Содержание к диссертации
Введение
Глава I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МНОГОУРОВНЕВОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ 14
1.1. Роль общеинженерной дисциплины теоретические основы электротехники в подготовке специалистов электротехнических специальностей технического вуза
1.2. Анализ состояния преподавания курса «Теоретические основы электротехники» в вузе 25
1.3. Теоретические основы подготовки специалистов в системе многоуровневого профессионального образования 37
1.4. Проектирование структуры теоретического обеспечения на основе философского, психолого-педагогического и методического анализа системы многоуровневого профессионального образования 45
1.5. Педагогическое проектирование модели теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической подготовки специалистов
Выводы 87
Глава П. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕН ТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАН НОГО ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МНОГО-УРОВНЕВОИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ
108
2.1. Количественные и качественные характеристики уровней теоретического обеспечения электротехнической подготовки специалистов. Методы, формы и средства обучения 90
2.2. Активизация обучения студентов теоретическим основам электротехники на основе системы многошаговых индивидуализированных задач-тестов для самообучения, контроля и самоконтроля
2.3. Применение современного программного обеспечения и возможностей Internet-технологий (дистанционное обучение) 121
2.4. Повышение качества профессиональной подготовки на основе решения инженерных электромеханических задач с помощью метода межпредметных аналогии (ТОЭ - Теоретическая механика)
2.5. Экспериментальная проверка эффекта чости реализации теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической подготовки специалистов
130
149
Выводы 160
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 163
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 166
НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ РАБОТЫ АВТОРА ПО ТЕМЕ
- Роль общеинженерной дисциплины теоретические основы электротехники в подготовке специалистов электротехнических специальностей технического вуза
- Количественные и качественные характеристики уровней теоретического обеспечения электротехнической подготовки специалистов. Методы, формы и средства обучения
- Применение современного программного обеспечения и возможностей Internet-технологий (дистанционное обучение)
Введение к работе
Конкуренция стран в экономической области сводится в современных условиях к конкуренции в области науки, техники и технологии и, как следствие этого, к конкуренции в области подготовки высококвалифицированных специалистов и образования в целом. Чем более интенсивно развивается общество, тем все более сложными оказываются проблемы образования и воспитания, формирования личности.
Актуальность исследования обусловлена потребностью экономики России в высококвалифицированных специалистах (рабочих, техниках, инженерах) способных выдерживать жесткую профессиональную конкуренцию на рынке труда, быстро адаптироваться к изменяющемуся уровню науки, техники и технологии, умеющих реализовывать, обновлять, углублять и обогащать свои знания, владеющих научными методами познания.
Традиционная профессиональная подготовка направленная на устойчивую систему знаний, умений и навыков, готовила специалистов главным образом для уже существующих технологий и производств. Изменения в жизни общества вносили некоторые коррективы в образовательный процесс: постепенно обновлялось содержание обучения, увеличивался перечень изучаемых дисциплин. Этого было достаточно для подготовки специалиста к процессу воспроизводства жизни общества. Атомная энергетика, биотехнологии, химизация, генная инженерия, электроника и микропроцессорная техника, освоение космоса и т.д. - все это выросло на плечах традиционной системы образования. Но темпы развития общества всё возрастают. На сегодняшний день темпы перемен в жизни приблизительно в 6-7 раз выше тех, которые наблюдались в конце прошлого века. В области техники этот показатель еще более высок, само время, в рамках которого происходят фундаментальные изменения в жизни общества, стало в наши дни соизмеримым со временем активной деятельности человека, и эта деятельность необратимым образом изменяет состояние окружающей среды. Ушло время проб и ошибок, любое неправильное решение специалиста может привести к непредсказуемым последствиям, глобальным катастрофам. Сегодня специалист с высшим образованием - это не только хороший производственник, это специалист, понимающий широкий спектр экономических, экологических, социальных, философских и других проблем общества, способный к творче (Ф ской деятельности, к нестандартному мышлению.
Радикальные изменения во всех сферах общественной жизни диктуют изменение целей и задач и методов образования, возрастает роль самостоятельной работы и методологической направленности обучения. Вступающему в жизнь человеку необходимо освоить все возрастающие объемы знаний и умений, поскольку именно они являются основой профессиональной деятельности. Но период жизни знаний в отдельных областях сократился до 3 -5 лет, знания уже не могут выступать в качестве цели обучения. Дальнейший рост учебной нагрузки становится неэффективен, необходима реализация на практике перехода от «системы запоминания» к «системе мйвшления» (Э.В.Ильенков), основывающейся на некотором кванте знания, обладающимустойчивостью к происходящим переменам.
Профессиональная компетентность и востребованность специалиста может быть обеспечена разработкой и внедрением инновационных методик обучения, созданных с учетом лучших традиций технической школы России, основанной на глубокой фундаментальной подготовке специалиста и профессиональной направленности обучения.
Существующая система высшего профессионального образования имеет ряд недостатков, которые не позволяют удовлетворить потребности общества в специалистах определенного уровня. К основным недостаткам системы высшего профессионального образования относятся: ориентация на подготовку специалистов в узкой области, по узкой специализации; отсутствие вариантов получения образования различного уровня в единой образовательной системе в зависимости от потенциальных возможностей личности; слабая интеграция с довузовским и послевузовским образованием; низкая мотивация к изучению естественнонаучных и общеинженерных дисциплин.
Преодолеть эти недостатки позволяет система непрерывного многоуровневого профессионального образования, в основе которой лежат квалификационные уровни профессиональной подготовки (рабочего, специалиста среднего звена, инженера).
Но остаются нерешенными некоторые проблемы.
Как в условиях многоуровневого образования оптимально сочетать общеинженерную подготовку, являющуюся теоретической основой целого направления профессиональной деятельности, и специальную подготовку, направленную на конкретную специализацию, профессию?
Как выделить необходимый и достаточный объем теоретического обеспечения многоуровневой, например, электротехнической подготовки специалиста в условиях неуклонного возрастания объемов информации по всем дисциплинам?
Каким образом привести в соответствие структуру, содержа ше курсов общеинженерных дисциплин и методы обучения студентов системе многоуровневого профессионального образования?
Таким образом, актуальность исследования обусловлена: - социальным заказом общества на инженера, способного к продуктивной, творческой деятельности в условиях профессиональной конкуренции и рынка труда;
- необходимостью преодоления ряда противоречий профессионального образования:
- между быстрыми темпами приращения знаний и ограниченными возможностями их усвоения индивидом;
- между новой системой непрерывного многоуровневого профессионального образования и традиционной, последовательной схемой учебных курсов общеинженерных дисциплин;
- между необходимостью широкой фундаментальной подготовки студентов и требованиями специальности (практическими умениями и навыками);
- между достижениями современной педагогической науки и их практическим применением.
Эти противоречия требуют поиска путей их разрешения.
В соответствии с новой парадигмой образования, предполагающей подготовку выпускников «к образованию через всю жизнь», т.е. к образованию непрерывному, многоуровневому, необходимы проектирование и реализация теоретического обеспечения, соответствующего многоуровневой профессиональной подготовке специалистов в техническом вузе. Например, если студент первого курса получает рабочую профессию, студент третьего курса - квалификацию специалиста среднего звена, а затем - инженера, то необходимо определить, что будут представлять собой теоретические основы под готовки соответственно рабочего, техника, инженера.
Новый подход к проектированию модели теоретического обеспечения многоуровневой подготовки специалистов и методика её реализации разработаны в исследовании на примере преобразования структуры, содержания и методов обучения курсу «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ), являющемуся основой теоретического обеспечения электротехнической подготовки специалиста.
Модель теоретического обеспечения электротехнической (на базе курса ТОЭ) подготовки специалиста, как и общая модель профессионального образования в вузе, включает следующие компоненты: цели обучения (для чего учить?), содержание (чему учить?), оптимальные формы организации учебного процесса (как учить?), методы и средства обучения, методы контроля и оценки результатов. Все это должно соответствовать принятой системе непрерывной многоуровневой профессиональной подготовки специалистов в технических вузах. От эффективной разработки и оптимального сочетания этих компонентов зависит качество подготовки специалиста.
Анализ работ отечественных и зарубежных авторов (В.И.Андреев, В.С.Безрукова, В.ПБеспалько, Н.П.Бахарев, В.В.Давыдов, О.В.Долженко, Г.П.Корнев, Ю.А.Кустов, А.Н.Леонтьев, В.Н.Михелькевич, Ж.Пиаже, Н.Ф.Талызина, Ю.К.Чернова, А.Х.Шкляр, Ф.Янушевич, и др.) показывает, что хорошо разработанная научная база недостаточно полно используется в проектировании методик обучения общеинженерным дисциплинам, в частности, - дисциплине ТОЭ, где изложение материала ведется традиционно, новые методики в преподавании курса не используются.
Стремление решить проблему соответствия курсов общеинженерных дисциплин системе многоуровневой профессиональной подготовки, проблему приложения современной педагогической теории к конкретной общеинженерной дисциплине (ТОЭ), выявить пути перехода от теоретических моделей к реальной методике, обеспечивающей повышение качества обучения студентов в рамках системы многоуровневого профессионального образования, побудило нас избрать тему исследования:
«Проектирование и реализация теоретического обеспечения много-ур»невой электротехнической подготовки специалистов в вузе».
Цель исследования - повышение качества обучения студентов электротехнических специальностей вуза на основе разработки и реализации теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической подготовки.
Объект исследования - педагогический процесс общеинженерной подготовки специалистов электротехнического направления в техническом вузе.
Предмет исследования - педагогическая система обучения студентов теоретическим основам электротехнических знаний в системе многоуровневой профессиональной подготовки.
Гипотеза исследования состоит в предположении, что разработанная система теоретического обеспечения электротехнической подготовки позволит повысить качество обучения студентов, если её проектирование вести на основе теории непрерывного многоуровневого профессионального образования, а в методике реализации применять:
- метод электромеханических аналогий для решения инженерных задач;
- систему тестов не только для контроля усвоения знаний студентов, но и для их обучения и самообучения (обучающие тесты-задачи);
- современное программное обеспечение и использовать возможности Internet-технологий (дистанционное обучение). Задачи исследования:
- определить научные предпосылки разработки теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической подготовки студентов в вузе;
- обосновать концептуальные положения и спроектировать пространственно-временную модель теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической подготовки; ч - разработать методику реализации модели теоретического обеспече ния многоуровневой электротехнической подготовки с применением тестов-задач для самообучения и самоконтроля, метода электромеханических аналогий для решения инженерных задач, современного программного обеспечения и Internet-технояогий.
- провести экспериментальную проверку эффективности разработан ного теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической под готовки специалистов.
Методологической основой исследования являются: диалектиче ский метод познания как основа научной педагогики; основные законы диалектики (закон единства и борьбы противоположностей, перехода количественных изменений в качественные, отрицания отрицания), через приложение которых рассматриваются все процессы обучения и воспитания; философское понимание процессов мышления и развития; теория поэтапного формирования умственных действий и элементы теории бихевиоризма, личностно-деятельностный подход к обучению, связь теории с практикой.
В исследовании мы опирались на теорию системного подхода и пре » емственности обучения (С.И.Архангельский, Н.В.Кузьмина, А.И.Субетто, Ю.А.Кустов и др.), концепции моделирования педагогического процесса (В.И.Беспалько, О.В.Долженко, В.С.Безрукова, Ю.К.Чернова и др.), теорию многоуровневого профессионального образования (В.И.Столбов, Н.П.Бахарев, К.Г.Марквардт, А.Х.Шкляр и др), теорию развития мотивации учения (Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, Ж.Пиаже и др.), теорию формирования содержания обучения, идеи самообучения и творческого саморазвития (В.И.Андреев, В.И.Беспалько, М.И.Махмутов, М.А.Чошанов, Н.В.Маслова, Н.Ф.Талызина и др.).
Этапы исследования.
Подготовительный этап (1°95 - 1996г.) - изучение проблем в системе образования; определение состс шия преподавания курсов общеинженерных дисциплин, в частности, курса ТОЭ для электротехнических специальностей вуза; анализ научно-методической, философской, психолого-педагогической литературы; конкретизация и определение целей, задач, предмета, объекта исследования и методов экспериментальной работы.
Основной этап (1996 - 1999г.) —формулировка концептуальных положений, проектирование пространственно - временной модели теоретического обеспечения многоуровневой подготовки специалистов электротехнических профессий, определение адекватных методов, форм и средств обучения, проведение педагогического эксперимента и выявление результативности разработанной методики обучения теоретическим основам электротехники.
Заключительный этап (1999 - 2000г.) - корректировка гипотезы исследования, уточнение содержания авторской рабочей программы, обработка результатов педагогического эксперимента, внедрение результатов в практику, оформление диссертационной работы.
Методы исследования: изучение и анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы; анализ учебных и методических материалов по физике, высшей математике, теоретическим основам электротехники (ТОЭ), электрическим машинам (ЭМ), специальным курсам электротехнического направления; анкетирование, наблюдение, методы непрерывного контроля, статистическая обработка результатов педагогического эксперимента.
Научная новизна исследования состоит в:
научном обосновании, проектировании и реализации теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической подготовки специалистов в техническом вузе;
- разработке многошаговых, индивидуализированных тестов-задач для активного обучения, самообучения, контроля и самоконтроля знаний студентов;
- проектировании и использовании сетевой дидактической Internet-игры «ГОЭ+».
Теоретическая значимость исследования заключается в следующем:
- определены научные основы проектирования структуры, содержания и методик преподавания теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической подготовки студентов в вузе;
- сформулированы концептуальные положения и спроектирована пространственно-временная модель теоретического обеспечения электротехнической подготовки в системе многоуровневого профессионального образования.
Практическая значимость исследования состоит в том, что:
- его результаты могут быть использованы при проектировании курсов различных дисциплин в системе многоуровневого профессионального образования;
- разработанное теоретическое обеспечение многоуровневой электротехнической подготовки специалистов внедрено и применяется в учебном процессе электротехнического направления Тольяттинского политехнического института.
В ходе реализации теоретического обеспечения разработаны:
- учебная и рабочая программы по курсу, учебные пособия, методические указания; - многошаговые, индивидуализированные тесты-задачи для само обучения и самоконтроля;
- развит метод электромеханических аналогий в направлении применения законов и методов ТОЭ для решения электромеханических задач и издано методическое пособие;
- внедрен в учебный процесс WWW-сервер кафедры ТОЭ для дистанционного обучения и сетевая дидактическая игра.
Достоверность и научная обоснованность результатов работы обес ф печивались:
- анализом методологических, психологических и дидактических основ проектирования педагогической системы;
- соответствием методов исследования целям и задачам работы;
- связью теоретических исследований с практикой обучения студентов теоретическим основам электротехники;
- репрезентативностью выборки и использованием методов математической статистики для проверки достоверности полученных экспериментальных результатов.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялось на электротехническом факультете Тольяттинского политехнического института, который стал основной экспериментальной базой исследования.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры ТОЭ ТолПИ, VU Внутриву зовской научно-методической конференции «Совершенствование форм и методов учебно-методической работы в вузе при реализации концепции непрерывного многоуровневого профессионального образования», апрель 1997 г.,Ф Тольятти; межвузовской научно-методической конференции «Педагогические, экономические и социальные аспекты учебной, научной и производст 13 венной деятельности», январь 1998 г., Тольятти; Всероссийской научно-методическг " конференции «Проблемы качества в инновационных системах профессионального образования», январь 1999 г., Тольятти.
Тема исследования входит в научное направление исследований Толь-яттинского политехнического института «Теоретическое проектирование и анализ модели системы непрерывной многоуровневой профессиональной подготовки специалистов в технических вузах».
На защиту выносятся:
- научные основы проектирования и пространственно-временная модель теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической подготовки студентов в вузе;
- комплекс методических условий успешной реализации модели теоретического обеспечения многоуровневой подготовки специалистов электротехнического направления вуза:
- многошаговые тесты-задачи для активного индивидуализированного обучения, самообучения, контроля и самоконтроля знаний студентов;
- методика решения электромеханических задач с применением законов и методов ТОЭ на основе теории электромеханических аналогий.
Объем и структура диссертации: диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка литературы из 175 на-именований приложений. Объем диссертации составляет - 175 стр. текста, 35 рисунков, 12 таблиц, 3-х приложений.
Роль общеинженерной дисциплины теоретические основы электротехники в подготовке специалистов электротехнических специальностей технического вуза
Уровень жизни общества - определяется уровнем социально-экономического развития, которое напрямую зависит от качества инженерной деятельности. Проблемы практического использования научных знаний, полученных в ходе обучения в вузе, повышения эффективности научных исследований и разработок выдвигают инженерную деятельность на передний план экономики и культуры.
За последние десятилетия характер инженерной деятельности существенно изменился. В течении ХГХ - первой половины XX в. теоретическая база инженерной деятельности развита слабо, её характерной чертой является производство технических объектов исходя из возможностей технического знания. Активность инженера реализуется главным образом в изобретательстве и рационализаторстве. Система рецептурного знания составляет основу его деятельности. Целевая установка подготовки специалиста - овладеть системой необходимых умений, навыков. Знания лишь поддерживают умения и навыки. [56]
Далее, эволюция идет по пути создания новых технических устройств, которые могут обновляться за время работы специалиста при неизменной технологии. Целью подготовки являются уже знания, умения, навыки. Модель подготовки специалиста ориентируется на формирование вариативной системы знаний.
С изменением технологий производства становится необходимо умение перестраивать систему деятельности специалиста. Адаптация к меняющимся условиям профессиональной деятельности становится предпосылкой успешного труда и-женера. Цель подготовки - формирование системы деятельности, методологических навыков.
В дальнейшем, когда технологии меняются все быстрее, условием эффективной профессиональной деятельности становится умение перестраивать её с учетом социально значимых целей и ограничений. Цель включает не только формирование методологических навыков, но и формирование личностных характеристик будущих инженеров.
Таким образом, с изменением инженерной деятельности меняются цели этой деятельности, а, следовательно и дидактические модели подготовки специалистов.
Современный этап инженерной деятельности характеризуется системным подходом к решению сложных научно-технических задач, обращением ко всему комплексу социальных, гуманитарных и технических дисциплин. Технологическая перестройка производства подразумевает умение перестраивать и систему деятельности специалиста, сталкивающегося с необходимостью постоянного пополнения и обновления знаний. При этом целью подготовки специалистов в вузе становится формирование методологических навыков деятельности, т.е. способности осваивать принципы, методы, способы действия наряду с традиционным овладением знаниями и умениями, следовательно подготовка специалистов должна вестись с опорой на фундаментальные инженерные дисциплины, образующие теоретический базис, имеющий огромное значение для инженера. Такая подготовка, наряду с естественнонаучным, математическим, общепрофессиональным, экономическим и гуманитарным образованием, получаемым в вузе, имеет важнейшее социальное значение для выпускников -она повышает их социальную защищенность. В новых условиях на рынке интеллектуального труда конкуренцию выдерживают профессионалы, качество образования которых обеспечивает им гибкую профессиональную мобильность, что достигается высокой общеинженерной подготовкой. Эффективность переориентации специалиста (обучение другой специаль 16 ности или другому виду деятельности), определяется в основном базой фундаментальных знаний, полученных в вузе.
Ещё на заре становления техг7г веского образования в России был принят совершенно правильный кур; - уже в конце XVIII -начале XIX столетия подготовка инженеров в технических вузах строилась на сочетании высокого теоретического уровня преподавания и значительного практического обучения [42]. Приоритет российской технической школы в ХІХв. признавался специалистами Англии, США, Германии. Разработанные в России принципы, идеи и методы подготовки инженеров легли в основу инженерного образования за рубежом. В США на основе «русского метода обучения» разработали общую теорию политехнического обучения с акцентом на тесную связь науки и производства. Хорошая фундаментальная подготовка в вузе помогла многим известным ученым, инженерам добиться выдающихся результатов в тех областях, конкретно к которым в вузе их не готовили. Академик Доллежаль (главный конструктор первой советской атомной станции) не изучал в вузе ядерную энергетику, которая тогда еще не вышла из стен лабораторий, но стал ведущим ученым и инженером в области АЭС. Академик Туполев А.Н. не изучал реактивных летательных аппаратов в МВТУ, но стал признанным авторитетом в области реактивного самолетостроения. Когда учился академик Лебедев (создатель первой советской цифровой вычислительной машины), мало кто знал само слово «кибернетика», а во время обучения академика Королева СП. практическая космонавтика казалась бесконечно далеким делом [148]. Эта замечательная традиция - поддержание высокого уровня фундаментальной подготовки - сохранилась, и в настоящее время стала ещё актуальнее, т.к. фундаментальное образование по информатике, теории управления, теоретической механике, сопротивлению материалов, материаловедению, теоретическим основам электротехники (ТОЭ), многим другим наукам придает подготовке инженера ту инвариантность, которая совершенно необходима в современных социально-экономических условиях, в условиях рыночных отношений, требующих быстрого реагирования на г.човь появляющиеся технологии, новые запросы общества.
Каждое техническое направление профессиональное подготовки специалистов включает ряд дисциплин, составляющих теоретический базис (основу) всех специальностей этого направлени т. Например, для электротехнического направления такой дисциплиной является ТОЭ (Теоретические основы электротехники). Курс ТОЭ представляет собой основу (фундамент) всех электротехнических специальностей вуза.
Общеинженерные дисциплины, в частности ТОЭ, занимают особое место в системе высшего технического образования, их можно назвать «переходными» от естественнонаучных к специальным и профилирующим дисциплинам. Курсы этих дисциплин составляют теоретическое обеспечение профессиональной подготовки специалистов. Основные фундаментальные инженерные дисциплины направления (ОФИДН), какими являются, например, ТОЭ для электротехнических специальностей; сопротивление материалов, детали машин - для машиностроительных; сопротивление материалов, материаловедение - для технологических; и т.д. имеют разработанный теоретический уровень (скажем, теорию электрических и магнитных цепей), содержат свои теоретические принципы, в них построены свои идеальные объекты, модели, применяются объективные научные законы, разработан оригинальный математический и понятийный аппарат. Их предметом является искусственная материальная среда (технические устройства и системы) и явления ей присущие. В тоже время, эти науки достаточно четко ориентированы на решение инженерных задач и имеют вполне определенную специфику. Важное место в этих дисциплинах занимают описания расчетов и различные методические рекомендации Основные функции науки, как познавательной и как производительной силы все больше сближаются и интегрируются в них. [127]. Главная цель ОФИДН - выработка практико-методических рекомендаций по применению научных знаний, полученных теоретическим путем, в инженерной практике.
Специфика, например, курса ТОЭ определяется необходимость использования его результатов не столько для объяснения естественных процессов, сколько для конструирования и исследования электротехнических систем.
Инженерная деятельность непосредственно связана с применением научных знаний для создания и совершенствования технологий и технологических систем. Новые технологии и новые философские подходы к организации производства внедряются ныне в практику значительно более высокими темпами, чем когда-либо ранее, «время жизни» технологий часто меньше времени обучения в вузе, высокие темпы приращения знаний вступают в противоречие с ограниченными возможностями их усвоения индивидом. Традиционная система профессионального образования в России ориентированная на существующую, незначительно меняющуюся во времени технологию и узкую специализацию, где целевая установка при подготовке инженера - система знаний, умений и навыков, уже не дает желаемых результатов. Схема профессиональной подготовки студентов технического вуза, построенная практически на последовательном во времени расположении циклов естественнонаучных, общеинженерных, специальных и узкоспециальных (профилирующих) дисциплин с незначительными временными пересечениями соседних циклов (рис. 1.1), показывает, что сумма знаний получаемых студентами формируется последовательными слоями, специальные и профилирующие дисциплины изучаются лишь с шестого, седьмого семестров, с трудом прослеживаются межпредметные связи и аналогии.[17, 18, 19, 24] При таком расположении курсов у студентов отсутствует мотивация и активность в изучении общеинженерных дисциплин, т.к. полезности и необходимости в их изучении студенты не видят. Это существенно снижает качество профессиональной подготовки специалиста.
Количественные и качественные характеристики уровней теоретического обеспечения электротехнической подготовки специалистов. Методы, формы и средства обучения
Разработанная система теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической подготовки специалистов предполагает дифференциацию содержания, методов, форм и средств обучения по трем уровням профессиональной подготовки. Таким образом, теоретическое обеспечение представляет собой три части целостной системы подготовки специалиста электротехнического направления. Разделение на уровни не идет в ущерб системе электротехнических знаний, т.к.. теоретическое ядро дисцшшиньї не меняет своего содержания. Меняется степень научности учебного материала дисциплины. Содержание проектируется в виде спирали, знания и умения получаемые студентами при изучении теоретической электротехники усложняются последовательно, по мере раскручивания спирали развития и усложнения специальности. Методика реализации теоретического обеспечения определяется, в первую очередь, реализацией принципов преемственности и профессиональной направленности, которые вместе с другими принципами профессионального образования лежат в основе разработанного теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической подготовки специалистов.
Руководствуясь принципом преемственности в обучении, который можно определить как педагогическую категорию, отражающую закономерности изменения структуры содержания учебного материала и сочетания методов обучения, направленных на преодоление противоречий линейно дискретного характера процесса обучения, и способы реализации этих закономерностей в соответствии с целями обучения, развития интеллектуал" ных способностей молодежи и её воспитания (Ю.А. Кустов), определяем основные направления его реализации в обучении теоретическим осі.овам электротехники:
- преемственность ступеней профессионального образования;
- преемственность в изучении теоретических основ электротехнических знаний, взаимосвязи теории с практикой и т.д.
Основные этапы реализации принципа преемственности: определяем квалификационные характеристики уровней обучения теоретической электротехнике на основе предполагаемых видов профессиональной деятельности и модели специалиста электротехнического направления; определяем содержание учебного материала, установив исходный и верхний уровни формируемого качества или вида деятельности; выделяем основные структурные элементы курса, раздела, темы, являющиеся сквозными для электротехнических специальностей; подбираем наиболее эффективные методы, формы и средства обучения. ..
Как следует из первого этапа реализации принципа преемственности важным для определения уровней обучения является анализ модели специалиста. Определение модели специалиста должно основываться на анализе современного состояния и перспектив развития электроэнергетики и электротехники как в России, так и за рубежом. Прогнозирование будущего электротехники и энергетики может быть только многовариантным и вероятностным, поэтому главной задачей модели специалиста является ответ на вопрос: что нужно сделать, если развитие будет приобретать тот или иной характер? Подготовка специалиста должна исходить из того, что современная энергетика развивается и б дет развиваться как большая искусственная система кибернетического тиг:а, взаимодействующая с другими большими системами, отражающими технико-экономическое и социальное развитие общества. Вследствие возрастания мощностей энергетика и электротехника все теснее взаимодействуют с биосферой. Поэтому специалист электротехнического профиля должен быть в состоянии охватить и теоретически, и практически весь комплекс проблем и задач электротехники и уметь управлять этой большой системой.
При построении модели специалиста электротехнического направления необходимо учитывать успехи в области радиоэлектроники, вычислительной техники, кибернетики, синергетики и т.д., влияющие на предполагаемую профессиональную деятельность. Для подготовки хорошего специалиста-инженера студенту необходимо предложить знания по большому числу дисциплин, объем информации по которым возрастает при ограниченном времени на усвоение. Изучить их во всем объеме не представляется возможным. Как разрешить это противоречие? По нашему мнению следует построить преподавание, например, курса ТОЭ так, чтобы оно решало две задачи:
1. Предоставить студентам теоретическую и методическую основу, выработать у них способность строить изучение специальных дисциплин и последующую профессиональную деятельность.
2. Придать курсу профессиональную направленность, т.е. научить студентов решать практические задачи в электротехнической области деятельности.
При проектировании и конструировании новой техники, разработки современных технологий, при широкой автоматизации й механизации производства инженеру электротехнического направления нужны знания общеинженерных дисциплин. При приоритете специальности между общеинженерными курсами, в частности курсом ТОЭ, и специальными курсами возникает противоречие, которое заключается в необходимости широкой фундаментальной электротехнической подготовки и направлением обучения на конкретную специальность.
Для разрешения этого противоречия необходимо оптимальное сочетание материала курса ТОЭ со специальными курсами. Речь идет о том, чтобы на основе начальной профессиональной подготовки, студентам требовались бы материалы курса ТОЭ для более глубокого понимания специфики специальности.
Согласно квалификационным ступеням системы непрерывного многоуровневого профессионального обучения в ТолПИ, содержание теоретического обеспечения многоуровневой электротехнической подготовки специалистов должно преемственно соответствовать этим ступеням, т.е. учебная информация курса должна быть необходимой и достаточной для предстоящей профессиональной деятельности (рабочего, техника, инженера).
Покажем на конкретном примере различия в содержании темы по электротехнике для трех уровней теоретического обеспечения при преемственном переходе с одного квалификационного уровня на другой. Например, тема «Трехфазные трансформаторы». Содержание этой темы относительно квалификационных уровней включает следующие вопросы (см. табл. 2.1.). При таком подходе студент не перегружен, он получает только необходимую информацию для данной ступени профессионального образования. Параллельное изучение специальных дисциплин, также в объеме соответствующем квалификационным уровням профессиональной подготовки, повышает мотивацию в изучении теоретической электротехники.
По этой же теме разрабатываются задачи, так же соответствующие квалификационным уровням рабочей профессии, техника, инженера
Применение современного программного обеспечения и возможностей Internet-технологий (дистанционное обучение)
Раздел "Lectures" содержит тексты лекций, которые в электронном виде доступны для изучения. Это удобный и прогрессивный метод, позволяющий экономить время на общих и стандартных темах курса ТОЭ, а на лекциях сосредоточится на проблемных моментах. К тому же лекции становятся доступными студентам, которые из-за болезни или другой причины не смогли посещать занятия, что является гуманным по отношению ко всем студентам и дает равные шансы в обучении всем.
Раздел "Forum" на который студенты так же могут попасть с первой страницы сервера содержит интерактивную систему, через которую можно задать интересующие вопросы, а так же ответы на часто задаваемые вопросы. акие разделы обязательно присутствуют на всех интранет системах с организованной обратной связью.
Заполненная форма с вопросом отсылается по электронной почте на адрес преподавателя кафедры ТОЭ. Это позволяет оперативно отвечать на важные вопросы и игнорировать не нужные.
Следующим важным разделом сайта - является электронное расписание. На него можно попасть в разделе "Schedule". Появляющийся при этом экран представлен на рис. 2.10.
Электронный календарь написанный на специальном языке программирования Java Script позволяет привязывать к конкретной дате напоминание о каком либо событии. Таким образом можно организовать напоминание о лекциях, практических и лабораторных занятиях. Там же распо 125
лагается напоминание о необходимом к повторению материале к данному занятию. Стационарное расписание располагается слева.
Следующим важным разделом является "Examination". В нем размещены материалы, посвященные подготовке к экзаменам, экзаменационные билеты, расписание экзаменов и другие материалы, носящие справочный характер. Т.к. экзамены это несомненный стресс для студентов, то максимально простой способ доступа к справочным материалам большой шаг вперед. В этом мы опирались преимущественно на западный опыт работы со студентами.
Перейдем от работы студента с готовым сервером к вопросу о его изменении и дополнении преподавателем. Настоящая интранет система как раз и интересна тем, что публикация в ней материалов максимально проста.
Поэтому материалы в чиде специальных страниц html и рисунков в формате .gif (jpeg) могут быть помещены на сайт или посредством ftp или простым копированием файлов в определенный каталог сервера с магнитного носителя.
Для определенности предположим, что сервер размещен у специального оператора серверов. Тогда процесс копирования начнется с вызова специальной утилиты ftp для удаленного копирования файлов. Это изображено на рис.2.11. Далее используя свое имя и пароль можно скопировать нужные файлы и ( или ) удалить не нужные. Такое действие можно произвести с любого компьютера подключенного к сети Интернет и из внутренней сети института, если она имеет выход в Интернет. Сервер так же может располагаться и в локальной сети института. Такое действие необходимо производить каждый раз, когда производится обновление содержимого сервера.
Аналогично происходит работа с электрог; той почтой. Студентам нравится работать с преподавателями кафедры ТОЭ, ис пользуя сеть Интернет. Активность и желание в обухт?нии повышается, студенты сами предлагают внести некоторые нужные им сведения на сер вер кафедры, иногда непроизвольно возникают дискуссии между студен тами по поводу решения, например, задачи, расчетной работы и т.д. На сервер помещены задачи-тесты для самообучения и самоконтроля, инст рукции к выполнению лабораторных работ и т.д. Студент знает, что по любому вопросу по темам курса ТОЭ в любое время он может обратиться к преподавателю и получит ответ. Процесс обучения делается более твор ческим, индивидуальным, одновременно приобретаются практические на выки в использовании современных Интернет-технологий. , В психолого-педагогических науках принята аксиома обучения, которая состоит в том, что без собственной активности учащегося никакое обучение невозможно. К числу методик, направленных на интенсификацию процессов обучения относятся: проблемное обучение, деловые и дидактические игры, ситуационные задачи, реальное проектирование, программированное обучение. Все эти методики относятся к мотивационному этапу дидактического процесса.
На кафедре ТОЭ создание сервера позволило использовать идею игровой ситуации в учебном процессе. Считается, что дидактические игры не совсем подходят для технических дисциплин, но возможности Интернет-технологий доказывают обратное.
Например, на кафедре разработана и используется дидактическая игра «ТОЭ +». Целью игры является повышение обучающего эффекта в изучении общеинженерного курса ТОЭ. Обучающая игра это обычный дидактический процесс, обладающий определенной мотивацией, структурой познавательной деятельности студентов и системой управления усвоением. Следовательно игра может строиться по уровням а, Д Отличительной особенностью дидактической игры является повышенный эмоциональный настрой, ярко выраженное желание играть, состязательность партнеров, преследующих цель выигрыша, в том или ином его выражении.
Игра «ТОЭ +» - это сетевая игра, которая представляет cof ой ответ на вопрос, задачу, проблему. Правильный ответ дает определенное количество баллов, которые учитываются на зачете, экзамене.
Игра проходит следующим образом: в назначенное кафедрой время (обычно по средам в 17) студентам задается вопрос в электронном виде, например, «Каким методом целесообразно вести расчет переходных про цессов в сложных электрических цепях с большим количеством реактивных элементов и в нелинейных цепях?». И; Студенты со своих персональных компьютеров по Интернету заходят на сайт кафедры, видят вопрос, стремятся как можно быстрее на него .ответить и отправить ответ по электронной почте на адрес кафедры ТОЭ. Время на отправку ответа ограничено и варьируется в зависимости от уровня вопроса, задачи. Таким образом, игра рассчитана на все три уровня теоретического обеспечения электротехнической подготовки. Если студент набирает (выигрывает) максимальное количество баллов, то экзамен для него проходит как собеседование. Ответ студента оценивается по правильности и по времени отправки сообщения на сервер.
Деятельность студента заключается в решении задачи, отборе необходимого учебного материала Из конспекта лекции, книги или другого, возможно электронного источника информации, т.е. происходит обучение в игровой форме.
Система, используемая на кафедре ТОЭ, существенно облегчает работу преподавателя, который может заниматься проектированием и разработкой новых методик и технологий обучения курсу ТОЭ, поиском интересных профессионально направленных задач и проблем по дисциплине ТОЭ. Преподаватель может читать обзорные лекции вместо изложения стандартного, подробно расписанного во многих учебниках по ТОЭ, материала. На сервере кафедры могут находиться учебно-методические мате 129
риалы г юфессионально направленные для каждой специальности, лучших специалистов и преподавателей. Использование новых информационных технологий позволяет:
- вести гибкий учет запросов обучаемых за счет подбора индивидуально ориентированных учебных планов;
- повысить мотивацию к обучению за счет привлекательности самого процесса обучения;
- повысить обще научно-образовательный рейтинг страны в целом
