Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Содержание и структура геометро-графической профессиональной компетентности будущего инженера в современном информационном обществе
1.1. Образовательные ориентиры совершенствования математической подготовки будущих инженеров технического вуза 18
1.2. Структура, сущностные характеристики и теоретико-методологические подходы формирования геометро-графической компетентности студентов технического вуза 34
Выводы по первой главе 67
ГЛАВА II. Компьютерные графические технологии как методология формирования профессиональной компетентности будущего инженера
2.1. Разработка основ использования компьютерных средств обучения в процессе формирования геометро-графической компетентности студентов во втузе 71
2.2. Совершенствование содержания обучения математическим дисциплинам в техническом вузе 94
2.3. Конструктивно-аналитический подход к решению конструктивно-технических задач в контексте формировании компонентов геометро-графической компетентности будущих специалистов
2.4. Организационные аспекты формирования геометро-графической компетентности с позиции иерархии результативности геометро-графической подготовки студентов во втузе 129
Выводы по второй главе 144
ГЛАВА III. Исследование эффективности использования компьютерных графических технологий в становлении и развитии геометро-графической профессиональной компетентности будущего инженера
3.1. Оценка и анализ результатов педагогического эксперимента по реализации дидактической системы, нацеленной на формирование геометро-графической компетентности будущих инженеров 148
3.2. Применение методов статистической обработки в педагогическом исследовании для количественной оценки результатов педагогического эксперимента 160
Выводы по третьей главе 166
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 168
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 171
ПРИЛОЖЕНИЯ 187
- Образовательные ориентиры совершенствования математической подготовки будущих инженеров технического вуза
- Разработка основ использования компьютерных средств обучения в процессе формирования геометро-графической компетентности студентов во втузе
- Оценка и анализ результатов педагогического эксперимента по реализации дидактической системы, нацеленной на формирование геометро-графической компетентности будущих инженеров
Введение к работе
Наметившийся подъем промышленного производства в Российской Федерации требует подготовки большого количества высококвалифицированных инженеров. На сегодняшний день ассимметричная структура экономики востребует только в основном следующую группу специалистов: экономисты, юристы и менеджеры. В ближайшее десятилетие по расчетам Института народнохозяйственного прогнозирования РАН престижными станет и вторая группа профессий: инженеры новых технологий, специалисты связанные с бизнес-информатикой и вычислительными технологиями. По отчетам комиссии по реформированию государственной службы при президенте РФ Россия в 2004 г. столкнулась с отсутствием квалифицированных инженеров - невиданная раньше проблема для России! Причин этому несколько: во-первых, проблема высшей школы в том, что в России массовое высшее образование перестало быть высшим, оно стало средним техническим, средним профессиональным; во-вторых, в технических вузах отсутствует серьезная материально техническая база для подготовки инженеров; в-третьих, плоды последнего десятилетия экономического спада в России - это размытая профессиональная мотивация у молодежи. Многие поступающие в вузы думают о чем угодно - престиже, отсрочке от армии, приятном времяпровождении, но не о получаемой специальности, потому что знают - работу придется искать, и неизвестно, чем еще заниматься.
Геометро-графическая подготовка формирует теоретико-практическую основу у обучаемого для изучения и выполнения различных работ дисциплин циклов ОПД и СД, составляя фун дамент общей инженерной подготовки. Как показывает анализ многочисленных публикаций и наше исследование, в настоящее время знания, умения и навыки будущего специалиста в геометро-графической сфере, ориентированные на использование средств вычислительной техники в решении прикладных задач сформированы не должном уровне. Как отмечают многие авторы (Б.В. Гнеденко, К.К. Гомоюнов и др.), в деле математической подготовки выпускников технических вузов имеются существенные проблемы. Наблюдаются серьезные пробелы в знании теоретического материала, формализм в знаниях, неумение применять теоретические знания на практике, оторванность геометро-графических знаний от их математического аппарата.
Проблемы математической подготовки, и в частности геометрической подготовки, будущих инженеров всегда интересовали математиков и деятелей в области математического образования. Этому уделяли внимание такие крупные зарубежные математики и педагоги, авторы многочисленных учебников и задачников по математике, как А. Пуанкаре, Ф. Клейн, Г. Вейль, Д. Пойа, М. Берже, и российские - М.В. Остроградский, Н.Я. Виленкин, Н.В. Ефимов, М.М. Понтрягин и др. В последние годы появился целый ряд трудов, посвященных разработке методических принципов преподавания математических дисциплин в высшей школе: Б.В. Гнеденко, М.В. Потоцкий, А.Г. Мордкович, Г.Л. Луканкин и др. Ряд авторов отмечают, что методика преподавания геометрии находится в определенном смысле на стыке философии, математики, логики, психологии, биологии, кибернетики и, кроме, того искусства. Фундаментальные работы в области теории и методики обучения геометрии, связанные с проблемой формирования и развития пространственного мышления учащихся и выработкой новых концептуальных подходов к изучению геометрии в школе и вузе проведены такими педагогами, как Г.Д. Глейзер, В.А. Гусев, А.А. Столяр, И.М. Яглом и др. При исследовании конструктивного подхода к обучению геометрии мы опирались на следующие учебники и задачники, ориентированные на развитие пространственного мышления и практической направленности обучения геометрии в вузе на основе ин-тегративно-целостного и проблемно-деятельностного подхода к обучению геометрии следующих авторов: М.Берже, И.М. Яглом, O.K. Житомирского, Н.В. Ефимова и др.
В области внедрения компьютерных технологий в образовательное пространство отметим работы педагогов: С. Пейперта, И.В. Роберт, М.А. Холодной, Е.И. Машбиц, Т.В. Габай, А.А. Червовой и др., а также диссертационные работы авторов, посвященные вопросам совершенствования содержания и методики преподавания высшей математики в вузах средствами компьютерных технологий: Ю.А. Первина, М.Н. Марюкова, В.Р. Май-ера и др.
Термин «геометро-графическая подготовка» частью педагогов воспринимается, как подготовка по дисциплине «Начертательная геометрия и Инженерная графика». В настоящем исследовании этот термин был расширен, что отражает мнения ведущих геометров и интеграционные тенденции сегодняшнего развития высшего профессионального образования, направленные на установление взаимосвязи, преемственности и интеграции учебных предметов: к геометро-графической подготовке были отнесены дисциплины «Высшая математика (разделы прикладной геометрии)», «Начертательная геометрия и Инженерная графика», «Компьютерная графика».
Анализ педагогической и специальной литературы позволил выделить пути интенсификации геометрической подготовки будущих инженеров технического вуза. Основные выявленные направления совершенствования математической подготовки решают, на наш взгляд, отдельные частные проблемы: реформирование содержания и внедрение продуктивных технологий в процесс обучения. Такие наметившиеся тенденции в области образования, как фундаментализация, междисциплинарная интеграция, внедрение активных методов обучения требуют целостного и непрерывного подхода с позиции результативности. Указанный подход к выявлению путей интенсификации геометро-графической подготовки может быть реализован только с позиций формирования «профессиональной компетентности», где результат геометро-графической подготовки закладывается уже на уровне подходов к формированию компонентов образовательной деятельности. Такое упорядочение образовательной деятельности позволит рассчитывать на достижение качественных преобразований в формировании и развитии субъекта. Совершенно обосновано в проекте государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования 2004 г. (в соответствии с квалификацией инженер-магистр) определены образовательные ориентиры компетентностного подхода к подготовке инженеров технических вузов. Отметим, что нами не обнаружено педагогических исследований, направленных на формирование профессиональной компетентности в сфере геометро-графического знания в условиях информатизации общества.
В последнее время в учебном процессе технических вузов, начиная с первого курса, интенсивно применяются компьютерные графические технологии, к которым обычно относят: САПР, мультимедиа -, геоинформационные -, растро-векторные, CALS - технологии и технологии иллюстративной графики. Объем, циркулируемой в этих технологиях графической информации, превышает 50%. Исследование вопроса дидактических основ эффективного применения указанных средств обучения в математической подготовке, и в частности геометрической, показало, что основная часть работ посвящена созданию обучающих программ. Нами не выявлены работы, исследующие пути эффективного применения данных средств в процессе обучения геометро-графическим дисциплинам студентов технических вузов, в контексте формирования профессиональной компетентности.
Недостаточная разработанность концептуальных подходов к формированию геометро-графической профессиональной компетентности в среде компьютерных средств обучения и необходимость такой разработки подтверждает актуальность нашего исследования. Обзор отечественных и зарубежных работ, посвященных исследованию теоретических и практических подходов обучения геометрии в высшей школе, анализ учебных планов позволил выявить противоречие между социальным заказом общества на специалистов инженерного профиля, обладающих профессиональной компетентностью, одной из компонентов которой является геометро-графическая профессиональная компетентность, и недостаточной разработанностью педагогической системы ее формирования во втузах. Данное противоречие определило проблему исследования: разрешение противоречия между потребностями общества в инженерах-профессионалах, обладающих геометро-графической компетентностью, и недостаточной разработанностью теоретико-методологических и практиче ских подходов ее формирования выделенными техническими средствами обучения в технических вузах.
Цель исследования: научно-теоретическое обоснование и разработка теоретико-методологических и практических подходов к формированию геометро-графической профессиональной компетентности будущего инженера на основе применения компьютерных графических технологий.
Объект исследования: процесс обучения дисциплинам геометро-графического профиля будущего инженера.
Предмет исследования: геометро-графическая профессиональная компетентность студентов технического вуза.
Гипотеза исследования: процесс формирования геометро-графической компетентности во втузе будет более эффективным, если:
- концепция формирования геометро-графической компетентности в техническом вузе будет строиться в соответствии с иерархией результативности образовательной деятельности в сфере геометро-графического знания;
- сущностные характеристики понятия геометро-графической компетентности субъекта уточнены в соответствии с основными тенденциями в образовательной политике и отражают особенности современной системы профессиональной деятельности инженера в среде компьютерных технологий;
- основой для теоретико-методологических и практических подходов к формированию компонентов дидактической системы, реализующей образовательный процесс геометро-графической подготовки (к отбору содержания, выявлению методов и организационных форм), служат сформулированные сущностные характеристики геометро-графической компетентности субъекта.
Для достижения поставленной цели и проверки гипотезы необходимо решить следующие задачи:
1. Сформулировать понятие «геометро-графическая компетентность» студентов втузов в условиях информатизации общества с позиции иерархии результативности образовательной деятельности в области геометро-графического знания;
2. Сформулировать и обосновать теоретико-методологические и практические подходы формирования содержания, методов и организационных форм обучения, направленных на формирование геометро-графической компетентности студентов во втузе средствами компьютерных графических технологий;
3. Экспериментально проверить эффективность разработанной дидактической системы формирования геометро- графической компетентности будущего инженера.
Методологическую и теоретическую основу исследования составили: деятельностный подхода к обучению (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, Н.Ф.Талызина и др.); проблемы формирования компетентности специалиста (Б.С. Гершунский, Э.Ф. Зеер и др.); проблемы формирования графической культуры специалиста (М.В. Лагунова), особенности математического мышления (Г.Вейль, А. Пуанкаре и др.); развитие пространственного мышления в процессе обучения геометрии (Г.Д. Глейзер, И.С.Якиманская и др.); теория и методика обучения математике в вузе (Ф.Клейн, Г.Д.Глейзер, В.А. Гусев, А.Г. Мордкович, Ю.М. Колягин, Л.Д. Кудрявцев, Д. Пойа, Л.С. Понтрягин, В.Г. Болтянский, Н.Я. Виленкин и др.); конструктивный подход к изучению геометрии (А.Д.Александров, А.А. Столяр, Л.М.Фридман и др.).
Методы исследования. Для решения задач исследования в диссертации применены следующие методы педагогического исследования: анализ психолого-педагогической, методической, специальной литературы по проблеме диссертации; изучение и анализ педагогического опыта; педагогические наблюдения, анкетирование, индивидуальные и групповые беседы с преподавателями, инженерно-техническими работниками, студентами; проведение педагогического эксперимента; статистическая обработка и интерпретация экспериментальных данных.
Экспериментальная база исследования: Нижегородский государственный технический университет; областная олимпиада школьников по компьютерной геометрии и графике, проводимая НГТУ совместно с Министерством образования и науки Администрации Нижегородской области, Всероссийская студенческая олимпиада по графическим информационным технологиям и системам, проводимая НГТУ по приказу Министерства образования РФ в течении последних 15 лет, где автор настоящего исследования входил в состав методической группы.
Этапы исследования: исследование проводилось на базе Нижегородского государственного технического университета и включало несколько этапов.
1 этап (1997-1999 гг.) - анализ философской и педагогической литературы по проблеме исследования, анализ недостатков в геометро-графической подготовке будущих специалистов-выпускников технических вузов, изучение особенностей обучения дисциплинам геометро-графического цикла в технических вузах и возможных направлений совершенствования содержания, методики и организации математической подготовки во втузах. этап (1999-2003 гг.) - разработка дидактической системы, нацеленной на формирование геометро-графической компетентности будущего специалиста, разработка критериально-диагностического аппарата, проведение педагогического эксперимента с целью выявления эффективности предложенной дидактической системы, ориентированной на формирование геометро-графической компетентности студента во втузе.
3 этап (2003-2004 гг.) - подведение итогов и обобщение результатов педагогического эксперимента.
Научная новизна проведенного исследования заключается в следующем:
1.Дано авторское определение геометро-графической компетентности, как компонента профессиональной компетентности, определена ее структура и иерархия формирования у студентов втузов;
2.Разработаны теоретико-методологические подходы формирования геометро-графической компетентности студентов средствами компьютерных графических технологий; дидактическая система целенаправленного формирования фундаментальных и профессионально-значимых умений, навыков и мотиваций в области геометро-графического знания, пространственного мышления будущих специалистов в связи с развитием компьютерных технологий;
3.Предложены обновленное содержание, реализующее системный, целостностныи и практико-ориентированныи подходы к обучению геометрии во втузе, новый подход к установлению связей между дисциплинами геометро-графического цикла на основе математического моделирования элементов конструктив ной деятельности в процессе решения учебных конструктивно-технических задач.
4.Показано, что в геометро-графической подготовке студентов технического вуза конструктивно-аналитический подход позволяет сместить акцент со средств учебной деятельности на средства обучающей деятельности в использовании компьютерных графических средств обучения; исследована роль и место наглядности этих средств в процессе обучения студентов геометро-графическим дисциплинам;
5. Разработан критериально-диагностический аппарат для количественного анализа эффективности предлагаемых образовательных подходов к разным группам студентов.
Теоретическая значимость исследования определяется:
• разработкой теоретико-методологических подходов формирования геометро-графической компетентности студентов на основе анализа развития образовательной науки и особенностей современной системы профессиональной деятельности инженера в области математического знания в условиях информатизации общества;
• определением характеристик конструктивно-технических задач в современных условиях, предложено обновленное содержание и подход к решению этих задач, предполагающее построение нескольких моделей, с акцентом на математическое моделирование;
• разработкой основ использования компьютерных средств обучения, ориентированных на формирование компонентов геометро-графической компетентности студентов технического вуза.
Практическая значимость исследования:
• рекомендации по усовершенствованию содержания, методики и организации процесса обучения дисциплинам геометро-графического цикла используются при разработке рабочих программ курсов «Высшая математика», для проектирования содержания регионального курса «Вычислительная геометрия», интегративных электронных курсовых работ по геометрическому моделированию технических вузов;
• разработан и апробирован учебно-методический комплекс, включающий рабочие программы дисциплин геометро-графического цикла, банк электронных заданий, учебное пособие, диагностические материалы, направленных на формирование геометро-графической компетентности студентов во втузе;
• экспериментальные результаты внедрения дидактической системы позволяют делать выводы об эффективности формирования геометро-графической компетентности студентов компьютерными средствами обучения во втузе.
Обоснованность и достоверность научных положений диссертационной работы подтверждаются их согласованностью с научными достижениями и практикой российских и зарубежных ученых и педагогов в области теории и методики преподавания геометро-графических дисциплин естественнонаучного, общего и профессионального уровня, обеспечены теоретическим и экспериментальным доказательством выдвинутых утверждений, применением комплекса методов исследования.
Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся:
1. Авторское определение геометро-графической компетентности, которая является одной из составляющей профессиональной компетентности студентов технического вуза, рассматриваемой нами в контексте иерархической лестницы результатне ности образовательного процесса геометро-графической подготовки инженера во втузе;
2. Теоретико-методологические подходы формирования геометро-графической компетентности студентов втуза средствами компьютерных графических технологий;
3. Конструктивно-аналитический подход к решению учебных конструктивно-технических задач, реализующий взаимосвязь и интеграцию математической и общепрофессиональной геометрической подготовки во втузе;
4. Дидактическая система поэтапного формирования геометро-графической компетентности будущих инженеров, включающая дополненное содержание дисциплин геометро-графического цикла, новый подход к решению учебных конструктивно- технических задач компьютерными средствами обучения, разработанные основы применения выделенных средств обучения и организационные формы непрерывной геометро-графической подготовки студентов втуза;
5. Критериально-диагностический аппарат, позволяющий количественно оценить уровневые показатели геометро- графической компетентности студентов, ориентированный на определение: уровня усвоения предметного знания, уровня умений и навыков в выделенной области знания, уровня развитости пространственного мышления; степени владения средствами компьютерных технологий; уровня активности в многообразной учебной деятельности.
Апробация результатов исследования.
Основные результаты диссертационных исследований были доложены и обсуждены:
на аспирантских семинарах кафедры "Графические информационные системы", НГТУ, 1990-2004 гг.;
на IX, X, XI Всероссийской конференции по компьютерной геометрии и графике "Кограф", г. Н. Новгород, 1999 -2004 гг.;
на II Межрегиональной конференции "Новейшие технологии - инструмент повышения эффективности управления", г. Н. Новгород, 2002 г.;
на II Всероссийской научно-методической конференции "Информационные технологии в учебном процессе", г. Н. Новгород, 2003г.;
на 5-ой Юбилейной выставке «Современная образовательная среда», проводимой в рамках Всероссийского форума «Образовательная среда 2003» (29 октября-іноября 2003 г. Москва, ВВЦ);
на V Международной научно-методической конференции преподавателей вузов, ученых и специалистов «Высокие технологии в педагогическом процессе» г. Н. Новгород, 2004 г.;
в рамках разработки пилотного проекта «Создание в НГТУ единой образовательной информационной среды 1-ой ступени геометрической и графической подготовки открытого инженерного образования» (приказ № 27 от 27.02.03);
в рамках совместного проекта НГТУ и МГТУ им. Баумана, направленного на разработку образовательного портала по геометрической и графической подготовке (приказ № 114 от 10.11.03).
Тема исследования является составной частью работы по гранту МО РФ «Инновационные технологии при обучении есте ственнонаучным и математическим дисциплинам» (шифр ГО 2.1-84).
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, бибилиографического списка литературы (151 наименования), а также содержит 5 таблиц, 16 рисунков и 5 приложений.
Образовательные ориентиры совершенствования математической подготовки будущих инженеров технического вуза
Инженер по своей сущности - творец. Высшее техническое образование должно развивать в учащихся не только умение создавать идею, но и находить пути ее практической реализации. Знания во втузах приобретаются для последующей практики, они не должны превращаться ненужный архив. Непреходящая ценность математики для практики заключается в том, что в ней накоплен колоссальный запас знаний, в том, что эти знания лежат в основе всех технических разработок, «в том что она была, есть и остается непревзойденным по силе гибкости орудием познания закономерностей окружающего мира». [19, с.34]. Математика исследует практические задачи, являясь средством, позволяющим перейти от качественного изучения явлений к изучению количественных закономерностей. Компьютерные технологии взяли на себя многие вычислительные обязанности, но это совсем не значит, что не нужно развивать математическое мышление и умение применять математические методы при решении технических задач. Какой бы мощной ни была вычислительная техника, но без людей, она теряет свое значение. А. Пуанкаре [86,С. 464] подчеркивал необходимость фундаментального математического образования инженера, для того чтобы «... в сложных физических предметах, которые представляются его взору, быстро найти точку, к которой могут быть приложены, данные ему в руки математические орудия».
Большинство авторов выделяют следующие образовательные тенденции, влияющие на современное техническое образование: 1) традиционная система деятельности ориентировалась на устойчивую систему знаний, умений и навыков. В современных условиях, когда период жизни знаний сократился, знания в традиционном понимании не могут выступать в качестве цели обучения; 2) традиционное будущее представляло собой увеличенную или уменьшенную копию настоящего. «Сегодня мы готовим подрастающее поколение к жизни в условиях, о которой мало, что знаем» [25, С.25], тем самым образование должно вести упреждающую подготовку субъекта к будущему; 3) в современных условиях резко возрастает роль этической концепции, как определяющей допустимые варианты решений, уменьшая статус прагматизма; 4) современные масштабы деятельности таковы, что каждое техническое решение необратимым образом меняет исходное состояние среды, выдвигая на передний план экологические требования в проектировании; 5) требование уважать и всячески развивать разум, индивидуальность и личность человека.
Проблемы математической подготовки, и в частности геометрической подготовки, будущих инженеров всегда интересовали математиков и деятелей в области математического образования. Этому, в частности, уделяли внимание такие крупные зарубежные математики и педагоги, авторы многочисленных учебников по математике, как А. Пуанкаре, Ф. Клейн, Г. Вейль, Ж. Адамар, А. Лебег, Р. Курант, Д. Пойа, X. Фройденталь, М. Берже, и российские - Н.И. Лобачевский, М.В. Остроградский, А.Н. Колмогоров, П.С. Александров, И.В. Арнольд, Н.Я. Виленкин, Н.В. Ефимов, М.М. Понтрягин, А.Г. Мордкович, Г.Л. Лу-канкин, В.А. Гусев, Л.Д. Кудрявцев, М.В. Потоцкий и др.
А. Пуанкаре, Ф. Клейн и др. указывают на проблемы в преподавании математики, и в частности в геометрии, связанные с необходимостью критического пересмотра ее исходных положений, а также о полноте и строгости доказательств. Такой пересмотр в геометрии необходим на базе теории групп. Ф. Клейн отмечает, что в преподавании геометрии нет целостности, геометрию плоскости отдельно излагают от геометрии пространства, вызывает обоснованное беспокойство чрезмерная формализация геометрии, отрыв ее методов, содержания и интерпретации от изначально наглядной ее сущности.
Разработка основ использования компьютерных средств обучения в процессе формирования геометро-графической компетентности студентов во втузе
Задача формирования геометро-графической профессиональной компетентности предполагает установление соответствия между социальным заказом общества к геометро-графической подготовке будущего инженера и целями образовательного процесса с позиции результативности в данной сфере, определяющего его содержание, методы, средства и организацию процесса обучения во втузе. Для установления такого соответствия потребовалось уточнить педагогические условия эффективного применения обозначенных технических средств обучения в геометро-графической подготовке технического вуза.
К концу 20-го века человечество получило беспрецедентные возможности для оперативного общения, коллективного накопления, распространения и использования информации. Новые аппаратные и программные средства, наращивающие возможности компьютера, переход в разряд анахронизма понимания его роли, как вычислителя, с заменой на роль преобразователя, постепенно привели к вытеснению термина «компьютерные технологии» термином «информационные технологии». В настоящее время около 50% всех рабочих мест в мире поддерживается средствами информационных и телекоммуникационных технологий, преобразующими окружающую среду в соответствии с потребностями человека. Дальнейший рост производительности труда и уровня благосостояния возможен лишь на основе использования новых интеллектуальных средств, ориентированных на прием и обработку больших объемов мультимедийной информации (текст, графика, видеоизображение, звук, анимация).
В конкретной технологии отражается определенный уровень культуры, зафиксированный в предметном знании и представляемых данной технологией способах деятельности. Компьютерные графические технологии сейчас применяют во всех технических вузах при изучении общепрофессиональных и специальных дисциплин, начиная с 1 курса. Средства компьютерных технологий существенно расширяют педагогические возможности и могут положительно влиять на учебный процесс. То, что невозможно или дорого смоделировать в реальной жизни, можно выполнить средствами компьютерных технологий. Благодаря современным компьютерным технологиям, мультимедийным возможностям компьютера можно не только во всех подробностях реализовать статические модели иллюстрации, но представить эти модели в динамике. Будущий инженер, решая учебные конструктивные и технологические задачи средствами компьютерных технологий, может не только увидеть, но и соприкоснуться с истинным ходом прогресса математики, связанным с современной практикой.
При рассмотрении дидактических основ эффективного использования информационных технологий в процессе обучения мы опирались на исследования Б.Ф. Ломова, И.В. Роберт, Е.И. Машбиц, Т.В. Габай, С.С. Шевелевой, Е.С. Полат, М.В Лагуновой и др., где выделены наиболее значимые с позиции педагогических принципов методические цели, реализация которых оправдывает использование компьютера в качестве средства обучения.
Е.И Машбиц отмечает, что «многие психологи и педагоги подчеркивают, что трудности, стоящие на пути эффективного использования компьютера, имеют не столько технический, сколько психолого-педагогический характер, что прежде надо обеспечить решение педагогических и психологических проблем. Попытки обойтись интуитивными представлениями о процессе обучения оказались несостоятельными. К сожалению, у нас и за рубежом процесс внедрения компьютера в качестве средств обучения в учебный процесс на много опережает психолого-педагогические исследования» [60,С21].
Т.В. Габай подчеркивается ориентация на цели обучения при использовании технических средств в обучении: «...в учеб ном процессе эти цели (какие конкретно знания, и на каком уровне) должны определить функции технических средств...Некоторые авторы уповают, что эволюция сама будет отбирать наиболее приемлемое»[9,с. 159-160].
В.А. Извозчиковым отмечается, что мировой опыт компьютерного образования показывает, что его научно-обоснованное развитие требует не столько частных методик, сколько понимания общих аспектов обучения, концептуальных подходов в соответствии с информационно-педагогической парадигмой и определяет направление теоретических исследований.
Оценка и анализ результатов педагогического эксперимента по реализации дидактической системы, нацеленной на формирование геометро-графической компетентности будущих инженеров
Выяснение результатов знаний - важнейшая составная часть обучения. СИ. Архангельский отмечает, что: «Цель методики выявления результативности текущего изучения предмета состоит в том, чтобы определить, что изменилось, как изменяется и что даст в итоге изучение предмета как всем, так и каждому отдельному студенту. Это также позволяет определить, что следует изменить в содержании, форме, методах обучения, чтобы результаты были более эффективными[1 ,с.210]».
Н.П. Гресс [64, С.8]считает, что «надо оценивать педагогический опыт, как процесс целенаправленного воздействия педагога на обучаемого, в котором неразрывно связаны цель воздействия, деятельность педагога и обучаемых, средства воздействия и результат их применения». Исходя из этого при изучении педагогического опыта, по мнению автора, раскрывают: 1) цель, которую ставил педагог; 2) средства, педагогического воздействия, применяемые для достижения цели; 3) реакция обучаемых на эти воздействия, т.е., какие знания, умения и навыки приобретают учащиеся, какие сдвиги произошли в их развитии.
Дидакт Г.И. Батурина [3, С.25], обобщая данные исследований проблемы «Критерии эффективности педагогических процессов», к неперспективным относит исследования, в которых характеристики процесса не соотносятся с целями обучения. Она отмечает, что сами цели являются критерием эффективности процесса, ибо любой процесс, в том числе и педагогический можно назвать эффективным только в том случае, если он достигает целей.
Если Г.И. Батурина цель обучения рассматривает как критерий его эффективности, то Н.Ф. Талызина в качестве такого критерия рассматривает степень совпадения цели и реально достигнутых результатов. Она пишет [101, с.27]: «Важнейшим критерием эффективности обучения являются степень совпадения показателей, заданных целью обучения и действительно полученных. Чем выше степень полученных показателей с заданными по регистрируемым характеристикам, тем эффективней по этому критерию данная система обучения».
Общий показатель развитости геометро-графической компетентности нами определялся в п. 1.2 степенью профессиональной зрелости решений, долей творческой компоненты, продуктивностью и мерой активности в решении средствами компьютерных технологий прикладных задач в области геометро-графического знания. Уровень сформированности геометро-графической компетентности определялся результатами анкетирования, выполнения тестовых заданий и курсовых работ.
Для проверки эффективности предлагаемых педагогических условий общий показатель уровня развитости субъекта в выделенной области знания нами был разбит на два комплекса уров-невых показателей субъекта:
1. Процессуально-типологический комплекс, характеризующий уровень освоения студентом предметного знания, владение умениями и навыками в решении прикладных задач, уровень развитости когнитивных способностей и владения коммуникативными средствами общения;
2. Ценностно-ориентационный комплекс, который характеризует меру активности субъекта, направленную на реализацию своего образовательного потенциала и ориентированную на непрерывное самообразование и самосовершенствование.
Общеизвестным утверждением в математической статистике является тот факт, что сумма большого числа независимых случайных величин приближенно подчиняется нормальному закону распределения, и это выполняется тем точнее, чем больше случайных величин суммируется. Поэтому, эффективность сформулированных педагогических основ в формировании геометро-графической компетентности в сфере процессуально-типологического комплекса проверялась нами по нескольким направлениям: в среднестатистической и сильной группах студентов; на младших и старших курсах.
Во-первых, об эффективности разработанных нами подходов к формированию процессуально-типологического комплекса для студентов инженерных специальностей можно сделать выводы на основании данных, полученных в ходе формирующего эксперимента на разных курсах; во-вторых, в целях анализа сформированное процессуально-типологического комплекса изучалась динамика победителей студентов-олимпиадников Нижегородского государственного технического университета во Всероссийской предметной олимпиаде (И, III тур) от общего числа победителей Российских технических вузов.
