Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I Методологические основы компьютеризации физико-технической подготовки учителя технологии.. .19
1.1 Анализ технологии как системной деятельности и науки 19
1.2 Анализ содержания физико-технической подготовки учителя технологии и целей ее компьютеризации 38
ГЛАВА II Теоретические основы компьютеризации физико-технической подготовки учителя технологии 51
2.1 Принципы формирования физико-технической подготовки учителя технологии 51
2.2 Основы компьютеризации технологической подготовки учителя и педагогических технологий 64
2.3 Основные положения и принципы создания систем средств обучения для физико-технической подготовки учителя технологии 89
ГЛАВА III Организационно-методические основы физико- технической подготовки учителя технологии 117
3.1 Возможности компьютеризации дисциплин, предусмотренные учебными планами подготовки учителя технологии 117
3.2 Организация изучения разделов технологии в образовательной области «Технология» базисного учебного плана учреждений общего среднего образования 128
3.3 Компьютерное моделирование в технологической подготовке учителя технологии 135
ГЛАВА IV Проектирование компьютеризированных систем средств обучения для подготовки учителя технологии 174
4.1 Эволюция средств обучения 174
4.2 Разработка систем . средств обучения для лекционных, лабораторных занятий и самостоятельной работы студентов 186
4.3 Разработка измерительно-вычислительных комплексов для учебного эксперимента 218
4.4 Проектирование и разработка материальных моделей для применения в технологической подготовке в школе и педагогическом вузе 241
4.5 Датчики для проведения учебного эксперимента 254
ГЛАВА V Методика применения компьютеризированных систем средств обучения в подготовке учителя технологии и оценка ее эффективности в экспериментальном обучении студентов и школьников 261
5.1 Методика использования компьютеризированных систем средств обучения на лекционных занятиях и оценка их эффективности 261
5.2 Методика компьютеризации лабораторных занятий по физике в общеобразовательной школе и оценка ее эффективности 269
5.3 Методика проведения лабораторных занятий с компьютеризированными системами средств обучения по
физике в педагогическом вузе и оценка ее эффективности.282
5.4 Методика компьютеризации лабораторно-практических занятий по техническим дисциплинам и оценка ее эффективности 291
5.5 Методика организации самостоятельной работы студентов с применением компьютеризированной системы средств обучения 325
Заключение и основные выводы 339
Литература 346
ПРИЛОЖЕНИЕ 372
- Анализ технологии как системной деятельности и науки
- Принципы формирования физико-технической подготовки учителя технологии
- Возможности компьютеризации дисциплин, предусмотренные учебными планами подготовки учителя технологии
Введение к работе
Актуальность исследования. Внедрение образовательной области «Технология» в школах и межшкольных учебных комбинатах России началось с 1994 года. Это связано, прежде всего, с развитием третьей технологической революции (НТР) второй половины XX века и возникновением постиндустриального мира, что потребовало массовой подготовки специалистов в области технологического образования школьников. Одновременно с этим в педагогических вузах началась подготовка учителей по направлению 540500 «Технологическое образование» и по специальности 030600 «Технология и предпринимательство».
Введение данной образовательной области в базисный учебный план учреждений общего среднего образования вызвано тем, что изменяются требования к технологическому образованию, и сегодня вектор его развития должен быть сориентирован на фундаментализацию, информатизацию, социализацию, экологизацию знаний и развитие творческих способностей обучающихся. Содержание же данной образовательной области не является устоявшимся и зависит от того, что вкладывается в понятие «Технология», а поэтому среди ученых продолжаются дискуссии: считать ли технологию наукой или видом системной человеческой деятельности. Это первое противоречие, которое требует решения и от которого зависит содержание данной образовательной области и ее фундамента - физико-технической составляющей.
Практически одновременно с внедрением образовательной области
«Технология» А.Д.Урсулом выдвигается идея опережающего образования,
которое должно быть обеспечено его фундаментализацией, развивающим
характером и информационной поддержкой. Конкретные проблемы
фундаментализации учебно-познавательной деятельности,
дифференцированного и развивающего обучения отражены также в
исследованиях и работах В.А.Беликова, М.Р.Даммера, Л.Я.Зориной, И.С.Карасовой, К.К.Колина, А.В.Петрова и др. Л.Я.Зорина рассматривает учебный процесс как последовательность специфических для каждой дисциплины дидактических циклов, что представляет интерес для нашего исследования. Дидактической единицей при изучении физики в старших классах школы общего среднего полного образования выступает, как считает И.С.Карасова, фундаментальная физическая теория, но она же может быть и при изучении любой дисциплины в вузе.
Для удовлетворения запроса общества в творческих кадрах важно вести работу по формированию технологического мышления и помочь обучающимся овладеть технологической культурой, или технологической грамотностью. Именно технологическая подготовка поможет заложить ту основу, на которой впоследствии будут развиваться профессиональные способности обучающихся. Данные задачи не могут быть решены без квалифицированных учителей технологии. Учитель образовательной области «Технология», с одной стороны, должен, прежде всего, обладать глубокими технологическими знаниями, знаниями физики, технических дисциплин, лежащих в основе функционирования технологических систем. С другой - он должен быть сегодня не столько носителем знания, сколько организатором процесса познания, владеющим современными педагогическими технологиями. Однако исследований их применения при подготовке учителя технологии не проводилось. Это - второе противоречие, которое требует разрешения, поскольку значительная роль в профессиональной подготовке специалистов отводится технологическому компоненту и новым педагогическим технологиям.
Теоретико-методологические основы технологического образования заложены в работах П.Р.Атутова, П.Н.Андрианова, В.М.Жучкова, В.М.Казакевича, В.А.Полякова, В.Д.Симоненко, Ю.Л.Хотунцева и др. Содержание технологической подготовки школьников в рамках
образовательной области «Технология» было определено программой по «Технологии» для учреждений общего среднего образования, изданной под редакцией В.Д.Симоненко и Ю.Л.Хотунцева. Теоретические основы концепции предметной области «Технология» для педагогических вузов рассмотрены в работе В.М.Жучкова.
Несмотря на то что на сегодня не существует устоявшегося определения педагогической технологии, они в той или иной мере нашли отражение в исследованиях В.П.Беспалько, А.Н.Крутского, Л.Н.Матросовой, В.М.Малахова, А.А.Машиньяна, В.М.Мындыкану, Т.С.Назаровой, Е.С.Полат, Н.С.Пурышевой, В.А.Сластенина и др. В.П.Беспалько выделяет наиболее важные элементы педагогической технологии, через которые, как нам представляется, возможно осуществлять оптимизацию процесса обучения. А.А.Машиньян рассматривает теоретические основы их создания и применения для обучения физике, а Е.С.Полат анализирует такие педагогические технологии, как «обучение в сотрудничестве» и «метод проектов» при обучении иностранному языку. Н.С.Пурышева предлагает создание педагогической технологии в виде модели. Т.С.Назарова разделяет понятия «образовательная технология», «педагогическая технология» и «технология обучения», приводя их различия, что, на наш взгляд, является наиболее обоснованным и справедливым.
Однако ни одна педагогическая технология не может обойтись без средств обучения так же, как и не существует промышленных технологий без средств производства. Методологические основы формирования систем средств обучения сформулированы и разработаны Т.С.Назаровой. Основаниями являются познавательная деятельность школьников; цели, задачи, содержание курса; методы и организационные формы обучения; принципы построения систем материальных средств обучения.
В настоящее время развитие системы образования опирается на мощную информационную поддержку и внедрение компьютерной техники.
Это можно сравнить с внедрением в образовательный процесс учебной книги. Теоретические вопросы использования информационных технологий в обучении разработаны в трудах Ю.К.Бабанского, А.И.Берга, Е.П.Велихова, В.М.Глушкова, В.Г.Разумовского, И.В.Роберт, Н.Ф.Талызиной и др. Этой проблеме посвящены научные исследования, связанные с подготовкой учителя в условиях информатизации образования (А.А.Абдукадырова, А.Л.Денисовой, А.А.Кузнецова, Э.И.Кузнецова, Н.В.Макаровой и др.).
Методические проблемы использования персональных компьютеров в системе учебного эксперимента разрабатывались Л.И.Анциферовым, Г.А.Бордовским, Э.В.Бурсианом, И.Б.Горбуновой, В.А.Извозчиковым, А.С.Кондратьевой, В.В.Лаптевым, А.В.Смирновым и др. Отдельные методические аспекты этой проблемы изучали Г.М.Голин, А.Т.Глазунов, Ю.И.Дик, С.Е.Каменецкий, А.Е.Марон, А.Н.Малинин, Т.Н.Шамало и др.
Компьютеризацию мы рассматриваем как применение компьютерных технологий в различных областях человеческой деятельности, поэтому ее осуществление в образовании возможно через создание компьютеризированных систем средств обучения для всех форм занятий в вузе. Без этого подготовка учителя невозможна, так как они являются элементами любой педагогической системы. Однако до сих пор достаточно широко рассматривались вопросы применения персонального компьютера, но вопросы создания и применения компьютеризированных систем средств обучения при подготовке учителя не нашли своего решения, а при подготовке учителя технологии не исследовалось применение даже компьютеризированных средств обучения. Разработка отдельных средств обучения не заменяет собой необходимость формирования целостной научно обоснованной системы материальных средств, направленных на обеспечение единства обучения и воспитания обучающихся. Это третье противоречие, которое требует своего разрешения.
Немаловажным моментом в развитии личности учителя технологии является формирование его творческой активности и самостоятельности. Эти качества обучающегося, наряду с информационной, экологической культурой и системным научным мышлением, должны обеспечить подготовку специалистов, отвечающих требованиям перспективной системы образования. Вопросы формирования творческой активности обучающихся рассматривались: А.Н.Богатыревым, Ю.Н.Кулюткиным, И.Г.Луневой, В.Д.Путилиным, Ю.С.Столяровым, В.П.Ушачевым и др. Не получили должного отражения в исследованиях вопросы влияния компьютеризированных систем средств обучения на обученность студентов, на формирование их творческой активности и самостоятельности.
Разработка теоретических основ компьютеризации физико-
технической подготовки учителя технологии, создание
компьютеризированных систем средств обучения и оценка их эффективности
могут содействовать разрешению сформулированных нами противоречий,
поэтому данное исследование представляется актуальным.
Цель исследования заключалась в разработке компьютеризированных систем средств обучения как необходимого и достаточного условия компьютеризации физико-технической подготовки учителей технологии, основанной на рассмотрении технологии как вида системной целенаправленной деятельности человека.
Объект исследования — физико-техническая подготовка учителя технологии в педагогическом высшем учебном заведении.
Предмет исследования - компьютеризация физико-технической подготовки учителя технологии, включающая содержание, средства, пути, способы и методику ее осуществления в педагогическом вузе.
Методология исследования. В данном исследовании принято понимание методологии как системы оснований и методов научного познания и преобразования действительности.
В процессе исследования на основе системного подхода были раскрыты основы формирования компьютеризированной системы средств обучения, предусматривающие изучение философской литературы, анализ психолого-педагогических, эргономических работ, трудов по технологии и методике ее преподавания, концепции информатизации образования, теории создания и использования средств обучения.
Специализированную методику и технику исследования составили:
теоретические и практические результаты разработок в области компьютеризированных средств обучения; обобщение опыта создания и использования материальных средств в нашей стране и за рубежом; изучение достижений научно-технического прогресса, которые необходимо использовать при разработке: интерфейсных устройств к персональному компьютеру, датчиков физико-химических величин, моделей управляемых приборов и устройств, разнообразных принадлежностей для эксперимента, дидактических электронных пособий с магнитной и оптической формами записи, экранных и печатных пособий, выполненных по требованиям оперативной полиграфии;
определение способов эффективного использования компьютеризированных систем средств обучения в педвузе, позволяющих не только ознакомить студентов с научными, техническими и технологическими достижениями в развитии средств обучения, но и дать новое содержание важнейшему дидактическому принципу обучения - принципу наглядности, способствовать внедрению педагогических технологий, развитию творческой активности и самостоятельности студентов;
оценка педагогической эффективности применения компьютеризированных систем средств обучения при физико-технической подготовке учителя технологии.
Изложенные методологические основания позволили определить гипотезу данного исследования.
Гипотеза исследования. Если компьютеризацию физико-технической подготовки учителя технологии осуществлять на теоретических основаниях, определяющих взаимосвязь целей, содержания, средств обучения, методов и организационных форм с учетом конкретного содержания данной подготовки и адекватных педагогических технологий, то созданные компьютеризированные системы средств обучения:
будут соответствовать особенностям трудовой деятельности преподавателей и студентов, т. е. будут методически целесообразны;
позволят осуществить оптимизацию форм и методов обучения, повысить их эффективность и качество;
помогут вывести на новый качественный уровень внеаудиторную самостоятельную работу студентов, повысить их технологическую культуру и прежде всего ее информационно-технологическую составляющую.
При этом влияние отдельных средств обучения, а также их первичных комплексов и компьютеризированной системы в целом на качество и эффективность решения учебно-воспитательных задач может быть оценено через такие показатели, как уровень обученности студентов (полнота, осознанность и прочность полученных знаний, умений и навыков), затраты аудиторного времени на усвоение информации, работоспособность студентов в аудитории, их самостоятельность и творческая активность.
В соответствии с целью, предметом и гипотезой исследования поставлены следующие задачи исследования:
1. Обосновать методологические основы компьютеризации физико-технической подготовки учителя технологии.
Выявить принципы, компоненты содержания физико-технической подготовки учителя технологии и основы компьютеризации данной подготовки.
Определить структуру компьютеризированных систем и их функциональные возможности для проведения различных форм занятий в педвузе.
Осуществить практическое создание и применение компьютеризированных систем средств обучения для подготовки учителя технологии.
Показать функциональную направленность компьютеризированных средств обучения, обеспечивающую их эффективное применение в качестве: источников знаний для доступного усвоения студентами фундаментальных понятий, законов и теорий дисциплин физико-технического профиля при различных формах и приемлемых для компьютеризации педагогических технологиях обучения; оборудования для проведения лабораторного учебного эксперимента, в том числе для исследования технологических систем, имитационного и идентификационного моделирования; формирования у студентов научной картины мира, профессиональных умений и навыков, необходимых будущему учителю технологии.
Провести опытную проверку эффективности применения компьютеризированных систем средств обучения, в частности, их влияния на уровень обученности студентов, затраты аудиторного времени на усвоение информации, работоспособность студентов в аудитории, их самостоятельность и творческую активность.
Достоверность и обоснованность результатов достигались следующими методами исследования:
анализом литературы по философии и методологии, философским вопросам технологии, педагогике и психологии, методике преподавания технологии с целью постановки конкретных задач исследования и определения путей и способов достижения цели исследования;
теоретическими методами исследования поставленных проблем (системный подход, анализ и синтез, проведение аналогий, обобщение, моделирование), при этом достижение цели исследования с их помощью привело к разработке теоретических основ компьютеризации физико-технической подготовки учителя технологии;
экспериментальными методами и формами работы (наблюдения педагогических явлений, исследования констатирующего и поискового характера анкетированием, проведение проверочных работ для обучающихся, тестирование, опытная проверка и внедрение разработанной методики).
В целом исследование охватило период времени с 1987 г. по 2001 г. и осуществлялось в три этапа.
На первом этапе с 1987 г. по 1992 г. проводилась поисковая работа по разработке микропроцессорных технических средств для проведения учебного эксперимента и изучалось современное состояние в теории и практике подготовки учителя трудового обучения.
Второй этап выполненного диссертационного исследования охватывал период с 1992 г. по 1999 г. Во время данного этапа исследований осуществлялась проверка выдвинутой гипотезы, разработка концепции, методики компьютеризации физико-технической подготовки учителя технологии и их экспериментальная проверка. На данном этапе исследований под руководством автора на кафедре технической механики и технологического образования выполнялась общеуниверситетская тема
«Разработка технических средств на основе микропроцессорных систем и их использование в учебном процессе», по результатам которой ООО «Творчество» начало выпуск и поставку в учебные заведения России измерительно-вычислительных комплексов для учебного эксперимента.
На третьем этапе исследований с 1999 г. по 2001 г. осуществлялось обобщение и систематизация полученных результатов, публикация монографий и оформление докторской диссертации.
Научная новизна и теоретическая значимость данного исследования заключается в том, что оно направлено на решение крупной научной проблемы - разработку и создание компьютеризированных систем средств обучения для физико-технической подготовки учителя технологии в целях повышения ее эффективности и качества.
В результате рассмотрения технологии как науки и как системной человеческой деятельности определяется содержание физико-технической подготовки как фундаментальной основы технологической подготовки учителя технологии. Сформулированы методологические основания компьютеризации данной подготовки.
Предложена двухконтурная структурная схема педагогической системы и проведен ее сравнительный анализ со структурной схемой любой действующей технологической системы.
Определены принципы формирования и компоненты содержания физико-технической подготовки учителя технологии, на основе которых решены проблемы создания и совершенствования компьютеризированных систем средств обучения, рассмотрены методологические основы их создания.
Представлена характеристика компьютеризированной системы средств обучения, осуществлен прогноз ее развития и выявлены ее функциональные возможности при проведении различных форм занятий в педагогическом вузе.
5. Обоснована необходимость включения дисциплины «ЭВМ в системах измерения и управления» в подготовку учителя технологии и выявлены возможности имитационного и идентификационного моделирования как одного из методов исследования технологических систем.
Практическую значимость имеют:
разработанные и созданные системы средств обучения для проведения лекционных, лабораторно-практических занятий и самостоятельной работы студентов;
методические рекомендации для проведения аудиторных занятий с использованием компьютеризированных средств обучения;
методические пособия для студентов педвузов по организации и проведению внеаудиторной самостоятельной работы с использованием разработанных средств обучения;
разработанные измерительно-вычислительные комплексы для использования при проведении аудиторных и внеаудиторных занятий;
индивидуальные творческие задания для обучающихся по разработке и применению компьютеризированных средств обучения, в частности, учебного конструктора;
структура и методические рекомендации компьютеризации образовательной области «Технология» учреждений общего среднего образования.
Все эти материалы нашли практическое применение и могут в дальнейшем использоваться не только для подготовки учителей технологии, но и учителей естественных наук, а также при повышении профессиональной квалификации данных учителей и обучении учащихся в школе.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследований были представлены на международных, Всероссийских и
региональных конференциях: Всероссийской конференции «Электронно-
вычислительная техника в преподавании дисциплин физического цикла» в г.
Омске в 1987 г., Всероссийской конференции «Использование ЭВМ в
учебном процессе подготовки рабочих» в г. Череповце в 1990 г.,
Всероссийской конференции «Физика в системе современного образования»
в г. Ленинграде в 1991 г., Всероссийской конференции «Применение средств
вычислительной техники в учебном процессе кафедр физики, высшей и
прикладной математики» в г. Ульяновске в 1993 г., региональной
конференции «Проблемы современных технологий обучения и развития
умственной активности студентов и школьников» в г. Воронеже в 1994 г., II
Всероссийской научно-методической конференции «Использование научно-
технических достижений в демонстрации эксперимента и постановке
лабораторного практикума» в г. Саранске в 1994 г., III Всероссийском
совещании-семинаре «Применение средств вычислительной техники в
учебном процессе кафедр физики, прикладной математики» в г. Ульяновске в
1995 г., международной научно-практической конференции «Инновационные
процессы в подготовке учителя технологии, предпринимательства и
экономики» в г. Туле в 1995 г., Всероссийской конференции «Проблемы
учебного физического эксперимента» в г. Глазове в 1995 г., 1996 г., 1998 г.,
1999 г., межвузовской научно-практической конференции
«Совершенствование методики преподавания физики в непрерывной системе образования» в г. Тамбове в 1996 г., IV международном совещании-семинаре «Использование новых информационных технологий в учебном процессе кафедр физики и математики» в г. Ульяновске в 1997 г., IV учебно-методической конференции стран Содружества «Современный физический практикум» в г. Челябинске в 1997 г., Всероссийской научно-методической конференции «Качество образования, концепции, проблемы, оценки, управление» в г. Новосибирске в 1998 г., II международной научно-практической конференции «Совершенствование теории и методики
обучения физике в системе непрерывного образования» в г. Тамбове в 1998
г., межвузовской конференции «Проблемы совершенствования учебно-
воспитательного процесса в высших военных учебных заведениях» в г.
v* Воронеже в 1999 г., региональной научно-практической конференции
«Развитие социального партнерства в региональной политике трудового воспитания, профессионального образования и обеспечения занятости подростков и молодежи» в г. Воронеже в 2000 г., съезде российских физиков-преподавателей «Физическое образование в XXI веке» в г. Москве в 2000 г., VI международной конференции «Технология 2000» в г. Самаре в 2000 г..
Методика компьютеризации физико-технической подготовки учителя
технологии прошла полную проверку в Воронежском государственном
«| педагогическом университете. Разработанные измерительно-вычислительные
комплексы для систем СО выпускались ООО «Творчество» и поставлялись в фирмы учебной техники «Школьник», «Школа будущего», а также в средние и высшие учебные заведения городов: Москва, Воронеж, Томск, Тюмень, Ангарск, Борисоглебск, Грязи и др.
Отдельные элементы методики были апробированы в Воронежском
военном авиационном инженерном институте и Борисоглебском
государственном педагогическом институте.
А' На основе результатов проведенного исследования под руководством
автора были защищены четыре кандидатские диссертации Р.М.Чудинским, Е.Н.Черкасской, А.В.Бреховой и М.В.Бугаковой.
Основные положения, выносимые на зашиту;
1. Физико-техническая подготовка учителя технологии базируется на
ряде основополагающих принципов: фундаментальности,
научности, интегративности, системности и экологичности; при
этом компонентами данной подготовки являются изучение законов
и теорий естественных и технических наук, экспериментальные
# методы исследования, системный подход и моделирование,
формирование мировоззрения, информационной культуры и эколого-культурного уровня студента.
Компьютеризация физико-технической подготовки учителя технологии как теоретическая проблема может быть решена на основе рассмотрения технологии как вида системной целенаправленной человеческой деятельности, новых подходов к обеспечению педагогического процесса компьютеризированными системами средств обучения для лекционных и лабораторных занятий, самостоятельной работы, позволяющих реализовать на различных этапах дидактического цикла информационную, управляющую, организующую, контролирующую и моделирующую функции.
Эффективность использования компьютеризированных систем средств обучения возрастает при оптимизации графика освоения дисциплин физико-технического цикла, введении в учебный процесс дисциплины «ЭВМ в системах измерения и управления» и измерительно-вычислительных комплексов для реального эксперимента, при отборе и структурировании учебного материала, усилении внимания на изучение преобразований различных видов энергии и моделирования.
Компьютеризированные системы средств обучения обеспечивают сокращение затрат учебного времени, увеличивают эффективность используемых педагогических технологий при формировании технологической культуры и повышении уровня обученности студентов путем улучшения восприятия и усвоения полученной информации, при развитии у студентов самостоятельности и творческой активности.
Схема общего пути проведенного исследования представлена на
Методологические
основы
компьютеризации
физико-технической
подготовки учителя
технологии
Схема общего пути исследования
Анализ технологии как системной деятельности и науки
Термин «технология» впервые появился в английском языке в XVII веке и относился только к прикладным искусствам и ремеслам.
Техническая практика научных школ в конце XIX в. опережала не только техническую теорию, но и появление соответствующих естественнонаучных предпосылок создания такой теории. Технологические процессы реализовывались в производстве прежде, чем получали научное объяснение.
Теоретизация технологии по мере укрепления ее взаимосвязей с естествознанием нашла отражение в эволюции представлений о технологии. Понятие технологии обрело смысл научного термина в условиях перехода к машинному производству в процессе промышленного переворота. Учрежденный в начале XIX в. «Технологический журнал» писал, что технология учит «обрабатыванию в пользу человеческую естественных тел» [248, с.4-6]. Академик Севергин В.М. отмечал, что «технология, или наука о ремеслах и заводах» включает знания о продуктах труда, обрабатываемых материалах, орудиях, принятых терминах и др. [248, с.9-18]. Примерно тот же смысл вкладывал в понятие технологии автор первого в России учебника по технологии И.А. Двигубский: «Технология - есть наука, показывающая перерабатывание естественных произведений ... Искусство или умение их перерабатывать называется ремеслом, рукомеслом, поелику большей частью обделывают их руками» [81, с. 17].
В середине XX века термин «технология» обозначал способы или деятельность, с помощью которых человек стремится преобразовать окружающий мир или манипулировать им. В конце XX века «Новая энциклопедия Британика» определяет технологию как систематическое изучение способов создания и изготовления вещей [315].
Толковый словарь русского языка под редакцией Д.Н. Ушакова [251] содержит следующее определение: «Технология (от греческого techne -искусство и logos — учение). Совокупность наук, сведений о способах переработки того или иного сырья в фабрикат, в готовое изделие... Совокупность процессов такой переработки».
Программа образовательной области «Технология», утвержденная Министерством образования Российской Федерации [205], определяет этот предмет как науку о преобразовании и использовании материи, энергии и информации в интересах и по плану человека.
Приведенные определения отражают различные стороны сложного понятия «технология», но прежде всего необходимо остановиться на общих признаках этого понятия.
1) Под технологией понимается как процесс преобразования, так и изучение этого процесса. Прежде чем создавать, необходимо провести изучение процесса преобразования, сформировав совокупность знаний о нем.
2) Технология как процесс преобразует вещество, энергию и информацию с целью удовлетворения нужд и потребностей человека. Движущей силой развития технологии являются постоянно растущие потребности человека — субъекта, поэтому технология решает не столько собственно технологические, сколько человеческие проблемы: «...технология как понятие бессмысленно безучастия в ней главного лица — человека» [95, с.63; 73, с.19].
3) Технология — открытая система, внешние факторы которой являются элементами внешней технологической среды [73, с. 18].
Технология является не единственным примером деятельности человека, в процессе которой создается продукт, удовлетворяющий определенные его потребности. Примерами такой деятельности могут являться ремесло и искусство. Однако, в отличие от них, основным источником знаний для технологии в настоящее время является наука.
Основой экономического процветания развитых стран сегодня являются высокие технологии. К высоким технологиям относятся современные наукоемкие технологии, например такие, как информационная, ядерная, генная, космическая и другие.
Примерами высоких технологий могут служить СІМ и CALS технологии, широко применяемые в настоящее время в экономически развитых странах мира. Технология композиционного информационного моделирования (СІМ - технология) служит проблемам снижения остроты кризисных процессов и обеспечения устойчивого развития социальной сферы, способствует усилению естественных механизмов самоорганизации структурных функциональных элементов социально-экономического "организма" государства за счет использования новых информационных технологий управления. Указанная технология основана на реализации механизмов компьютерной самоорганизации алгоритмов управления развитием сложных функциональных экономических, производственных, финансовых и других систем, соответствующих условиям поддержания их системной устойчивости при трансформации их структурных элементов.
Целью применения CALS-технологий как инструмента организации и информационной поддержки всех участников создания, производства и пользования продуктом является повышение эффективности их деятельности за счет ускорения процессов исследования и разработки продукции, придания изделию новых свойств, сокращения издержек в процессах производства и эксплуатации продукции, повышения уровня сервиса в процессах ее эксплуатации и технического обслуживания.
Принципы формирования физико-технической подготовки учителя технологии
Высшее образование опирается на тот уровень знаний, какой дает средняя школа, где в последнее время усилено внимание технологической подготовке в связи с введением в базисный учебный план школы образовательной области «Технология». Однако целостной системы общетехнической и технологической подготовки в средней школе пока нет. Такая система должна включать обязательный минимум технологических знаний.
В разработке научно обоснованной системы непрерывного технологического образования особую трудность представляет реализация системно-структурного подхода к анализу технологического знания с учетом междисциплинарных взаимодействий естественнонаучных и технических дисциплин.
В программе технологического образования Новой Зеландии [322] предложено несколько конкретных областей технологии для изучения: технология материалов, промышленное производство и процессы, механизмы и конструкции, электроника и управление, пищевая технология, биотехнология. Список носит рекомендательный характер, но охватывает основные области технологии.
Если школьники планируют продолжение образования в учебных заведениях высшего и среднего профессионального образования, то для этой группы профессиональная направленность технологического образования не играет заметной роли, так как предполагается дальнейшая многолетняя профессиональная специализация, а для другой группы школьников, которые планируют продолжение образования в учебных заведениях начального профессионального образования, профессиональная направленность желательна, так как дает определенную профессиональную ориентацию.
Поскольку в базовой средней школе будущая профессиональная специализация еще не выражена ярко, то имеет смысл для этой ступени образования выделить некую инвариантную цель технологического образования, которую в ряде стран мира называют технологическая грамотность. В России этот термин пока не нашел широкого применения, а используется близкий по значению термин технологическая культура. Дать технологическую грамотность обучающемуся можно через физико-техническую подготовку, соблюдая при этом ряд принципов ее формирования, на которых необходимо остановиться.
В литературе [321] сделана попытка формулирования качеств технологически грамотного человека, выделив среди которых основные, можно определить:
Технологически грамотный человек - это человек, который:
- умеет решать проблемы с учетом различных точек зрения в различных контекстах;
- понимает, что технология включает системы и активно использует системный подход;
- использует понятия естественных и технических наук, математики, общественных и гуманитарных наук как инструменты для управления технологическими системами;
- понимает важнейшие концепции технологии;
- понимает значение фундаментальных технологических разработок;
- может объединить ресурсы, чтобы удовлетворить человеческие нужды и потребности;
- может оценить влияние и последствия функционирования технологических систем.
Содержание и взаимосвязь учебных дисциплин при подготовке учителя технологии должны соответствовать характеру и структуре естественнонаучных и технических знаний, ориентированных на определенные технологии. В вузе для радикальной интенсификации обучения уже недостаточно совершенствовать методику преподавания, необходимо существенное изменение учебных планов, программ и применение новых педагогических технологий, то есть улучшать качество подготовки специалистов нужно прежде всего за счет изменения содержания образования и перевода его на технологическую основу.
Содержание подготовки учителя технологии определяется также целями технологического образования. Одну из них можно сформулировать как получение обучающимися профессиональных знаний, умений и навыков в областях конкретных технологий. Другую - как получение общих сведений о технологии как виде системной целенаправленной человеческой деятельности.
Имеется большой резерв повышения фундаментальности образования, усиления теоретической, экспериментальной и творческой подготовки учителей технологии и предпринимательства. Общую установку на фундаментализацию образования и сближение учебно-воспитательного и научно-исследовательского процессов следует связывать с конкретными задачами подготовки учителей. Улучшение фундаментальной теоретической подготовки может быть достигнуто различными путями, в частности за счет использования возможностей университетского образования, в котором обеспечивается сочетание углубленного изучения естественнонаучных (физических, химических, биологических) и технических дисциплин. Подбор учебного материала основополагающих дисциплин физико- технического цикла, являющегося основным в технологической подготовке, обеспечит выполнение принципа фундаментальности подготовки.
Обучающийся и окружающий его мир взаимосвязаны, поэтому необходимо выявить, как обеспечить сегодня эффективное обучение человека, формирующее его как активную, творческую личность.
Во введении к Стокгольмской декларации, принятой на Конференции Объединенных Наций в 1972 году, говорится, что человек одновременно является продуктом и творцом своей среды, которая дает ему физическую основу для жизни и делает возможным интеллектуальное, моральное, общественное и духовное развитие. При этом необходимо отметить, что и человек для другого человека выступает как элемент окружающего мира.
Маркович Д.Ж. отмечал: «Каждый из нас поэтому и человек, и среда, что зависит от угла зрения. В связи с чем и говорится, что социальное (общественное) поведение возникает как следствие того, что один человек важен для другого как часть его среды. Вот почему важно изучать влияние социальной среды на поведение человека, как и влияние поведения человека на общественную среду» [156, с.53].
Возможности компьютеризации дисциплин, предусмотренные учебными планами подготовки учителя технологии
С сентября 2000 г. вступило в действие новое поколение
Государственных образовательных стандартов (ГОС) высшего профессионального образования. Подготовка учителя образовательной области «Технология» базисного учебного плана, в соответствии с введенным вторым поколением стандартов, может осуществляться по направлению 540500 «Технологическое образование» [74] и по специальности 030600 «Технология и предпринимательство» [75]. Подготовка специалистов по направлению «Технологическое образование» осуществляется в течение 4 лет. По окончании обучения выпускникам присваивается квалификация второго уровня высшего образования -бакалавра технологического образования. Бакалавры вправе продолжить свое обучение по специальности «Технология и предпринимательство» или в магистратуре и получить третий уровень высшего образования. ГОС по направлению 540500 и специальности 030600 во многом совпадают, что позволяет бакалаврам технологического образования, продолжая обучение по специальности, через 1-1,5 года получить квалификацию учителя технологии и предпринимательства. Такое многоуровневое образование дает возможность получить более фундаментальную подготовку, обеспечив выпускнику большую социальную защищенность и получение, наряду с дипломом специалиста, диплома международного образца бакалавра технологического образования.
ГОС определяет требования к уровню подготовки выпускника по специальности [75], среди которых можно выделить актуальные для данного исследования: владение педагогическими технологиями, современными техническими средствами обучения;
- умение осуществлять проектную деятельность, начиная от осознания проблемы и кончая получением реального результата;
- умение пользоваться компьютерной техникой и другими средствами связи и информации, включая телекоммуникационные сети;
- понимание тенденций и основных направлений развития науки и техники, основных экологических проблем современной цивилизации;
- умение оказывать помощь учащимся в самопознании, выполнении профессиональных проб с целью профессионального самоопределения.
Чтобы выпускники могли отвечать данным требованиям, недостаточно прослушать учебные курсы информационных технологий, экологии, теории и методики обучения технологии и предпринимательству, которые входят в состав ГОС, а необходимо все изучение дисциплин, прежде всего физико-технического цикла, построить с учетом требований стандарта. Например, научиться владеть современными педагогическими технологиями и СО выпускники смогут только тогда, когда вся образовательная деятельность в вузе будет построена на основе новых педагогических технологий и СО, для привития умения владения компьютерной техникой студенты должны пользоваться ею как одним из основных СО при изучении основной массы специальных дисциплин. Экологическими проблемами современной цивилизации должно быть пронизано преподавание технологических дисциплин.
Образовательные программы бакалавра и специалиста содержат четыре блока дисциплин: общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины; общие математические и естественнонаучные дисциплины; общепрофессиональные дисциплины; дисциплины предметной подготовки.
Физика как основополагающая дисциплина физико-технического направления изучается в блоке общих математических и естественнонаучных дисциплин, а все технические дисциплины физико-технической подготовки изучаются в блоке дисциплин предметной подготовки. График изучения данных дисциплин и распределение учебных часов по видам учебной деятельности приведен в таблице 3.1.1. В данную таблицу включены также дисциплины «Безопасность жизнедеятельности», «Технические и аудиовизуальные средства обучения», которые входят в блок общепрофессиональных дисциплин, но вплотную связаны с физико-технической подготовкой.
С изучения техники безопасности начинается освоение технологических дисциплин учебного плана. Параллельно их изучению у студентов проводится технологический практикум, поэтому изучение техники безопасности необходимо не только для последующей профессиональной деятельности, но и для учебы студентов. Техника безопасности для будущих учителей технологии определяет безопасные условия в их будущей профессиональной деятельности, т. е. безопасность жизнедеятельности в производственных условиях, а поэтому изучение вопросов техники безопасности и дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» должно быть взаимосвязано. Изучение основных технологических дисциплин начинается на втором курсе, поэтому в первом семестре изучается «Техника безопасности», а во втором продолжается изучение «Безопасности жизнедеятельности», что позволит перед изучением основных технологических дисциплин рассмотреть экологические аспекты безопасности жизнедеятельности, чрезвычайные ситуации природного и техногенного характера и защиту населения от их последствий. Это позволит учитывать данные вопросы при изучении технологических дисциплин.
