Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретическое обоснование обучения будущих учителей технологии и предпринимательства электрофизическим и электрохимическим методам обработки конструкционных материалов
1.1 . Теоретическое обоснование обучения будущих учителей технологии и предпринимательства электрофизическим и электрохимическим методам обработки конструкционных материалов как потребность социально- экономического развития общества 12
1.2. Модель подготовки учителя технологии и предпринимательства и ее роль в формировании естественно-научных, общетехнических и технологических знаний, умений и навыков ... 26
1.3. Критерии отбора содержания спецкурса «Электрофизические и электрохимические методы обработки конструкционных материалов» 45
1.4. Критерии эффективности обучения будущих учителей технологии и предпринимательства электрофизическим и электрохимическим методам обработки конструкционных материалов 69
Выводы по первой главе 82
ГЛАВА 2. Дидакто-методическое обеспечение обучения будущих учителей технологии и предпринимательства электрофизическим и электрохимическим методам обработки конструкционных материалов
2.1. Методические основы ознакомления студентов с современными методами обработки конструкционных материалов 84
2.2. Материально-техническое обеспечение спецкурса " Электрофизические и электрохимические методы обработки конструкционных материалов" 99
2.3. Методика проведения педагогического эксперимента и результаты
опытно-экспериментальной работы... 104
Выводы по второй главе 127
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 133
ПРИЛОЖЕНИЕ ТОМ 2
- Теоретическое обоснование обучения будущих учителей технологии и предпринимательства электрофизическим и электрохимическим методам обработки конструкционных материалов как потребность социально- экономического развития общества
- Модель подготовки учителя технологии и предпринимательства и ее роль в формировании естественно-научных, общетехнических и технологических знаний, умений и навыков
- Методические основы ознакомления студентов с современными методами обработки конструкционных материалов
Введение к работе
Актуальность исследования. Нынешнее поколение живет в условиях, когда уходит в прошлое индустриальный этап научно-технического прогресса с его "экстенсивной", технократической идеологией: любой ценой получить максимальный результат. Уверенно входит в жизнь технологический этап, который устанавливает приоритет способа над результатом деятельности с учетом социальных, психологических, экономических, технологических, экологических и других факторов и последствий, что приводит к необходимости комплексно, на основе научных знаний подходить к выбору способов и оценке результатов своей деятельности.
В развитых странах, таких, как Япония, Южная Корея, США, Франция, Великобритания и др., раз в 2-3 года происходит смена технологий. Она возможна, если для её осуществления имеются хорошо теоретически и практически подготовленные кадры. По этому же пути движется Россия.
Одним из основополагающих компонентов в преобразующей деятельности человека является его технологическая подготовка, которая обеспечивается, прежде всего, усвоением общеобразовательных и специальных знаний. Это объясняется тем, что технология выступает парадигмой современного образования, целью и основной задачей которого является подготовка учащихся к преобразовательной деятельности с использованием научных основ современного производства [50].
Для решения этой задачи в учебные планы школ включена образовательная область "Технология", предполагающая ознакомление учащихся с базовыми способами технологического освоения действительности, с быстро меняющейся техникой и технологией современного производства.
На важность исследования технологической подготовки учащихся указывали такие ученые педагоги, как П.Р. Атутов, С.Я. Батышев, Ю.К.
5 Васильев, В.А. Поляков, И.А. Сасова, В.Д. Симоненко и др. [14; 15; 20].
В работах П.Р. Атутова, В.А. Полякова, В.Д. Симоненко и др. был проведен анализ и отбор технологических знаний и умений учащихся, которые должны быть сформированы в процессе допрофессионального и профессионального образования. В концепции технологического образования учащихся (П.Р. Атутов, В.А. Поляков, В.Д. Симоненко и др.) указано на необходимость ведения поиска научно-обоснованных, соответствующих возрастным особенностям учащихся методов, форм и дидактических средств технологического обучения.
Широкое использование достижений науки, техники и технологии в современном производстве, а также увеличение доли творческого труда изменяют и содержание технологического обучения учащихся.
Так, коллегия МО РФ (27.06.00 г., № 14/1), обсудив проблемы технологического образования, приняла решения о необходимости: «... разработки новой методологии общеобразовательной подготовки учащихся...». Указанно, что «... в содержании всех общеобразовательных предметов должны быть усилены прикладные аспекты изучения законов, правил, условий, форм, средств, результатов современного технологического преобразования объектов...». Главной задачей считается «... переход от трудового обучения к технологическому, который призван обеспечить учащимся возможность овладения инвариантными способами и средствами преобразования окружающей действительности, применения в практической деятельности научных знаний, полученных при изучении смежных предметов. Построенный на основе проектной познавательно-трудовой деятельности предмет «Технология» на качественно новом уровне должен реализовать положительный отечественный и зарубежный опыт технологической, прикладной подготовки учащихся их профессиональную ориентацию».
Поэтому в содержание технологической и методической подготовки будущих учителей технологии уже сегодня необходимо внести соответствующие изменения, в частности, в методах и формах обучения.
В работах А.Н. Богатырева, В.М. Жучкова, А.П. Надточия, В.А. Полякова, А.Н. Ростовцева, В.Д, Симоненко, А.И. Тимошенко, А.С. Тихонова и др. указывается на необходимость больше внимания уделять проектировочно-конструкторской деятельности, обучать студентов технологии творчества, формировать технологическую культуру, развивать творческое мышление и т.д. [101; 171].
Вместе с тем, анализ психолого-педагогической, методической литературы по теме исследования показал, что данная проблема решена недостаточно полно.
Исследования в области современной теории и практики промышленных технологий, педагогической науки позволили вскрыть противоречия, требующие научного и практического разрешения: между современным уровнем научно-технического прогресса и уровнем технологических знаний, применяемых путей и средств совершенствования технологической подготовки учащейся молодежи, между необходимостью перехода от трудового к технологическому обучению и недостаточным уровнем подготовки учительских кадров. Подготовку последних следует вести, отражая приоритетные направления научно-технического прогресса и современного производства. Например, изучение электрофизических и электрохимических способов обработки конструкционных материалов перспективно, т.к. в условиях средней и высшей школы отвечает установлению интегрированных связей физики, химии с технологией для улучшения технологической подготовки учащейся молодежи [51].
В связи с вышесказанным тема диссертации "Дидактическое обеспечение обучения будущих учителей технологии и предпринимательство электрофизическим и электрохимическим методам обработки конструкционныхматериалов"является актуальной.
Цель исследования: повышение качества подготовки будущих учителей
7 технологии посредством разработки и внедрения дидактического и материального обеспечения учебного процесса, позволяющих реализовать интеграцию технологических, общетехнических и естественно-научных дисциплин.
Объект исследования: теория и практика учебно-воспитательного процесса подготовки учителя технологии и предпринимательства в педагогическом вузе.
Предмет исследования: дидактическое обеспечение обучения будущих учителей технологии и предпринимательства электрофизическим и электрохимическим методам обработки конструкционных материалов.
Гипотеза исследования. Эффективно осуществить подготовку будущих учителей технологии и предпринимательства к использованию новых методов обработки конструкционных материалов и применению в будущей профессиональной деятельности научных знаний из смежных дисциплин возможно при условии, если будет: -выявлено состояние проблемы, проанализировано и определено место этих методов в структуре подготовки учителя; -определено содержание теоретической и практической подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства обучению их электрофизическим и электрохимическим методам обработки материалов; - разработан и внедрен в учебный процесс спецкурс «Электрофизические и электрохимические методы обработки конструкционных материалов», основанный на использовании изготовленных лабораторных установок в учебном процессе; -осуществлена интеграция содержания технологических и общетехнических дисциплин с физикой, химией; -разработан диагностический инструментарий для определения эффективности учебно-познавательной деятельности студентов,
Задачи исследования: проанализировать состояние технологического обучения в теории и практике преподавания в условиях педвуза и средней школы; разработать теоретическую модель подготовки учителя технологии и предпринимательства и определить в ней место спецкурса; выявить возможности интегрирования содержания общетехнических и технологических дисциплин с физикой, химией при обучении студентов электрофизическим и электрохимическим методам обработки конструкционных материалов; разработать и внедрить в траекторию профессиональной подготовки студентов спецкурс «Электрофизические и электрохимические методы обработки конструкционных материалов» и его дидактическое обеспечение; разработать и изготовить комплект лабораторных установок по электроискровой, ультразвуковой обработке материалов и поверхностной закалке металлов токами высокой частоты; выявить и экспериментально проверить эффективность дидактического обеспечения учебного процесса.
Теоретической и методологической основой исследования являются: психолого-педагогические научные положения теории деятельности человека в процессе познания (Л.С. Выготский, С.Л. Рубинштейн, А.Н. Леонтьев, П.Я. Гальперин и др.); труды, посвященные формированию профессиональной компетентности учителей технологии и предпринимательства (П.Р. Атутов, В.А. Поляков, В.Д. Симоненко и др.); фундаментальные работы ведущих агечественных ученых-дидактов (Ю.К. Бабанского, В.В. Краевского, И.Я. Лернера, М.Н. Скаткина, П.И. Пидкасистого и др.); концепции технологического образования (П.Р. Атутов, В.А. Поляков, В.Д. Симоненко и др.).
Методы исследования: теоретический анализ проблемы на основе изучения философской, психолого-педагогической, методической, технической и специальной литературы по исследуемой проблеме; эмпирический (изучение результатов деятельности учащихся, наблюдение, беседа, тестирование, метод
9 педагогического контроля в процессе проведения опытно-экспериментальной работы); педагогический эксперимент и использование методов статистической обработки результатов исследования.
Организация и база исследовании. Исследование осуществлялось в течение 1996 - 2001 гг. в три этапа на базе факультетов ТиП Ишимского государственного педагогического института (ИГПИ) им, П.П. Ершова, Омского государственного педагогического университета (ОмГПУ), технолого-экономического факультета Новокузнецкого государственного педагогического института (НГПИ).
Первый этап (1996-1998 гг.) - поисково-теоретический. Проведен теоретический анализ проблемы исследования, определены цели, задачи, объект, предмет исследования, сформулирована гипотеза. Проводилась работа по сбору материала для подготовки спецкурса "Электрофизические и электрохимические методы обработки конструкционных материалов". Осуществлялось проектирование, конструирование и изготовление комплекта действующих лабораторных установок.
Второй этап (1998-2000 гг.) - опытно-экспериментальный. Разработана теоретическая модель подготовки учителя технологии и предпринимательства, в которой определено место спецкурса и лабораторного практикума. Проводился эксперимент, включающий внедрение в учебный процесс разработанного оборудования, дидактических материалов, апробацию теоретических результатов в выступлениях и публикациях.
Третий этап (2000-2001 гг.) - обобгцающий. Продолжался эксперимент, анализировались и обрабатывались результаты, уточнялись некоторые положения, оценивалась эффективность дидактического обеспечения, оформлялась диссертационная работа.
Научная новизна и теоретическая значимость работы заключается в: разработке теоретической модели подготовки учителя технологии и предпринимательства; выявлении принципов и критериев отбора содержания дидактических материалов, обеспечивающих за счет интегрирования содержания естественнонаучных, общетехнических и технологических дисциплин с использованием разработанных установок обеспечивающих повышение уровня профессиональной подготовки студентов; обосновании целесообразности внедрения в учебный процесс спецкурса и разработанных лабораторных установок, позволяющих демонстрировать и исследовать способы ТВЧ, ЭФ и ЭХ процессов обработки конструкционных материалов; обосновании эффективности дидакто-методического и материального обеспечения учебного процесса для развития творческих способностей и навыков самостоятельной работы будущих учителей ; разработке контрольных тестов для определения эффективности дидактического обеспечения учебного процесса.
Практическая значимость исследования заключается в разработке и внедрении в учебный процесс: программы и учебного содержания спецкурса "Электрофизические и электрохимические методы обработки конструкционных материалов"; лабораторного практикума по обработке конструкционных материалов на основе разработанного комплекта оборудования и методических рекомендаций к практикуму; диагностического инструментария (тесты) для выявления уровня усвоения учебного содержания спецкурса.
На защиту выносятся: теоретическая модель подготовки будущего учителя технологии и предпринимательства; а принципы отбора содержания дидакто-методического обеспечения для интеграции материалов естественно-научных общетехнических и технологических дисциплин; а комплект дидакто-методического обеспечения (программа и учебное содержание спецкурса "Электрофизические и электрохимические методы обработки конструкционных материалов" и лабораторного практикума по обработке конструкционных материалов и методические рекомендации к практикуму); о диагностический инструментарий (тест) для выявления уровня усвоения учебного содержания спецкурса;
0 творческие проекты по конструированию и изготовлению действующих лабораторных установок для обработки конструкционных материалов ЭФ и ЭХ методами1.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается: методологической обоснованностью экспериментальной работы; применением комплекса методов исследования; объективностью выборок; использованием методов математической статистики.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты работы заслушивались и обсуждались на заседаниях кафедрах теории и методики преподавания технологии и предпринимательства ИГПИ, ОмГПУ, НГПИ; на кафедрах материаловедения и основ производства, теории и методики профессионального образования НГПИ; конференциях: международных (г.г. Москва, 1999; Тула, 1999; Самара, 2000; Ишим, 2001); всероссийских (г.г. Новосибирск - Новокузнецк - Бийск, 2001), межвузовских (г.г. Ишим, 1998-99; Новокузнецк, 2000). Результаты исследования внедрены в учебный процесс на факультетах ТиП ИГПИ, ОмГПУ, а также ТЭФ НГПИ.
Структура диссертации включает введение, две главы, заключение, список использованной литературы и приложения. 1 Комплект лабораторных установок (электроискровая, ультразвуковая, ТВЧ) разработаны и изготовлены по идее и под руководством заслуженного работника высшей школы РФ, профессора А.С. Тихонова
Теоретическое обоснование обучения будущих учителей технологии и предпринимательства электрофизическим и электрохимическим методам обработки конструкционных материалов как потребность социально- экономического развития общества
Стремительное совершенствование техники и технологии современного производства предъявляет повышенные требования к трудовой и профессиональной подготовке молодого поколения. Для решения этой задачи первостепенное значение имеет образовательная область "Технология", предполагающая ознакомление учащихся с базовыми способами технологического освоения действительности, с общими принципами быстро меняющейся прогрессивной техники и технологии, организацией и управлением трудовых процессов всех сфер человеческой деятельности [87; 151; 168].
На важность исследования проблемы технологической подготовки обучаемых указывали такие ученые-педагоги, как: П.Р. Атутов, С.Я. Батышев, В.А. Поляков, В.Д. Симоненко, М.Н. Скаткин, Ю.Л. Хотунцев и др. [23; 115; 129; 130; 152; 157; 159].
Исследования в области современной теории и практики применения новых технологий для обработки материалов позволили вскрыть противоречия, требующие научного и практического разрешения: между современным уровнем научно-технического прогресса и уровнем технологических знаний, применяемых путей и средств совершенствования технологической подготовки учащейся молодежи, между необходимостью перехода от трудового к технологическому обучению и недостаточным уровнем подготовки учительских кадров. Отсюда следует, что технологическую подготовку последних, следует вести, отражая приоритетные направления научно-технического прогресса и современного производства [129].
Деятельность человека с изменением содержания труда в современных условиях переходит в сферу управления техникой и технологическими процессами.
Поэтому современное производство выдвигает повышенные требования к овладению системой знаний и умений организовывать свой труд, налаживать станки, агрегаты, поточные линии и управлять их работой, контролировать технологические процессы, правильно воспринимать полученную информацию и использовать ее, принимать решения и выполнять те или иные действия за короткие интервалы времени.
Развитие современной технологии производства определяется не только техническими возможностями общества, но и степенью эффективности процесса воспроизводства продукции. Этому способствуют такие области естественных и технических наук, как физика, химия, математика, материаловедение и др. Систематическое использование этих и других знаний для создания новых и усовершенствования имеющихся способов технологии производства продуктов является фактором социально-экономического развития общества. Если раньше научное открытие, как правило, намного опережало его внедрение в производство, то сегодня регистрация открытия сопровождается непосредственным анализом его технических и технологических возможностей.
Современные технологии способов производства базируются на новых принципах и способах, действиях и носителях энергии [72], целью которых является сокращение до минимума затрат при производстве и эксплуатации изделий. Именно в этом и состоит суть современного научно-технического прогресса. Необходимо развивать и внедрять такие технологии, которые бы позволили экономно осуществлять все этапы технологического процесса.
Фундаментом научно-технического прогресса для всех отраслей народного хозяйства считается машиностроение. Именно на машиностроение и возложена обязанность воплощать достижения науки в высокопроизводительные и надёжные энергетические транспортные и рабочие машины, различные механизмы, инструменты, предметы потребления и др.
В современном машиностроении часто возникают такие технологические проблемы, которые связаны с обработкой конструкционных материалов, где форму и состояние поверхностного слоя трудно получить механическими методами. К таким проблемам относится обработка весьма прочных, вязких, хрупких и неметаллических материалов, тонкостенных нежёстких деталей, пазов и отверстий, имеющих размеры в несколько микрометров и т.д. Это заставило создать и внедрить в производство новые производительные технологии [104; 147].
Современный этап развития производства отличается созданием новой техники, что, естественно, изменяет и технологию производства.
Прогрессивная технология живёт значительно дольше, чем машины и изделия, так как процесс её устарения протекает медленно. Отсюда возникает проблема первостепенной важности: совершенствование технологий в целом, а также внедрение отдельных новых технологических процессов в производство. Главным критерием совершенствования технологии и её эффективности является рост производительности труда и упразднение ручного труда.
Модель подготовки учителя технологии и предпринимательства и ее роль в формировании естественно-научных, общетехнических и технологических знаний, умений и навыков
Закон РФ "Об образовании" от 10 июля 1992 г. определил право образовательного учреждения быть самостоятельным в осуществлении образовательного процесса, включая разработку и утверждение программ и учебных планов. Несомненным является то, что нововведения, определенные законом, оказывают большое влияние на развитие образовательной системы. Однако расширение правовой базы образования предусматривает усиление ответственности за качество выпускаемых специалистов, что отражается на необходимости существенной переработки содержания образования и совершенствования системы управления учебным процессом. В условиях широкой демократизации обучения обеспечивается гибкость учебных программ по предметам учебного плана, возможность их корректирования, организация интегрированных предметных циклов.
Интегрирование учебных предметов считается возможным при соблюдении следующих условий: родство отраслей наук, рассматриваемых интегрированным предметом, близость объектов изучения, наличие общих закономерностей и теоретических концепций. Интеграция учебных предметов позволяет избежать многопредметности и исключить из учебного плана предметы с малым количеством часов, эффективность которых очень низка, что способствует формированию у учащихся целостного восприятия объема знаний.
Широкая интеграция в изучении предметов вузовского обучения достигается путем реализации межпредметных связей [50; 51].
Идея взаимосвязи между учебными предметами была выдвинута Я.А. Коменским в "Великой дидактике", где он писал: "Все, что находится во взаимной связи, должно преподаваться в такой же связи. Всегда и везде брать вместе то, что связано одно с другим" [71].
Большое внимание проблеме межпредметных связей уделяли многие видные дидакты К.Д. Ушинский, Ю.К. БабанскиЙ, В.П. Беспалько, B.C. Лернер, О. Вильман и др. Например, О. Вильман утверждал, что «если в практике обучения этот методический прием не используется, то для ученика его ранец в большинстве случаев является единственной связью, соединяющий учебные предметы» [35].
Результаты теоретических исследований и практического применения межпредметных связей получили достаточно полное отражение в современной отечественной дидактической литературе, но, к сожалению, в учебных программах вузовского обучения интеграция учебных предметов пока реализуется недостаточно [91; 161]. Подчеркивая значимость деятельностного подхода в учении, психологи считают приоритетным формирование у учащихся не знаний, а готовности к определенным видам деятельности. С точки зрения дидактики формирование у учащихся знаний рассматривается как самостоятельная, важная задача, в процессе решения которой знания приобретаются в тесной связи с их деятельностью.
Все многообразие деятельности людей психологи сводят к трем основным ее видам: игре, учению, труду. Психологи Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, Д.В. Эльконин и другие установили, что основой психологического развития ребенка является смена вида деятельности, которая детерминирует процесс становления новых психологических образований, свойственных определенному возрасту. Поэтому этот вид деятельности, который лежит в основе целостного психологического развития ребенка в том или ином возрастном периоде, был назван ведущим [39; 40; 41; 85].
Ценным качеством подростка является его готовность к тем видам учебной деятельности, которые делают его взрослым в собственных глазах. Однако он испытывает серьезные трудности в овладении способами выполнения различных видов учебной деятельности, и задача учебного заведения - не дать угаснуть интересу к ним, необходимо сохранить возникающее у подростков любопытство к новому предмету и превратить его в устойчивое увлечение, где у подростков формируется познавательные интересы и положительное отношение к учению [141].
Методические основы ознакомления студентов с современными методами обработки конструкционных материалов
Под содержанием обучения понимается система знаний, умений и навыков отобранных для изучения в определенном типе учебного заведения. Содержание обучения включает в себя объем теоретических знаний, практических умений и навыков, овладение которыми обеспечивает подготовку специалиста определенной профессии и уровень квалификации выпускника за время обучения в учебном заведении.
В современных социально-экономических условиях резко возрастает влияние научно - технического прогресса на содержание образования технологической подготовки студентов педвуза. Увеличивается объем их знаний, улучшается качество умений и навыков. При этом труд становится более разнообразным, интеллектуальным, творческим, рабочий получает большую самостоятельность в управлении технологическим процессом.
Анализируя проблему подготовки кадров для современного производства, С.Я. Батышев отмечает, что необходимо перенести центр тяжести с передачи готовых знаний на развитие творческих, познавательных способностей учащихся, на формирование у них навыков самостоятельного приобретения знаний [22, с.91-97],
Ю.С. Тюнников считает что повышение эффективности учебного процесса может происходить за счет развития творческих, познавательных способностей учащихся, формирования у них навыков ориентации в самостоятельной, познавательной учебной деятельности, что является одной из основных задач современной профессиональной подготовки [172]. Педагогическая наука и практика предлагает преподавателю большой выбор методов, приёмов и форм обучения. Задача заключается в том, чтобы творчески, рационально использовать в учебном процессе методы, обеспечивающие наилучшее достижение поставленной цели. Рассмотрим место методов обучения в процессе обучения студентов спецкурса с практикумом по электрофизическим и электрохимическим методам обработки конструкционных материалов.
Рассматривая современные методы обучения, остановимся на их особенностях и определениях [34; 59; 121; 13].
Методом обучения называют способ упорядоченной взаимосвязанной деятельности преподавателя и обучаемых, деятельности, направленной на решение задач образования, воспитания и развития в процессе обучения.
Методы обучения являются одним из важнейших компонентов учебного процесса.
Без соответствующих методов деятельности невозможно реализовать цели и задачи обучения, достичь усвоения обучаемыми определенного содержания учебного материала [118, с. 177].
Существует более 200 определений понятия "метод". М. Н. Скаткин, раскрывая сущность понятия, подчеркивает: "Метод обучения предполагает, прежде всего, цель учителя и его деятельность наличными у него средствами: словесных и наглядных. Под влиянием этой деятельности возникает и осуществляется процесс усвоения учеников изучаемого содержания, достигается намеченная цель или результат обучения. Этот результат служит критерием соответствия метода цели, таким образом, любой метод обучения предоставляет собой систему целенаправленных действий учителя, организующих познавательную и практическую деятельность учащегося, обеспечивающую усвоение им содержания образования.
