот процесс еще недостаточно широко применяется в современной школе, что обусловлено не только недостаточным количеством вычислительных машин в школе, но и слабой изученностью теоретических основ обучения с применением компьютерных технологий. Использование компьютера в качестве средства обучения выявило необходимость пересмотра многих теоретических положений дидактики и педагогической психологии. Так, экспертные системы, позволяющие довести учащегося до правильного решения задачи любой сложности, а также гипертекстные обучающие системы, предоставляющие учащемуся значительные возможности в выборе последовательности изучения учебного материала, требуют внесения корректив в соответствующие тганципы обучения.
Следует иметь в виду, что компьютерное обучение не решает все проблемы обучения, компьютер не может и не должен вытеснить из учебного процесса педагога, новые информационные технологии обучения не могут полностью заменить традиционные технологии.
Опасность отрыва от реальности, неадекватного отражения действительности при компьютерном обучении возрастает, поскольку естественный предметный язык, на котором изложена содержательная информация, представленная в учебниках (физика, химия, биология и т.п.), заменяется искусственным языком — языком программирования (S9).
Сама возможность компьютеризации учебного процесса возникает тогда, когда выполняемые человеком функции могут быть формализованы и адекватно воспроизведены с помощью технических средств. Поэтому прежде, чем приступать к проектированию учебного процесса, преподаватель должен определить соотношение между автоматизированной и неавтоматизированной его
частями. По некоторым литературным источникам, автоматизированный режим по объему учебного материала может достигать 30% содержания. Эти данные могут помочь выбрать последовательность компьютеризации учебных предметов. Естественно, что в первую очередь она затрагивает те из них, которые используют строгий логико-математический аппарат, содержание которых поддается формализации.
Анализ подготовки студентов показал, что если студенты на достаточно высоком теоретическом уровне обладают основными знаниями по базовым предметам, то они слабо владеют практическими умениями применять эти знания в практической деятельности, в решении технических задач и в научно-исследовательской работе. Одной из причин этого является то, что они недостаточно приобщаются к современным технологиям обучения, используют морально устаревшие методы обработки информации. Например, при решении сложных технических задач, при анализе узлов машин и механизмов они пользуются простейшими счетными устройствами, так как не владеют знаниями и умениями компьютерной технологии.
Также очень слабо используется вычислительная техника при проектировании узлов и деталей машин. В современном машиностроительном производстве в настоящее время разработаны системы автоматизированного проектирования CAD/CAM/CAE, состоящие из комплекса программ по геометрическому моделированию и машинной графике; по технологической подготовке производства; по инженерному расчету и анализу с целью проверки проектных решений, например пакет программ AutoCad фирмы AutoDesk, система автоматизированного проектирования АРМ WinMachine.
В процессе обучения будущего учителя технологии решается социально-педагогическая задача — подготовить студента к самостоятельной практической деятельности, в которой он мог бы реализовать свои творческие способности, применить полученные знания.
В области развития технического творчества в настоящее время имеется несколько относительно самостоятельных психологических и педагогических направлений, таких как, деятельностный подход, индивидульно-дифференцированный подход, эвристический метод решения технических задач и др. Эти направления разрабатывались многими отечественными и зарубежными учеными.
Общие проблемы высшего педагогического образования рассматриваются в трудах О.А. Абдуллиной, Ю.К. Бабанского, В.П. Беспалько, B.C. Безруко-вой, И.А. Зимней, Б.Т. Лихачева, Ф.Ш Терегулова, Е.Н.Шиянова и других ученых, теоретико-методологических трудах СИ. Архангельского, В.В. Краев-ского, B.C. Леднева, М.Н. Скаткина.
Использование компьютерных технологий в учебном конструировании предполагает реализацию межпредметных связей многих дисциплин. Условием осуществления межпредметных связей и интеграции предметов различных циклов выступает политехническая подготовка учителей технологии.
Вопросы формирования политехнических знаний в процессе трудовой подготовки рассматривались П.Р. Атутовым, К.Ш. Ахияровым, А.Ф. Амиро-вым, Н.И. Бабкиным, С.Я. Батышевьш, Ю.К. Васильевым, В.А. Поляковым, Р.З. Тагариевым и др.
Важное значение в процессе проектно-технологической подготовки учащихся приобретает проблема развития творческой личности самого педагога. Творческий потенциал личности педагога формируется на основе психолого-педагогических и предметных знаний, новых идей, умений и навыков, позволяющих находить и применять оригинальные решения, новаторские формы и методы в исполнении своих профессиональных функций.
В разработке исследуемой проблемы мы опирались на труды ученых психологов: Д.Б. Богоявленской, Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьева, Я.А. Пономарева, А.З. Рахимова, С.Л. Рубинштейна.
Различные формы и методы вовлечения будущих учителей в творческую учебную деятельность представлены в трудах В.И. Андреева, В.И. Загвязинско-го, Ю.Н. Кулюткина, Н.Д. Никандрова, В.А. Сластенина, Н.Ф. Талызиной.
Проблемы конструкторско-технологического образования нашли отражение в работах А.Д. Ботвинникова, В.Д. Симоненко, Н.В. Хорогако, Ю.Л. Хотунцева, которыми обоснованы педагогические условия формирования конструкторско-технологической готовности учителя к профессиональной деятельности и значимые компоненты этой готовности
Учебно-конструкторская деятельность неразрывно связана с техническим творчеством учащихся. Техническое творчество является неотъемлемой частью в системе подготовки будущего учителя технологии. Имеющиеся в этой области труды В.А Горского, В.И. Качнева, А.И. Половинкина и других ученых посвящены проблемам развития технического творчества в деятельности учителя.
Конструкторская деятельность представляет собой процесс решения постоянно возникающих технических противоречий Изучение процесса решения конструкторских задач и задач с техническим содержанием отражено в трудах Г.С. Альтшуллера, Т.Я. Буша, И.М. Низамова, Д. Пойа, А.Ф. Эсаулова.
Поиск рациональных путей конструирования предполагает развитие у обучающихся умственных сил и способностей решать различные интеллектуальные, творческие задачи. Психологические проблемы развития технического мышления исследовали Б.Ф. Ломов, Т,В. Кудрявцев, В.А. Моляко.
Вопросами обучения студентов индустриально-педагогических факультетов педагогических вузов техническому конструированию и формированию у них конструкторских умений занимались В.Г. Вдовенко, МП. Марчак, Б.В. Сименач.
Вопросы подготовки учителя технологии и предпринимательства к профессиональной деятельности в условиях современной школы освещены в работах Г.И. Кругликова, В.А. Куриной, СЮ. Широковой и др.
Проблемы информатизации и компьютеризации обучения изложены в работах Р.Ф. Абдеева, Н.В. Апатовой, Б.С. Гершунского, А,П, Ершова, М.И, Жалдака, Е.И, Машбица, В.М. Монахова, Б.Я. Советова, А.Ю. Уварова, А. Д. Юдина.
Техническое конструирование с применением компьютерных технологий обладает дидактическими возможностями в обеспечении сознательной деятельности студентов в процессе их обучения, развитии их креативных способностей, формирование интереса к будущей профессиональной деятельности. Поиск студентами самостоятельных путей в проектировании, выбор наиболее оптимального способа выполнения задания создает более высокий уровень деятельности.
Проведенный анализ современной психолого-педагогической литературы показал, что формирование учебно-конструкторских знаний и умений у студентов является одной из главных составных частей в системе подготовки современного учителя технологии. Это объясняется тем, что технический прогресс в все более насыщает труд учителя технологии элементами инженерно-технических знаний и умений. Внедрение и использование все более совершенных технологий, необходимость повышения компьютерной грамотности выдвигают новые требования к системе подготовки специалистов, в которой все более интенсивно используются в различные технические средства и технологии. Успешное осуществление подготовки педагогических кадров в решающей степени зависит от интенсификации процесса обучения на основе педагогических новаций и прогрессивных педагогических технологий. Поэтому в образовательном процессе вуза в настоящее время делается акцент не на безграничное обогащение студентов знаниями, а на воспитание творческих способностей, на обучение способам поиска новых знаний. Этот анализ одновременно показал, что задачи формирования учебно-конструкторских знаний и умений в процессе подготовки современного учителя технологии еще не нашли должного отражения в работах педагогов исследователей, Одни авторы ограничиваются общими
методологическими аспектами конструкторской подготовки учителя технологии; другие рассматривают возможности применения компьютерных технологий при изучении отдельных дисциплин. Формирование конструкторских знаний и умений на основе современных информационных технологий остается пока недостаточно разработанной проблемой.
Таким образом, возникло определенное противоречие между объективной потребностью в улучшении конструкторской подготовки студентов по специальности "Технология и предпринимательство" и недостаточной разработанностью методики эффективного использования компьютерных технологий в учебном конструировании. Это противоречие делает актуальной задачу разработки педагогических условий подготовки студентов к учебно-конструкторской деятельности с использованием компьютерных технологий.
Целью исследования является обоснование, разработка и экспериментальная апробация педагогических условий обучения студентов учебно-конструкторской деятельности с использованием компьютерных технологий в процессе изучения технических дисциплин.
Объект исследования — целостный педагогический процесс профессиональной подготовки учителей технологии в условиях компьютеризации образования.
Предмет исследования — педагогические условия, обеспечивающие эффективную подготовку будущих учителей технологии к учебно-конструкторской деятельности с использованием современной вычислительной техники.
Гипотеза исследования состоит в том, что подготовка студентов к овладению методами учебно-конструкторской деятельности с использованием компьютерных технологий будет успешной, если:
— содержание и структура учебного материала будет базироваться на современных методах конструирования технических устройств с применением
электронно-вычислительной техники и элементов систем автоматизации проектирования (САПР);
— учебный процесс будет опираться на интеграцию технико-
технологической, конструкторской и информационной подготовки;
— в ходе подготовки студентов будут созданы условия для выполнения
учебно- и научно-исследовательской работы студентов, связанной с конструи
рованием учебного оборудования с применением компьютерных технологий.
В соответствии с проблемой, целью и объектом исследования были поставлены следующие задачи исследования:
1) проанализировать состояние проблемы обучения конструкторской
деятельности студентов с использованием компьютерных технологий в психо
лого-педагогической, методической и технической литературе;
2) определить содержание и последовательность обучения учебно-
конструкторской деятельности с использованием компьютерных технологий;
3) создать систему задач (заданий) для организации учебно-
конструкторской деятельности;
разработать и внедрить в процесс обучения студентов по специальности "Технология и предпринимательство" специальный курс "Основы учебного конструирования с использованием компьютерных технологий";
экспериментально проверить эффективность педагогических условий подготовки будущих учителей технологии к учебно-конструкторской деятельности.
Методологической основой исследования являются философские, педагогические, психологические положения о формировании профессиональных качеств личности будущего педагога, теории: политехнического образования, учебно-творческой деятельности, компьютеризации обучения, технологической подготовки студентов и проектно-конструкторской деятельности.
Для решения поставленных задач в работе использовались различные методы исследования: методы теоретического исследования (анализ философ-
ской, психолого-педагогической, методической и технической литературы, изучение специальной литературы и диссертационных материалов по данной проблеме, аналогия, конкретизация, синтез); методы эмпирического исследования (наблюдение, анкетирование, тестирование, изучение и анализ практической деятельности студентов, опытная работа, педагогический эксперимент); методы проектирования и конструирования учебного оборудования; методы математической статистики.
Исследование проводилось в три этапа.
Первый этап (1994 — 1996 г) — поисково-теоретический. На основании теоретического анализа психолого-педагогической, философской и методической литературы по проблеме подготовки учителей технологии на современном этапе были выявлена актуальность проблемы, определены цели и исходные параметры исследования, гипотеза и методы исследования, уточнен понятийный аппарат, определены содержание и задачи эксперимента.
Второй этап (1996 — 1998 г)— опытно-экспериментальный. На этом этапе проводился констатирующий эксперимент с целью выявления исходного уровня теоретической и практической подготовки студентов к учебному конструированию и уровня знаний компьютерных технологий; разработаны содержание, формы и методы обучения студентов учебному конструированию с использованием компьютерных технологий, определены экспериментальные и контрольные группы для проведения формирующего эксперимента, проведение педагогического эксперимента
Третий этап (1998 — 2001 гг.) — формирующий. На этом этапе завершена экспериментальная часть исследования, проведен формирующий эксперимент, проанализированы результаты исследования, обобщен теоретический и практический материал, сформулированы основные выводы и рекомендации, осуществлено внедрение результатов исследования в практику, выполнено литературное и документальное оформление диссертации.
Опытно - экспериментальной базой были определены технолого-экономический факультет Стерлитамакского государственного педагогического института, механические факультеты Стерлитамакского химико-технологического колледжа и Стерлитамакского филиала Уфимского государственного нефтяного технического университета.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоят в следующем: обоснована сущность подготовки студентов к учебно-конструкторской деятельности с использованием компьютерных средств обучения; определены особенности подготовки учителя технологии к конструкторской деятельности в условиях компьютеризации образования; выявлены педагогические условия, способствующие эффективному формированию готовности будущих учителей технологии к учебно-конструкторской деятельности с использованием компьютерных средств обучения; выявлено современное состояние проблемы подготовки учителя к конструкторской деятельности с использованием компьютерных средств обучения. В работе раскрываются логика, методика и этапы подготовки к учебно-конструкторской деятельности с использованием компьютерных технологий.
Практическая значимость исследования заключается в том, что экспериментально апробированы педагогические условия, способствующие формированию готовности студентов к учебно-конструкторской деятельности с использованием компьютерных средств обучения; разработан и внедрен спецкурс "Основы учебного конструирования с применением компьютерных технологий", в котором определены содержание и методы обучения студентов учебному конструированию на основе информационных технологий; создана система заданий для организации учебно-конструкторской деятельности; сформулированы методические рекомендации к учебным проектам студентов, разрабатываемых с применением элементов САПР.
Достоверность и обоснованность результатов исследования определяются опорой на теоретические положения научной методологии, использова-
ниєм комплекса методов изучения проблемы, адекватных задачам исследования, последовательным проведением этапов педагогического эксперимента, использованием математических методов обработки результатов. На защиту выносятся:
- содержание подготовки студентов технолого-экономических факульте
тов к учебно-конструкторской деятельности с использованием компьютерных
технологий;
педагогические условия эффективного обучения студентов учебно-конструкторской деятельности с использованием информационных технологий;
спецкурс "Основы учебного конструирования с применением компьютерных технологий",
Апробация и внедрение результатов исследования.
Основные результаты исследования докладывались и получили положительную оценку на региональных, республиканских, межвузовских научно-практических конференциях "Проблемы обучения и воспитания молодежи" (г. Уфа, 1999 г.), "Совершенствование подготовки учителя технологии в педвузе" (г. Москва, 1999 г.), "Современные технологии в организации учебно-воспитательного процесса в вузе и школе" (г. Стерлитамак, 1995 г., 1998 г.), V межвузовской научно-методической конференции "Актуальные проблемы преподавания в технических университетах (г. Уфа, 2000 г.). Основные положения диссертационной работы отражены в публикациях автора в сборниках научных трудов (Москва, 1999 - 2000 гг., Ростов-на-Дону, 2000 г., Стерлитамак, 1992 -2000 гг., Уфа 199S — 2000 гг.), Результаты исследования внедрены в практику работы технолого-зкономического факультета Стерлитамакского государственного педагогического института.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложений.
Психолого-педагогический анализ подготовки студентов к учебно- конструкторской деятельности
Одной из важнейших задач педагогики в настоящее время становится подготовка специалистов, владеющих знаниями прогрессивных технологий, способных создавать на их базе качественно новые знания и умения и передавать их своим питомцам. Задача подготовки будущих учителей технологии к учебно-конструкторской деятельности, особенно с использованием новых информационных технологий, связана с быстрым развитием технического прогресса в современном мире, с постоянным совершенствованием техники и широким внедрением электронно-вычислительных машин в различные сферы человеческой деятельности.
Основной целью подготовки студентов к учебно-конструкторской деятельности (УКД) является обучение.
Обучение как процесс представляет собой целенаправленное, организованное, активное обучающее взаимодействие преподавателей и студентов. Содержанием обучения УКД являются научные знания, культура производительного труда, производственный опыт и навыки к труду. Главными механизмами освоения содержания в процессе обучения является целенаправленно организованная в специальных формах взаимодействия совместная деятельность педагога и обучаемых, их содержательное познавательное общение. Обучение состоит из двух неразрывно связанных частей: преподавания и учения. Преподавание обеспечивает передачу обучаемым суммы знаний, умений и навыков и воспитание их в процессе обучения. Структура препода вания включает в себя педагогическую обработку и искусство воспроизведения передаваемых знаний, умений и навыков; стимулирование познавательной деятельности; осуществление диагностики; получение и обработку обратной информации; коррекцию усвоенного материала; организацию практической деятельности обучаемых; решение комплекса обучаемых и воспитательных задач. Учение — специально организованная, активная самостоятельная познавательная, трудовая и эстетическая деятельность обучаемых, направленная на освоение знаний, умений и навыков, развитие психических процессов и способностей. Общая структура учения как активной познавательной деятельности включает в себя восприятие материала, его осмысление, сознательную творческую переработку, самопроверку и применение как в системе учебных упражнений, так и в профессиональной деятельности. Обучение — органически целостный и вместе с тем противоречивый процесс. Противоречия являются движущей силой обучения. Разрешение противоречий, возникающих как внутри явлений преподавания и учения, так и между ними, составляет суть обучения (120).
Социальная, педагогическая, психологическая сущность обучения наиболее полно проявляется в его практически целесообразных функциях. Наиболее существенная функция обучения УКД — вооружение студентов теоретическими знаниями интегративного характера, лежащих в основе техники, технологии, организации производства и производственных отношений; технологическими, проектировочными и рефлексивными умениями и навыками. Эта функция обучения решает в единстве проблему общеобразовательной, политехнической и профессиональной подготовки.
Целенаправленное обучение учебно-конструкторской деятельности дает студентам определенное образование. Образование как относительный результат процесса обучения выражается в формируемой у студентов системы технических знаний, умений и навыков, отношений к научным явлениям в технике и производстве. Вместе с тем образование представляет собой и процесс изменения, развития, совершенствования системы знаний и отношений в течение всей жизни. Образование становится основой готовности будущего учителя, педагога-инженера к непрерывному овладению новыми знаниями в связи с изменяющимися условиями жизни, их переработке и совершенствованию. Без общего образования и развития невозможно создать в будущем учителе технологии основу для овладения профессией. Вместе с тем без профессиональных знаний в современных условиях невозможно осуществить политехническое образование, подготовку к преобразующей деятельности. Обучение учебному конструированию готовит студентов к активной педагогической деятельности в условиях общеобразовательной школы
С помощью функции вооружения студентов общетехническими и конструкторскими знаниями реализуется основная функция обучения — формирование мировоззрения. Формирование цельного и научно обоснованного мировоззрения, осознанное его принятие, дают возможность будущему педагогу критически относиться к потоку информации, определять нравственно-эстетическое отношение к жизни.
В неразрывной связи с предыдущими функциями находится функция общего психического, интеллектуального, эмоционального, волевого развития студентов в процессе обучения учебно-конструкторской деятельности. Обучение как социальный процесс является ведущим фактором развития студентов. В образовательном процессе обучение и развитие взаимодействуют между собой. Обучение ведет за собой развитие, становление способностей будущих учителей технологии, а интенсивное и эффективное развитие расширяет возможности обучения.
Использование компьютерных технологий в подготовке студентов к учебно-конструкторской деятельности
Важное место в содержании предмета "Технология" уделяется информационным технологиям — использованию электронно-вычислительной техники в обучении. Информационные технологии включены в учебные программы школьного образования с 8 по 11 классы (209).
Конгресс ЮНЕСКО "Образование и информатика", состоявшийся в 1996 году в Москве на высоком международном уровне зафиксировал приоритетность информатизации образования для каждого государства. К открытию конгресса многие страны, в том числе и Россия, представили национальные доклады о состоянии дел в этой области. В качестве одной из важнейших целей был определен переход от компьютерной грамотности к информационной культуре студентов и учащихся. Под информационной культурой понимается умение человека использовать соответствующим образом весь набор информационных технологий в своей деятельности: поиск информации, структурирование и систематизирование ее, обобщение и представление в виде, понятном другим людям, общение с помощью современных средств информатики (151).
Компьютеризация образования создает базу для широкого внедрения в педагогическую практику преподавания различных предметов с применением новых информационных технологий (НИХ). Процесс компьютеризации образования предъявляет новые требования к информационной подготовке специалистов-учителей. Вопросы информатизации обучения разработаны рядом авторов: Р.Ф. Авдеевым (1), Б.С. Гершунским (53), А.П. Ершовым (73), М.И. Жалдаком (74), Е.И. Машбицем (127), В.М.Монаховым (13-І), И.В. Роберт (163) и др.
Анализ современного состояния проблемы подготовки студентов к учебному конструированию и проектированию с использованием комлью терных технологий позволяет сделать вывод о недостаточной подготовленности педагогических кадров к решению данной проблемы, о неадекватности уровня компьютерной культуры учителей технологии современному уровню развития информационных технологий. Многие учителя технологии испытывают трудности в своей работе из-за недостаточного уровня сформированно-сти знаний, умений и навыков в области применения компьютерных технологий в сфере образования (6; 139).
В процессе компьютерного обучения студентов основной задачей является развитие познавательной самостоятельности студентов. Познавательную самостоятельность рассматривают как качество личности, сочетающее в себе умение приобретать новые знания, творчески применять их в различных ситуациях со стремлением к такой работе. Этот феномен представляет собой единство двух компонентов — мотивационного и процессуального. Первый отражает потребность в процессе познания, второй — знания данной предметной области и приемы деятельности, которые способствуют осуществлению целенаправленного поиска. Именно мотив играет роль вектора, способного направить деятельность студентов на достижение поставленной педагогом цели. В результате самостоятельной работы на базе имеющихся у них знаний и приемов формируются новые, что свидетельствует о развитии интеллектуальной сферы личности (163).
Рассмотрим возможности использования компьютера для развития мотивационного и процессуального компонентов познавательной самостоятельности.
Различают два вида деятельности — обучающую и учебную. Последняя представляет собой деятельность студентов, связанную с усвоением и переработкой учебной информации. Обучающая включает в себя совместную деятельность преподавателя и студентов, направленную на формирование системы знаний, умений, навыков. Она связана с передачей сведений от пе дагога к обучаемым и установлением обратной связи для контроля и управления усвоением (2; 20).
В связи с этим целесообразно выделить две функции компьютера как инструмента учебной деятельности. В первом случае ЭВМ дает возможность пользователю решать свои задачи, во втором — приобретать определенные навыки, не обязательно относящиеся к компьютеру.
Так применение компьютера для овладения процедурой вычислений позволяет рассматривать те вопросы, которые ввиду сложности математических преобразований даются не в полном объеме. Примером могут служить изучение некоторых статистических закономерностей в физическом эксперименте, гидравлических и термодинамических процессах и др.
Исследование различных явлений и процессов на ЭВМ связано с методом машинного моделирования. При этом изучение реального объекта с помощью его компьютерной модели становится важнейшим инструментом познания. Дополняя и видоизменяя модель, можно добиться более полного описания того или иного явления. Компьютерная, как и наглядно-образная или абстрактно-логическая, модель отражает основные черты реального процесса и позволяет получить новые сведения о нем. Так, с помощью ЭВМ можно проводить "чистые" эксперименты, которые позволяют избавиться от нежелательных наслоений.
Моделирование на компьютере применяется в различных предметных областях (73). Использование моделирующих компьютерных программ обеспечивает наглядность восприятия учебного материала, позволяет компенсировать недостатки материально-технического обеспечения.
class2 ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНО-КОНСГРУКТОРОСОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ТЕХНОЛОГО- ЭКОНОМИЧЕСКОМ ФАКУЛЬТЕТЕ class2
Содержательные аспекты учебно-конструкторской деятельности студентов с использованием компьютерных технологий
Для развития учебно-конструкторских знаний и умений предусматривается определенная система, включающая в себя содержание, формы и методы обучения.
Содержание обучения является наиболее важной составляющей частью в системе подготовки учителей технологии. В основе его лежит принцип научного отбора содержания. Для определения содержания обучения конструированию необходимы три условия:
-установление некоторого объема достаточно стабильных фундаментальных и специальных знаний, необходимых для понимания и усвоения развивающихся областей науки, а также для приобретения умений и навыков;
-выявление основных направлений, идей и тенденций развития соответствующей области науки и техники;
-предъявление определенных требований к уровню общего и научного развития студентов, к их мировоззрению и кругозору, обеспечивающих их творческое развитие, как специалистов и работников умственного труда.
Пути освоения конкретного учебного материала в рамках определенной темы или предмета отражают технология обучения. Дидактическая технология относится ко всем стадиям обучения на всех уровнях профессиональной школы. Ее задача — спроектировать максимально эффективную организацию учебного процесса, что заключается в разработке определенной системы использования методических правил (целей, содержания, форм и методов обучения) с учетом конкретных субъектов образования и условий организации и протяженности процесса обучения (172).
В технологическую цепочку обучения УКД мы ввели элементы систем автоматизации проектирования, которые помогают студентам глубже освоить политехнические компоненты учебной программы при минимальных затратах сил и времени преподавателя и студентов.
Собственно рутинный процесс научения (формирование знаний, умений и навыков) при использовании компьютерных технологий в УКД преобразуется до стадии исследовательской работы, когда студенты могут участвовать в создании и улучшении конструкций учебного оборудования.
В рамках исследуемой нами проблемы, мы обращаем внимание на использование компьютерных программ для расчетов и проектирования изделий в учебно-конструкторской деятельности студентов технолого-экономического факультета. С появлением компьютерных средств обучения, самые доступные и эффективные из них становятся рационально используемыми, улучшая при этом всю систему организации образовательного процесса.
В учебно-конструкторской деятельности особо важную роль играют два взаимосвязанных компонента - руководящая роль преподавателя и самостоятельная работа студента в процессе решения учебно-конструкторских задач. Первостепенная роль, безусловно, отводится последнему, но успех прежде всего зависит от формы обучения, которую преподаватель выбирает для достижения передачи необходимых знаний, умений и навыков студентам.
Среди различных форм обучения УКД, таких как лекции практические занятия, самостоятельная работа одну из ключевых позиций занимает лабораторная работа. На сегодняшний день в вузовской системе обучения лабораторные и практические работы являются одной из ведущих форм организации учебного процесса. Целью лабораторных работ выступает осмысление, углубление теоретических знаний студентов, ознакомление их с техническими средствами, более точным исследованием явлений. "Лабораторная работа, — отмечает Н.Ф. Талызина, — это такая активная форма самостоятельной работы студентов в которой их деятельность выявляется в сочетании умственных и физических действий, направленных на активное применение полученных знаний, умений и навыков на практике с использованием соответствующего оборудования (186),
Лабораторные работы в циклах дисциплин технико-технологического и конструкторского блоков содействуют развитию наблюдательности и интереса к техническому прогрессу; способствуют развитию конструкторского мышления и приобретению политехнических знаний. Лабораторные работы по спецкурсу "Основы учебного конструирования с применением компьютерных технологий" также предусматривают практические задания. Система заданий составлена с учетом межпредметных связей учебных курсов технико-технологического, конструкторского, информационного блоков дисциплин. Студентам необходимо при расчете и конструировании изделия из многих возможных вариантов решения выявить наиболее совершен-ный(оптимальный) вариант с соблюдением требований и принципов конструирования, Эта работа позволяет интегрировано использовать знания из уже изученных дисциплин ("Детали машин", "Теория машин и механизмов", "Сопротивление материалов", "Технология конструкционных материалов", "Техническое творчество" и др.).
Важным элементом формирования учебно-конструкторских знаний и умений является использование эффективных методов обучения.
