Содержание к диссертации
Введение 3
Глава 1. Активизация познавательной деятельности студентов в процессе
моделирования электродинамических систем как педагогическая
проблема
Аналш состояніи и структура мультішедиальной дидактической модели в профессиональном образовании 13
Характеристика понятия "модель", цели и виды моделирования. Пршщипы моделирования электродинамических систем 27
Аналитическое обосновшше актившащш познавательной деятельности студентов в процессе моделирования электродинамических систем на дисщпиншах электротехнического профиля... ....43
Выводы по первой главе г. 65
Глава 2. Технология активизации познавательной деятельности студентов в процессе моделирования электродинамичесюгх систем в учебных заведениях профессионального образования "
2.1. Органгоация активизации познавательной деятельности
студентов при моделированші электродинамических систем
в рамках специальных дисциплин ...71
Корректировка структуры и содержашш общепрофессно-нальных и специальных дисциплин 93
Анализ результатов влияшія моделирования электроддша-мических систем на познавательную деятельность студентов 101
Выводы по второй главе ,. 118
Заключение 122
Библиографический список 124
Введение к работе
Актуальность проблемы и темы исследования. В условиях модернизации электротехнической промышленности, развития структур энергетических систем, широкого внедрения компьютеризированных систем управления сфера деятельности специалиста электротехнического профиля непрерывно расширяется и усложняется. Поэтому перед учреждешюші профессионального образования стоит задача подготовки высококвалифи-щгрованных специалистов, не столько обладающих суммой знаний и усвоенных истин, сколько способных самостоятельно приобретать и усваивать обновляющиеся знания и положения развивающейся электротехнической науки. Таким образом, в настоящее время в современной педагогике и дидактике одной in актуальных проблем становится активизация познавательной деятельности студентов, специально оргаші-зованной в рахисах современных дидактических моделей. Решение этой проблемы возможно при условии проектирования учебного процесса на основе актшиых методов обучения с применением современных средств вычислительной техники. Это и определяет соїіиально-педагогический уровень исследования.
Научно-теоретический уровень данного исследования обусловлен тем, что не достаточно полно тучен потенциал мультнмедиальной дидактической модели, в рамках которой познавательную деятельность студентов можно и развивать, и акпготіфовать. Не вполне определены методические подходы к способам использования в учебном процессе исследовательского моделирования, в частности, моделирования электродннамшеских систем.
На научно-методическом уровне актуальность исследоваїпія связана с такими направлетіями деятельности:
выявление педагогических условігії совершенствовашш учебного процесса в учреждениях профессионального образования при обучении
моделированию электродинашиесюк систем в рамках изучения дисциплин электротехнического цикла;
создашіе педагогических технологий, благодаря которым позиция обучающихся изменится с пассивной и созерцательной на активную, позволяющую приобретать знания, творчески преобразовывать изучаемое.
Теорепіко-методологпчсскпе основы исследования. Проблеме активи- зацшг познавательной деятельности студентов уделяется внимание в трудах ученых-педагогов В.П. Беспалько, С.А Бешенкова, ПР. Васильевой, В.М. Вергасова, В.М. Графа, М.А. Данилова, О.В. Долженко, И.Р. Ильясова, И.Я. Лернера, В.Я. Ляуднса, П.И. Пидкасистого, И.В. Роберта, В.А. Слас-тенина, Н.Ф. Талызшюй, Д.Б. Эльконгаши др.
Теоретические основы моделирования заложены в работах Е.С. Бень-ковича, Ю.В. Василькова, В.А. Веникова, Р.В. Габдреева, А.В. Гультяева, В.Д. Дьяконова, Г. Клауса, А.В. Могилева, Е.ЇС Хеннера, А.Д. Цвіфкуна, Р. Шеішона и др.
Теория и методика обучения посредством информационных технолопій исследованы в трудах А.Г. Абросимова, В.А. Геловани, Б.С. Гер-шунского, Л.И. Долішера, В.А. Извозчикова, Е.И. Машбіща, B.C. MjL\a-левича, СВ. Палтокова, Э.Г. Скибицкого и др.; в диссертационных исследованиях А.М. Галимова, Л.А. Жуковой, В.Г. Климова, Л.В. Кулевой, Г.А. Сумнной и др.
Анализ психолого-педагогической и методической литературы показал, что если использование шгформационных технологий в образовательном процессе освещено широко, то познавательная деятельность студентов в процессе моделирования электродшшмических систем в рамках мультн-медиальной дидактической модели исследована и теоретически разработана недостаточно.
На основании вышеизложенного можно установить следующие противоречия в подготовке будущих специалистов:
между необходимостью совершенствования методов н форм обучения с использованием компьютеров, направленных на активизацию познавательной деятельности студентов, и недостаточной степенью проработанности условіш формирования мультимедиалыюй дидактической модели в рамках дисциплин электротехшиеского цикла;
между необходимостью активизировать познавательную деятельность студеіггов при изучешш дисциплин электротехшиеского цикла и неполнотой научного обоснования названной активизации при обучении приемам моделнровашга электроэнергетических и электромеханических динамических систем.
Выявлешше противоречия определили проблему исследования: научное обоснование активизации познавательной деятельности студентов, обучающихся по электротехшгческому профилю, в процессе моделирования электроэнергетических и электромехашгческих динамических систем.
В соответствии с вышесказанным можно сформулировать тему диссертационного исследования: «Активизация познавательной деятельности студентов в процессе моделирования электродинамических систем».
В исследовании введено следующее ограничение: по предложенной дидактической модели осуществляется обучение студентов, получающих среднее и высшее образоваїше в структуре вуза, в рамках дисциплин «Моделирование автоматшировашіьіх систем управлешш электроприводохо>, «Электроснабжение промышленных предприятий».
Цель исследования — выявление педагогических условий активизации познавательной деятельности студентов в процессе моделирования электродинамических систем.
Объект исследования — процесс моделирования электродшшмических систем в рамках мультимедиалыюй дидактической модели.
Предмет исследования — педагогические условия активизации познавательной деятельности студегггов в процессе моделирования электродшгами-
ческнх систем.
Гипотеза исследования. Предполагается, что процесс моделирования электродшамических систем при обучении студентов дисциплинам электротехнического цикла активгаирует их познавательную деятельность при соблюдешш комплекса следующих педагогических условіш:
учебная деятельность студентов в среде мультимедиалыюй дидактической модели спроектирована с ориентацией на моделирование электродинамических систем;
введена в учебный план разработашшя для этой цели дисциплина, в рамках которой будет проводиться обучение студентов моделпровашпо электромеханических динамических систем;
выполнена корректировка структуры и содержания раздела дисциплины общепрофессноналыюго блока для занятий компьютерным моделированием электроэнергетических дішамических систем;
разработаны учебно-познавательные задания по моделировшшю, обеспечивающие активгоацню познавательной деятельности студентов.
Исходя из цели, предмета и гипотезы были определены задачи исследования:
Провести анализ психолого-педагогической литературы по проблеме и выявить степень ее разработанности
Определить структуру и содержание мультимеднальной дидактической модели.
Разработать структуру и содержаїше дисциплины «Моделирование авто.матизировашшх систем управления электроприводом», в рамках которой будет проводиться обучение студентов моделированию электромеханических динамических систем.
Выполнить корректировку структуры и содержашія раздела дисциплины «Электроснабжение промышленных предприятий» для оргшш-защш занятий по компьютерному моделированию электроэнергетических
динамических систем.
Разработать учебно-познавательные задания по моделированию для формирования дидактической среды, обеспечігваїощей активизацию познавательной деятельности студентов.
Выявить на основании опытно-поисковой работы эффективность применения моделировшпія электроддшамичесюгх систем в процессе обучения с целью активизации познавательной деятельности студентов.
Для решешю поставлегшых задач использовались следующие методы исследования: анализ философской, псігхолого-педагогической, научно-методической, специальной литературы, нормативных докумеїпгов, государственных образовательных стандартов и учебно-программной документации профессионального образования; беседа, наблюдение, анкетирование; апробация учебно-методических материалов; опытно-поисковая работа и статистические методы обработки результатов исследования.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
Обоснована методика активизации познавательной деятельности студентов, обучающихся по электротехническому профилю, в рамках Агультнмедиалыюй дидактической модели посредством моделирования электроэнергетических и злектромехашіческих динамических систем.
Выявлены педагогические условия активизации познавательной деятельности студентов в процессе моделирования электроэнергетнческих II электромеханических динамических систем:
разработана и введена в учебный план дисциплшга «Моделігоование автоматгаированных систем управления электроприводом», в процессе изучения которой ведется подготовка специалистов электротехнического профиля к продуктивной профессиональной деятельности;
скорректированы структура и содержаїше раздела дисциплины «Электроснабжешш промьішлешіьіх предприятий», что позволило в процессе
компьютерного моделирования электроэнергетических динамических систем активизировать познавательную деятельность студентов;
разработаны комплексы учебно-познавательных заданий по модели
рованию электродинамических систем, предназначенные для активизации
познавательной деятельности студентов.
Теоретическая значимость исследования заключается в следующем:
1. Уточнены структура и содержание мультпмедиалыюй
дидактической модели, основными элементами которой являются:
дидактические средства (компьютер, моделирующая программа и комплекс учебно-познавательных заданий по моделированшо электродинамических систем);
формы органгоащпі процесса обучения: проблемные лекции, посвящешше математическоАгу, структурноАгу и графическому моделированию, и практические занятия, на которых с помощью компьютеров исследуются электродинамические модели;
исследовательская деятельность студентов, которая проходит последовательно на трех уровнях сложности. На первом уровне ставит проблему и намечает пути ее решения сам преподаватель, поиск правильного решения осуществляют студенты. На втором уровне преподаватель только ставит проблему, а способ ее решегаїя студенты определяют самостоятельно. На третьем уровне студиггы ставят проблему, осуществляют поиск метода ее решения и решают.
Проаналгоированы цели, принципы и виды моделирования с позиций проектирования учебного процесса, направленного на активівацшо познавательной деятельности в процессе моделирования злектротехшіческих динамических систем.
Выявлены педагогические условия активизации познавательной деятельности студеіггов в процессе моделирования электродинамических систем.
Практическая значимость исследования, заключается в том, что в учебный процесс Нижнетапшьского машиностроительного техникума внедрена дисциплина «Моделирование автоматизированных систем управления электроприводом»; подготовлєеіьі и внедрены учебно-познавательные задания по моделировагапо электродинамических систем в образовательный процесс Нижнетапшьского машішостроительного техникума и Нижнетапшьского технолопіческого инспггута (филиала) УГТУ-УПИ.
Также в учебшый процесс названных образовательных учреждегаш внедрены методические подходы к корректировке структуры и содержания раздела дисциплины «Электроснабжение промышленных предприятий» с целью органюашпі в рамках раздела компьютерного моделировашія электроэнергетических систем; внедрен способ организащш активной познавательной деятельности студентов в процессе компьютерного моделирования злектродинаміїческіїх систем.
Разработаны и внедрены в программу дисциплины «Основы теории электроснабжешш» кафедры автоматизированных систем электроснабжения Российского государственного профессионально-педагопгческого ушшерси-тета методические подходы к корректировке структуры и содержатся раздела «Короткие замыкшшя в системах электроснабжения», что позволило органшовать активную самостоятельную познавателыгую деятельность студентов в процессе компьютерного моделирования динамических систем в программной среде Simulink системы MATLAB.
Опробованы и внедрены учебный материал о видах моделировашія электромеханических динамических систем, типовые репшпея задач по моделированию, материалы для самоконтроля, которые опубликованы в учебном пособии «Моделирование в электромеханике» (Екатергшбург, 2006. 4,0 п.л.).
Достоверность полученных результатов исследования обеспечивается научной обоснованностью исходных теоретических положений, внутренней непротиворечивостью логики исследования, адекватностью применяемых методов целям и задачам исследования, использованием математических методов обработки результатов и педагогических критериев в их качественной іштерпретации.
База исследования. Опытно-поисковая работа выполнялась на базе Нижнетагильского технологического института (филиала) УГТУ - УПИ с участием в исследовашш студентов специальности 140604 - «Электропривод и автоматика промьшілеїшьіх установок и технологических комплексов», на базе Нижнетапшьского машиностроительного техникума с участием студентов специальности 2913 - «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышлешшх и гражданских здагаш» и на базе Российского государственного профессионально-педагогического университета с участием студентов специальности 030500 - «Профессиональное обучение», специализации 030504.19 - «Электроэнергетика, энергоауднт, энергосбережение».
Этапы неелсдоиапин. Выбранная методология и поставленные задачи определили ход опытно-поискового исследовашш, которое проводилось в три этапа
Первый этап (2000 - 2001) — теоретико-поисковый. На этом этапе изучалась научно-методическая, пенхолого-педагогическая, философская литература по проблеме псследоваїпія; формуліфовались гипотеза, проблема и задачи исследования; определялся понятийный аппарат и инструментарий; проводился поиск способов реализашш идеи использования моделіфующих технологий в педагогическом процессе.
Второй этап (2001 - 2004) — теоретико-экспериментальный. Здесь разрабатывалась методика использования моделирования электродинамических систем в рамках мультимеднальной дидактической модели при
изучении дисщіпгаш электротехнического цикла; проводился обучающий эксперимент с прішенешгем разработшшой технолопш; проверялась результатітпость учебно-познавательной деятельности студентов по внедренной в образовательный процесс методике.
Третий этап (2005 - 2006) — описательно-итоговый. В этот период обобщались результаты исследования, и оформлялась диссертационная работа.
Апробация н внсдрспне результатов исследования. Основные идеи и результаты исследовашія отражены в 17 публикациях, в том числе в двух изданиях, включенных в реестр ВАК РФ, в трех учебных пособиях, которым присвоен гриф УМО по ППО. Основные положения исследования обсуждались и были одобрены на 6-ой Международной научно-методической конференщш Астраханского государствешюго педагогического университета <(Новые информациошше технолопш в электротехническом образование (Астрахань, 2003); межрегиональной научно-практической конференции Уральского государствешюго профессионально-педагогического университета (Екатеринбург, 2004); научно-практической конференцій! Нижнетагильского технологического института (филиала) УГТУ - УПИ «Наука — образование - производство» (Нижний Тагил, 2004); научно-практической конференции Уральского государствешюго педагогического ушіверснтета «Педагогические системы развития творчества» (Екатерішбург, 2005); на научных семинарах электроэнергетического факультета Инженерно-педагогического института PL 1111У.
На защиту выносятся следующие положения:
I. Результаты выполнешюй наші работы по поиску и совершенствованию форм активизации познавательной деятельности студентов электротехнического профиля позволяют утверждать, что в учебный процесс должно быть введено моделирование злектродішамических систем, организованное в среде мультимедиалыюй діщактической модели.
Фактором, активизіїрующим познавательную деятельность студентов, является комплекс учебно-познавательных задашш по моделированию электродинамических систем.
2. Проведенное нами исследование, дает возможность констатировать тот факт, что успешное функционирование мультимедиалыюй дидактической модели, обеспечішающей высокий уровень качества образовательной подготовюі специалистов электротехнического профиля, предполагает:
разработку и внедрение в учебный план вуза специально разработанной дисциплины ((Моделирование автоматизированных систем управления электроприводом»;
корректирование структуры и содержания раздела дисциплины «Электроснабжение промышленных предприятий», для организации учебного процесса с использованием компьютерного моделировашія электроэнергетических динамических систем.
