авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Формирование системно-пространственного мышления студентов технических вузов (на примере преподавания начертательной геометрии)

На правах рукописи

Русинова Людмила Петровна

ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМНО-ПРОСТРАНСТВЕННОГО

МЫШЛЕНИЯ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ

(на примере преподавания начертательной геометрии)

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата педагогических наук

Ижевск 2007

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Глазовский государственный педагогический институт им. В.Г. Короленко»

Научный руководитель доктор педагогических наук, профессор Казаринов Анатолий Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор Гурье Лилия Измайловна кандидат педагогических наук, доцент Егорова Галина Николаевна

Ведущая организация ГОУ ВПО «Воронежский государственный педагогический университет»

Защита состоится «29» мая 2007 г. в 15.30 час. на заседании диссерта ционного совета Д 212.275.02 при Удмуртском государственном уни верситете по адресу: 426034, г. Ижевск, ул. Университетская, 1, корп.

6, ауд. 301.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Удмуртского го сударственного университета по адресу: г. Ижевск, ул. Университет ская, 1, корп. 2.

Автореферат разослан «27» апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат психологических наук, доцент Э.Р. Хакимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Формирование у студентов наукоемких специальностей технических вузов системного пространст венного творческого мышления является актуальной проблемой подго товки высококвалифицированных инженеров. Качество геометрического образования поддерживается в основном в курсах, разработанных про фессиональными математиками. Заложенное ими направление формиро вания и развития геометрической культуры не стало эталоном, в то вре мя как ее отсутствие приводит к тому, что мощнейшие возможности ин теллектуальных систем искусственного интеллекта оказываются, не вос требованы. С одной стороны, инженер не может войти в систему, не владея языком постановки задач, в котором геометрическая составляю щая играет существенную роль, с другой стороны, у него отсутствует необходимое понимание, как процесса, так и результата решения задачи, поддерживаемого пространственными динамическими представлениями.

Широкое внедрение, трехмерных методов геометрического моде лирования обусловило необходимость развития интеграционных тен денций в геометрическом образовании, что предполагает принципиально новую идеологию. В процессе обучения начертательной геометрии од ной из главных становится задача формирования и развития у студентов системного пространственного мышления.

Проблеме развития начертательной геометрии и инженерной гра фики (геометрического моделирования) посвящены работы Н.А. Бабу лина, В.И. Курдюмова, А.И. Лагерь, Г. Монжа, Н.А. Рынина, Я.А. Сева стьянова, Е.С. Федорова, Н.Ф.Четверухина, В.И. Якунина и др. Вопро сами разработки и внедрения компьютерной графики в учебный процесс занимались Г.Ф. Горшков, И.И. Котов, С.А. Фролов, В.И. Якунин и др.

Проблемам визуализации и наглядности в обучении посвятили свои труды такие исследователи, как В.Н. Березин, Р.Л. Грегори, Т.Н.

Карпова, Е.И. Машбиц, Л.М. Фридман, Ю.Е. Шаболин, И.С. Якиманская и др.

Проведенный анализ психолого-педагогической и специальной ли тературы позволил выявить следующие противоречия:

• между потребностью современного общества в повышении качества графической подготовки студентов технических вузов и сложившейся традиционной системой обучения в вузе, не решающей эту задачу;

• между потребностью в высоком уровне развития системно пространственного мышления у студентов вузов и невоз можностью достичь его в рамках традиционного образова ния.

Выявленные противоречия определили проблему исследования:

каковым должен быть комплекс педагогических мероприятий, методов и средств, который позволит сформировать системное пространственное мышление у студентов технических вузов в процессе их графической подготовки?

Цель исследования: разработать, обосновать методы формирова ния системно-пространственного мышления студентов наукоемких спе циальностей с позиций проектного подхода к обучению с использовани ем информационных технологий и проверить эффективность их реали зации опытно-экспериментальным путем.

Объект исследования: процесс формирования системно пространственного мышления студентов.

Предмет исследования: методы формирования системно пространственного мышления студентов при изучении начертательной геометрии.

Гипотеза исследования: предполагается, что эффективное фор мирование системно-пространственного мышления как основы развития умений и навыков решения сложных графических задач студентами тех нических вузов в процессе их графической подготовки возможно, если:

- учитываются особенности развития способностей студентов тех нических вузов к системно-творческому решению сложных графических задач;

- содержание учебного курса графической подготовки студентов структурировано в соответствии с принципами задачности и образности при построении учебной задачи и принципами формирования стратегии решения задач на основе системно-пространственного мышления;

- программа обучения включает комплекс требований и систему методических положений, учебных заданий и организационно педагогических мер, учитывающих индивидуальные особенности в про ектной деятельности студентов.

В соответствии с целью и гипотезой исследования были поставле ны следующие задачи:

1. Изучить современное состояние проблемы в теории и педагоги ческой практике;

2. Выявить и исследовать особенности развития способностей сту дентов технических вузов к системно-творческому решению сложных графических задач;

3. Разработать теоретические основы для создания эффективного авторского курса графической подготовки студентов, содержащего структурированный учебный материал курса начертательной геометрии в соответствии с принципами задачности и образности при построении учебной задачи;

4. Исследовать возможность оптимизации процесса формирования стратегий решения задач начертательной геометрии на основе системно пространственного мышления;

5. Обосновать, разработать и проверить эффективность экспери ментальной программы формирования системно-пространственного мышления в процессе обучения как комплекса требований и системы учебно-методических положений, учебных заданий и организационно педагогических мер, учитывающих индивидуальные особенности в про ектной деятельности студентов.

Методологическую основу исследования составляют, системно функциональный, лично-ориентированный подходы к проектированию и формированию содержания процесса обучения, деятельностный подход к пониманию и развитию личности.

Теоретическую основу исследования составляют:

- теория профессиональной педагогики и теоретические основы формирования профессиональной готовности специалиста к деятельно сти (А.П.Беляева, М.Т. Громкова, Л.И. Гурье, А.Л. Денисова, А.С. Каза ринов, В.В. Кондратьев, М.И. Махмутов, Н.Н. Михайлова, Ю.Н. Семин, М.П. Сибирская, В.А. Сластенин);

-положения философского понимания математического и про странственного мышления (Ж. Адамар, П.П. Блонский, Л.С. Выготский, Ж. Пиаже, Я.А. Пономарев, А. Пуанкаре, С.Л. Рубинштейн, Г.П. Щедро вицкий, И.С. Якиманская и др.);

- теория и методика преподавания геометрии (Ю.К. Бабанский, М.Б. Волович, В.А. Гусев, В.А. Далингер, И.Я. Лернер и др.);

- общедидактические принципы и критерии оптимизации учебного процесса (С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, В.С.

Леднев, И.Я. Лернер, В.И. Загвязинский и др.);

-труды о профессиональной ориентации содержания блока дисци плин по инженерной графике и начертательной геометрии (И.И. Акмаев, А.Д. Ботвинников, В.А. Козаков, В.И. Якунин, Г.Ф. Горшков и др.);

- работы по формированию пространственного мышления через развитие творческих способностей (А.В. Брушлинский, Ю.А. Виногра дов, В.А. Гервер, Ю.М. Катханова, Б.М. Теплов), через обучение про ектным методом (Дж.К. Джонс, Я. Дитрих, Г.Ф. Горшков, В.В. Гузеев, М.А. Смирнова и др.).

- технологии творческого развития личности (Д. Дьюи, А.Н. Леон тьев, А.М. Матюшкин, М.И. Махмутов, С.Л. Рубинштейн и др..

- идеи информатизации образования (Б.С. Гершунский, Г.Ф. Горш ков, И.Г. Захарова, М.П. Лапчик, И.И. Мархель, П.К. Петров, И.В. Ро берт и др.);

Методы исследования -теоретические (анализ психолого-педагогической, методической, математической литературы по теме исследования;

системно структурный анализ учебных планов и программ);

-эмпирические (наблюдение, беседа, анкетирование, опрос, тести рование);

-экспериментальные (констатирующий, формирующий и кон трольный эксперименты).

Экспериментальная база исследования. Опытно экспериментальное исследование проводилось на базе кафедры «Техно логия машиностроения, машиностроительные станки и инструменты»

Сарапульского политехнического института (филиала) Ижевского госу дарственного технического университета с 2001 по 2007 год. На разных его этапах принимали участие 250 студентов первого курса специально стей «Технология машиностроения» и «Экономика и управление на предприятии (машиностроения)».

Этапы исследования.

Диссертационное исследование проводилось в три этапа.

На первом этапе проводилась оценка состояния исследуемой про блемы;

разрабатывались основные положения, гипотеза, цель и задачи исследования. Были предложены основные подходы к решению задач исследования и проведен констатирующий этап эксперимента (2001 2004 гг.).

На втором этапе была сформулирована база создаваемого метода формирования системно-пространственного мышления у студентов тех нических вузов на основе проектной деятельности, принципов задачно сти и образности, авторской модели центров решения при обучении на чертательной геометрии. Осуществлен формирующий этап эксперимен та (2004-2007 гг.).

На третьем этапе проведен контрольно-обобщающий экспери мент (2004-2007гг.), осуществлен анализ результатов проведенного ис следования и подведены итоги.

Научная новизна исследования заключается в следующем.

1. Выявлены особенности развития графических способностей студентов, главной из которых является система объективных оценок ба зовой подготовки студентов и уровня развития системно пространственного мышления.

2. Предложена совокупность методов, позволившая оптимизиро вать процесс формирования стратегий решения задач начертательной геометрии, а также преодолеть их затруднения на основе активизации антикризисного системного мышления.

3. Разработан и научно обоснован учебно-методический комплекс, позволяющий: а) усилить учебную мотивацию студентов;

б) повысить качество подготовки;

в) способствовать формированию системно пространственного мышления студентов технических вузов.

Теоретическая значимость исследования:

1. Обоснована возможность синтеза метода проектов и метода компьютерного геометрического моделирования как одного из эффек тивных подходов формирования системно- пространственного мышле ния.

2. Актуализирован педагогический смысл и значение понятия «системно-пространственное мышление» в аспекте формирования стра тегии решения задач начертательной геометрии студентами технических вузов.

3. Теоретически обоснована модель системы центров решения за дач при обучении студентов начертательной геометрии.

Практическая значимость исследования:

- предложена методика, реализующая разработанную модель фор мирования пространственного мышления студентов при изучении курса начертательной геометрии через проектную деятельность;

-разработана система разноуровневых учебных заданий, направ ленная на формирование и развитие пространственного мышления сту дентов;

-создан авторский курс начертательной геометрии на основе при менения метода проектов, принципа задачности и образности и принци па структурирования материала.

Результаты исследования используются в учебном процессе при подготовке специалистов, что представлено актами внедрения в Москов ском государственном институте радиотехники, электроники и автома тики (техническом университете), Воронежской государственной техно логической академии и Воронежском государственном техническом университете.

Достоверность и надежность полученных результатов обеспе чивается исходными методологическими и теоретическими положения ми;

адекватностью выбранных методов поставленным задачам исследо вания;

подтверждением гипотезы исследования его результатами;

обра боткой результатов экспериментальной работы с помощью методов ма тематической статистики, репрезентативностью выборки.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Особенностью развития графических способностей студентов является система объективных оценок базовой подготовки студентов и уровня развития системно-пространственного мышления через включе ние их в учебно-исследовательскую работу в разных формах. Структура и содержание курса начертательной геометрии в техническом вузе осно вывается на вышеуказанной системе объективных оценок базовой под готовки студентов, что в значительной степени определяет уровень раз вития системного пространственного мышления.

2. Сформированные у студентов стратегии решения задач начерта тельной геометрии на основе развитого системно-пространственного мышления позволяют преодолеть затруднения в процессе решения, что возможно при активизации антикризисного системного мышления с по мощью методов матричного управления и управления по проектам.

3. Использование метода проектов, реализованного в авторском курсе начертательной геометрии в виде учебно-методического комплек са, позволяет эффективно формировать системно-пространственное мышление студентов и, тем самым, повысить качество обучения начер тательной геометрии, что выражается в:

-усилении мотивации студентов к знаниям по начертательной гео метрии;

-улучшении качества знаний по предмету;

-формировании системного образа мышления;

-приобретении инженерно-геометрических знаний, на базе кото рых будущий бакалавр или дипломированный специалист сможет ус пешно изучать конструкторско-технологические и специальные инже нерные дисциплины (сопротивление материалов, теорию машин и меха низмов, детали машин и другие);

-получении новых знаний в области компьютерной графики и гео метрического моделирования.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: Y, YI, YII, YIII и IX международ ных научно-практических конференциях «Фундаментальные и приклад ные проблемы приборостроения, информатики и экономики» (Москва, 2002 г., 2003 г., 2004 г., 2005 г. и 2006 г.), 4-ой международной научно технической конференции «Информационные технологии в инноваци онных проектах» (Ижевск, 2003 г.), II-ой межотраслевой научно практической конференции «Проблемы и пути решения задач подготов ки инженерных кадров для военно-промышленного комплекса Россий ской Федерации» (Санкт-Петербург, 2006 г.).

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, рисунков, таблиц, библиографии, приложений.

Библиографический список содержит 197 источников, из них 6. на иностранном языке. Общий объем работы 198 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, оп ределены цель, задачи, предмет, объект, гипотеза исследования, пере числены задачи и методы исследования, а также раскрыта научная но визна, теоретическая и практическая значимость результатов исследова ния, сформулированы положения, выносимые на защиту. Приведены сведения об апробации диссертационного исследования и имеющихся публикациях.

Первая глава «Проблемы формирования системно пространственного мышления студентов» посвящена выявлению осо бенностей связи подходов студентов технических вузов к решению задач с типом их мышления и особенностями личности, а также влияния уров ня развития пространственного мышления на продуктивность решения задач начертательной геометрии и обоснованию необходимости соответ ствующей дифференциации и индивидуализации подходов к обучению.

Характерной особенностью современного этапа модернизации отечественного образования является требование интеграции инноваци онных составляющих образования для достижения ключевых компетен ций, которые в совокупности обеспечивают готовность выпускника высшего учебного заведения к адаптации и самореализации в условиях современного рынка труда информационного общества.

В отечественном образовании активно до настоящего времени до минирует репродуктивная составляющая, творческая остается на уровне ознакомления. Проблема увеличения доли творчества и его интенсифи кации в образовании особенно в инженерном образовании, требует для своего разрешения системного учета многих факторов, спектра личност ных особенностей студентов и ряда организационных решений.

При реализуемой педагогической технологии, основанной на ка рандаше, линейке и бумаге, развитие эффективного пространственного мышления у студентов и соответственно подготовка высококвалифици рованных специалистов, адаптированных к современным условиям ра боты с широким применением компьютерных средств и информацион ных технологий, представляется весьма проблематичной.

Поэтому целесообразно начертательную геометрию и другие гра фические дисциплины рассматривать не только как общеобразователь ные дисциплины, но и как область человеческих знаний, направленную на активное развитие системного пространственного мышления и овла дение графическими приемами.

Следует отметить ряд педагогических концепций формирования пространственного мышления, представленных такими именами, как (Ю.К.Бабанский, М.А.Данилов, В.И.Загвязинский, Э.Ф.Зеер, И.А.Зимняя, В.В.Краевский, В.Д.Семенов, В.В.Давыдов, Д.Б. Эльконин).

Теория образования представлена в работах А.С.Белкина, Б.С.Гершунского, а идеи задачного подхода в обучении изложены в ра ботах И.Я.Лернера, Е.И.Машбица, Н.Н.Тулькибаева, А.И.Умана. Про блеме организации творческой деятельности личности посвящены труды Г.С.Альтшуллера, В.И. Андреева, С.А.Новоселова, Т.А. Робеко, а иссле дования по актуальным проблемам общего и профессионального образо вания - работы Г.Е. Александрова, А.Ф.Аменд, В.В. Гузеева, Н.К.Чапаева и др.

Анализ нормативных документов в области образования, касаю щихся преподавания начертательной геометрии, инженерной и компью терной графики, показывает отсутствие в них отображения предложен ных многими из вышеназванных авторов подходов к подготовке творче ски ориентированных специалистов.

В существующих учебных программах по начертательной геомет рии основное внимание сосредоточено на формировании умения студен тов решать лишь типовые графические задачи, причем значительная их часть представлена с опорой лишь на алгоритмы решения. Если для средней школы при изучения курса черчения такой подход, может быть приемлем, то этого нельзя сказать о высшей школе.

Образное мышление студента с точки зрения требований профес сиональной компетенции, предъявляемых на современном рынке труда к выпускнику вуза, часто оказывается недопустимо разнородным по уров ню сформированности его структурных компонентов или отдельных операций. Полноценное развитие образного мышления студентов за трудняется тем, что, как правило, не учитывается их субъективный опыт обучения. Зачастую они вынуждены «забыть» то, чем уже владеют, что бы усвоить новое знание, в то время, как подключение накопленного опыта - важнейший путь совершенствования и оптимизации всего про цесса обучения.

В связи с вышесказанным, очевидной является необходимость ре шения на новом теоретическом и методическом уровне традиционной для практики обучения проблемы варьирования учебного материала (в том числе его наглядного оформления) с целью формирования более широких и обобщенных приемов учебной деятельности, «парирования»

стереотипов, складывающихся под влиянием однотипного представле ния усваиваемых знаний и решаемых задач. Дифференцированное по нимание природы образного мышления и законов его динамики позво ляет сделать важный вывод о том, что само по себе увеличение нагляд ности автоматически не ведет к оптимизации процесса усвоения и его образных средств и тем более к полноценному разностороннему разви тию образного мышления субъекта. Чтобы такое положительное влияние имело место, необходимо учитывать функции разных видов наглядно сти, механизмы построения субъектом разных образов и их преобразо вания друг в друга.

Поиск эффективных и одновременно универсальных методов ис следовательской деятельности, которые могут применяться в решении как учебных, так и практических задач, разработка соответствующих учебных заданий, максимально приближенных к реальным условиям и развивающих навыки применения таких методов деятельности, приобре тают большую актуальность. В своем наиболее развитом и дифференци рованном виде исследовательское поведение представлено в деятельно сти по решению комплексных исследовательских задач - задач по изуче нию сложных динамических систем и по управлению ими. Решение комплексных задач включает когнитивные (познавательные), эмоцио нальные, личностные и социальные способности и знания решающего.

Подобные задачи, а также реальные проблемные ситуации целесообраз но включать в учебные курсы различных дисциплин для специальностей как экономико-производственного, так и технического направления. На чертательная геометрия является одним из важных элементов подобных задач и играет существенную роль в формировании у будущего специа листа соответствующего типа мышления. При этом кроме очевидных различий таких заданий, связанных со специальностью студентов, сле дует отметить и целесообразность структурного различия программ, предусматривающих эти задания.

Оптимальная структура учебных планов должна представлять со бой синтез теории и практики, базирующихся на широком применении компьютерной техники и программных продуктов, как в учебных, так и в коммерческих версиях, и учитывающих особенности довузовской под готовки студентов и уровня их мышления.

Глава вторая «Исследование структуры системно пространственного мышления студентов при решении задач начер тательной геометрии и возможности ее оптимизации» содержит ре зультаты изучения структуры пространственного мышления студентов в процессе решения задач начертательной геометрии и применения теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), анализа формирования у сту дентов системного творческого подхода при освоении курса начерта тельной геометрии, а также представлена характеристика структуры и содержания разработанного курса начертательной геометрии.

Современная теория мотивации предполагает использование твор ческого мышления как стимулятора интереса к специальным учебным дисциплинам. В частности, освоение и применение ТРИЗ вызывают ус тойчивый интерес студентов к точным наукам.

Данная теория должна применяться при изучении курса начерта тельной геометрии в синтезе с теорией принятия решения Решение учебной задачи - это выбор наиболее приемлемой аль тернативы из возможного многообразия вариантов, который делает сту дент, чтобы выполнить свои обязанности, определяемые целью его обу чения.

При решении проблемных творческих задач формулировка набора альтернатив или альтернативных решений является принципиально важ ным моментом.

Личностные оценки студентом сложности данной проблемы часто содержат субъективные суждения. Каждый человек обладает индивиду альной системой оценки, которая определяет его действия и влияет на принимаемое решение. Подход к принятию решения чаще всего основан на определенной системе ценностей и представлений.

Это предопределяет необходимость при построении учебного кур са стремиться к тому, чтобы задачи были взаимосвязаны. Часто важное решение базируется на предшествующих нескольких решениях, и, в свою очередь, создает альтернативу для принятия последующих. Эта способность видеть взаимосвязь решений является одним из главных критериев эффективности практических навыков и умений решения творческих задач.

При решении сложных задач часто применяется моделирование, так как оно позволяет исследовать интересующее явление в реальном масштабе времени. При моделировании принимают ряд упрощений ре альной ситуации, которые не нарушают основных закономерностей функционирования анализируемой системы.

Система менеджмента знаний (СМЗ) рассмотренная в работе, за дает отличную от имеющейся на сегодняшний день нематериальную плоскость решения задачи мотивирования, удовлетворяя фундаменталь ную потребность человека в освоении нового опыта, в интеллектуальном обогащении, особенно, в творчестве.

Проблема включения студентов в СМЗ заключается в том, чтобы учесть, организовывать и использовать в рамках информатизации и тех нологизации нематериальные познавательные процессы внимания, памя ти и мышления, а также такие неустойчивые явления, как желания, уста новки, воля, эмоции, привычки и межличностные отношения. Обучение в системе менеджмента знаний приобретает принципиально новое со держание и формы. Генерацию знаний можно стимулировать при усло вии замены, как уже отмечалось, традиционного обучения, построенного преимущественно на методе передачи готовых знаний, исследователь ским, проблемным обучением. В этом случае деятельность по решению задачи как проблемы будет выглядеть, как показано на рис.1. Таким об разом, решение подобных задач будет способствовать формированию некоторой закономерности в мышлении студентов, заключающейся в применении системного творческого подхода к решению задач, что впо следствии будет перенесено ими и в практическую деятельность.

Рис. 1. Схема деятельности по решению проблемы Подобный подход предполагает наличие определенных стратегий решения, особенности выбора которых подробно рассмотрены в работе.

Студент (субъект решения) перед решением задачи находится в позиции некоторого выбора: он должен определить характер и слож ность стоящего перед ним задания. На одном полюсе стоят открытые за дания, которые не имеют четко сформулированных условий, и большин ство из них субъект должен определить самостоятельно (к такому типу могут относиться некоторые творческие задачи проектирования). На другом полюсе стоят алгоритмические задачи с четким набором усло вий, определенным способом решения и единственно верным ответом (большинство задач курсов начертательной геометрии в их нынешнем виде). Можно предположить, что каждому типу задач соответствует оп ределенная стратегия решения проблемной ситуации. Если студент счи тает, что перед ним “открытое” задание, то он будет реализовывать “мягкую” стратегию анализа проблемной ситуации. А если студент счи тает, что задание, которое ему предстоит решать – “закрытое”, то страте гия решения в этом случае будет “жесткой”.

Степень “мягкости” стратегии решения задачи непосредственно коррелирует с уровнем притязаний личности. Высокий уровень притяза ний провоцирует выбор “мягкой” стратегии, а низкий уровень – “жест кой”. Уровень притязаний при этом понимается как прогнозируемая субъектом степень успешности в данном виде деятельности и определя ется значением по объективной шкале достижений. Если шкала дости жений выражается одним параметром, то уровень притязаний называют одномерным, а если несколькими параметрами, то - многомерным.

Для результатов, представленных в данной работе, показатель уровня притязаний особенно важен, так как он иллюстрирует взаимо связь мотивации достижения с творческим мышлением студента. Разви вая мотивацию достижения и тем самым, повышая уровень притязаний, можно усилить тенденцию к выбору “мягкой” творческой стратегии ре шения задач. В то же время данная концепция, как показано в работе, да ет понимание того, что непроявление творческого мышления не всегда является результатом его несформированности и/или отсутствия. Часто это следствие определенного педагогического и психологического воз действия, детерминирующего “жесткую” стратегию решения проблем ных ситуаций.

В целом, как уже было отмечено, ход решения задачи можно рас сматривать как выполнение взаимосвязанного набора этапов и подэтапов процесса решения.

Основанная на принципе конкурентоспособности концептуальная модель современного выпускника технического вуза должна базировать ся на знаниях и навыках, полученных в процессе обучения, активно реа лизуемых потребностями и способностями к творческой работе и приоб ретенными мудростью, компетенцией и этикой. При этом одной из важ нейших компонент таких требований к современному выпускнику явля ется потребность и способность к творчеству, позволяющая создать но вое и оригинальное. Критерием творчества в учебном процессе при этом часто называется не качество результата, а характеристики и процессы, активизирующие творческую продуктивность.

Творчество, как важнейший механизм адаптации, нужно рассмат ривать не только как профессиональную характеристику, но и как необ ходимое личностное качество, позволяющее человеку реализовываться в быстро меняющихся социальных условиях и ориентироваться в инфор мационном поле. Один из путей достижения поставленной цели - вне дрение в учебный процесс метода проектов, который подразумевает обучение через открытия и разрешение проблемных ситуаций, и являет ся высшим уровнем реализации проблемного обучения.

Применительно к теории обучения можно утверждать, что про блемная ситуация представляет собой особый вид взаимодействия субъ екта и объекта, при котором возникает явно или смутно осознанное за труднение, пути преодоления которого требуют поиска новых знаний и способов действия. В таких проблемных ситуациях и берет начало про цесс мышления. Он начинается с анализа этой проблемной ситуации. В результате ее анализа формируется проблема.

В работе предлагается модель антикризисного планирования и действий при решении проблемных задач, а также проанализированы особенности системной организации решения,ее основные процессы.

При этом особое внимание уделено способам функционирования “цен тров решения” - “группировки областей принятия решений”. На рис представлена модель системы центров решений, в которой отражены две стороны: концептуальная и операциональная.

Концептуальные элементы модели служат для получения теорети ческих обоснований выбора типа будущего решения. Этот уровень мышления необходим для того, чтобы различить, раскрыть, распознать, установить и сформулировать значимые цели, называемые также требо ваниями к выбору решений из ограниченного числа альтернатив.

Центр решений 1 Центр решений 2 Центр решений Диагностика Различение Разработка ПРЕПОДАВАТЕЛЬ -КОНСУЛЬТАНТ СТУДЕНТ 1. Постановка задачи 1. Диагностика поставленной 2. Формирование команды проекта проблемы 3. Диагностика процесса решения 2. Выработка стратегии решения 4. Консультационная помощь 3. Подготовка презентации проекта 5. Оценка эффективности проекта 4. Анализ результатов презентации 6. Рекомендации 5. Самообучение Центр решений 6 Центр решений 5 Центр решений Контроль Реализация Обучение Рис 2. Модель системы центров решений задач как технология.

Центры решений этого уровня (диагностика, различение, разра ботка) обеспечивают формирование представлений о влияющих факто рах в целом по каждой альтернативе. Работа с данными центрами реше ний и является той самой техникой превращения неудачи в успех, кото рая должна занять свое достойное место в антикризисной стратегии мышления студентов. Конечным результатом процессов, запущенных на этом уровне, является разработка общей концепции решения.

Операциональные элементы модели помогают применению соз данной программы действий на практике. В модели этот уровень можно назвать областью предсказуемого “потенциально устойчивого процесса решения”. Эффективным этот уровень может быть только в результате последовательной активной работы с концептуальными центрами реше ний. Непоследовательная работа с отдельными центрами решений при водит к ситуации, которая трактуется как “концептуально неопределен ное решение”.

Если число центров решений постепенно растет, то асимптотиче ски все способности студента будут востребованы одновременно.

Обучение построению связующих элементов между концептуаль ными и операциональными элементами модели является одной из важ нейших функций преподавателя. Необходимость такого обучения объ ясняется тем, что простой анализ и обсуждение содержания работ с кон сультантом по каждому объекту этих центров приводит к формирова нию особого типа поведения, то есть стратегии мышления, направлен ной на поиск выхода из кризиса. Остальные вопросы, несмотря на их значимость, часто носят чисто технический характер. Создание “ситуа ции мыслящего участника” выглядит не слишком сложной задачей, если провести детальный анализ любого объекта центра решений с учетом существующих взаимосвязей. Модель системы центров решений пре доставляет такую возможность.

В третьей главе диссертации «Этапы, формы и результаты экс периментального исследования» приведено описание содержания и результатов педагогического эксперимента. Педагогический эксперимент проходил с 2001 по 2007 год и состоял из трех этапов: констатирующий, формирующий и контрольно-обобщающий. Экспериментальные исследо вания проводились на базе Сарапульского политехнического института (филиала) Ижевского государственного технического университета. В нем принимали участие 250 студентов первого курса специальностей «Техно логия машиностроения» и «Экономика и управление на предприятии». Ос новная цель констатирующего педагогического эксперимента, реализо ванного на первом этапе исследования в 2001-2004 гг., заключалась в ана лизе состояния обучения начертательной геометрии в техническом вузе и определении типичных затруднений, испытываемых студентами при изу чении предмета, и путей их преодоления.

На данном этапе эксперимента были проанализированы теоретиче ские основы обучения, организации практической и самостоятельной ра боты и проектной деятельности студентов. Кроме того, определен уровень внедрения информационных технологий в преподавание начертательной геометрии в вузе, а также осуществлен анализ философской, психолого педагогической и методической литературы по рассматриваемой проблеме.

Анкетирование 87 первокурсников специальности «Технология машиностроения» в 2001/02, 2002/03 и 2003/04 учебных годах показало, что основными причинами возникновения трудностей можно считать низкий уровень школьной подготовки и отсутствие у студентов системно пространственного мышления (см. рис.3).

Эффективность результатов использования входного контроля в учебном процессе по дисциплине «Начертательная геометрия»

была определена в ходе эксперимента, проведенного во время начала учебных занятий по данной дисциплине.

75% 80% 70% 65% 70% 60% 45% 50% 40% 25% 30% 20% 10% 0% Неразвитое пространственное мышление Низкий уровень школьной подготовки Сложно написаны учебники Нерегулярность занятий Прочие причины Рис. 3. Причины трудностей у студентов при изучении начертательной геометрии Контрольный этап эксперимента осуществлялся в 2004/05, 2005/ и 2006/07 учебных годах. Экспериментальное обучение проводилось на первом курсе специальности «Технология машиностроения» (81 студент) по дисциплинам «Начертательная геометрия» в группе 111 и «Инженер ная графика» в группе 121-1 специальности «Экономика и управление на предприятии (машиностроения)». В качестве контрольных групп были вы браны группы 112 и 121-2 этих же специальностей (82 студента).

Цель этого этапа эксперимента состояла в доказательстве эффек тивности предложенной методики формирования системно пространственного мышления при изучении начертательной геометрии студентами технического вуза.

В экспериментальной группе студенты были разделены на под группы по три человека. При формировании подгрупп учитывалась под готовка и психологическая совместимость студентов. Каждая группа на практических занятиях выполняла задания в рабочей тетради, объем, и сложность которых зависели от ее состава. Перед выполнением заданий группа выбирала стратегию решения задач, используя два показателя:

степень заданности и схему поиска.

Одной из важных особенностей совместной работы студентов в группе были: а) ориентация на партнера;

б) учет позиции других участ ников в собственных действиях;

в) децентрализованный характер совме стных действий;

г) полное равноправие всех ее участников. Студент в данном случае становится субъектом, то есть инициатором собственной активной познавательной деятельности. Из ретранслятора знаний препо даватель превращается в организатора учебной деятельности студента, помощника, координатора и советчика. Преподаватель передает студен ту свои функции управления обучением, обеспечивая переход от внеш него к внутреннему контролю.

Основным критерием эффективности было принято качество зна ний и умений студентов по начертательной геометрии.

Вычисленная по экспериментальным данным статистика Z-критерия позволила сделать вывод, что применение экспериментальной технологии использования в учебном процессе проектной деятельности студентов в группах стимулирует к системному изучению предмета, развивает чув ство соперничества, творческой инициативы, активности, самостоя тельности, формирует системно-пространственное мышление, тем са мым, повышая качество предметной подготовки студентов техническо го вуза.

Сопоставление оценок, полученных на входном контроле, и оце нок, полученных на экзамене в экспериментальной и контрольной груп пах на основе критерия 2 для 5% уровня значимости, позволяет сде лать вывод о подтверждении гипотезы исследования результатами экс перимента.

В заключении диссертации приведены основные результаты и выводы исследования:

1. Выявлены особенности формирования системного пространст венного мышления студентов при изучении курса начертательной гео метрии, а также установлена взаимосвязь между динамикой развития критического мышления и типом личности. Основной особенностью развития графических способностей студентов под влиянием условий и методики обучения является система объективных оценок базовой под готовки студентов и уровня развития системно-пространственного мыш ления через включение их в учебно-исследовательскую работу в разных формах. Структура и содержание курса начертательной геометрии в тех ническом вузе должна использовать систему объективных оценок базо вой подготовки студентов, что полностью определяет уровень развития системного пространственного мышления.

2. Разработана система теоретического обоснования формирова ния системно-пространственного мышления студентов технических ву зов, включающая принципы построения курса, принципы отбора задач и модель создания центров решения. Выявлена совокупность методов оп тимизации процесса формирования стратегий решения задач начерта тельной геометрии.

3. Сформированные стратегии решения задач начертательной гео метрии на основе развитого системно-пространственного мышления по зволяют преодолеть затруднения в процессе решения. Это возможно при активизации антикризисного системного мышления с помощью методов матричного управления и управления по проектам с применением со временных компьютерных средств.

4. Педагогический эксперимент подтвердил, что использование проектного метода при обучении начертательной геометрии студентов активно способствует формированию системного пространственного мышления Основные положения и результаты диссертационного исследова ния отражены в следующих публикациях автора.

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки:

1. Русинова, Л.П. О методе проектов при изучении курса инженер ной и компьютерной графики / А.С. Казаринов, Л.П. Русинова // Науко емкие технологии, 2007, №1. – С.79-80.(1/2) 2. Русинова, Л.П. Формирование у студентов наукоемких специ альностей системно-творческого подхода / В.К. Битюков, Г.Ф. Горшков, Л.П. Русинова // Наукоемкие технологии, 2007, №2-3 – С.103-107. (1/3) 3. Русинова, Л.П.Способы повышения продуктивности действий студентов, обучающихся по наукоемким техническим направлениям / В.К. Битюков, Л.П. Русинова // Наукоемкие технологии, 2007, №2-3 – С.107-113.(1/2) 4. Русинова, Л.П. Формирование стратегии решения задач начерта тельной геометрии студентами технических вузов / Л.П. Русинова // Вестник ИжГТУ, 2007, №1. – С.103-108.

Публикации в прочих изданиях:

5. Русинова, Л.П. Опыт применения информационных технологий в подготовке современного выпускника технического университета / Л.П. Русинова // Фундаментальные и прикладные проблемы приборо строения, информатики и экономики: Научные труды V междунар. на уч.-практ. конф. - М.: МГАПИ, Книга "Информатика", 2002. – С.103-105.

6. Русинова, Л.П. Подходы к созданию "технологичной, дистанци онной системы высшего образования" / Л.П. Русинова. // Информацион ные технологии в инновационных проектах: Труды IV междунар. науч. техн. конф., Ч. 4. - Ижевск: ИжГТУ, 2003. – 133с.

7. Русинова, Л.П. Методы научного исследования, применяемые в методике преподавания начертательной геометрии и инженерной графи ки в высшей школе / Л.П. Русинова // Педагогические системы развития творчества: Материалы 2-й Всеросс. науч.- практ. конф. - Екатеринбург:

РГПУ, 2003. – С. 54-56.

8. Русинова, Л.П. Компьютерные технологии обучения в высшей школе: электронный учебник / Л.П. Русинова // Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики:

Научные труды VI междунар. науч.-практ. конф. - М.: МГАПИ, Книга "Информатика", 2003. – С. 209-212.

9. Русинова, Л.П. Применение информационных компьютерных систем в начертательной геометрии / Л.П. Русинова // Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики:

Научные труды VII междунар. науч.-практ. конф. - М.: МГАПИ, Книга "Информатика", 2004. – С. 80-85.

10. Русинова, Л.П. Компьютерные средства обучения начертатель ной геометрии: необходимость и возможности / Л.П. Русинова // Фунда ментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики: Научные труды VIII междунар. науч.-практ. конф. - М.:

МГАПИ, Книга "Информатика", 2005. – С. 182-184.

11. Русинова, Л.П. Методика комплексного применения компью терного геометрического моделирования и классических задач при обу чении начертательной геометрии / Л.П.Русинова // Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики:

Научные труды IX междунар. науч.-практ. конф. - М.: МГУПИ, Книга "Информатика", 2006. – С. 108-112.

12. Русинова, Л.П. Компьютерные средства в обучении начерта тельной геометрии: необходимость и возможности использования / Л.П.

Русинова // Педагогические науки, 2006, №5(21). – С. 199-207.

13. Русинова, Л.П. Методические особенности преподавания ин женерной графики с использованием информационных технологий / Л.П. Русинова // Проблемы и пути решения задач подготовки инженер ных кадров для военно-промышленного комплекса Российской Федера ции: Материалы 2-й межотрасл. науч.-практ. конф. - СПб: БГТУ, 2006. – С. 18-23.

14. Русинова, Л.П. Метод проектов при изучении курса инженер ной графики в вузе / Г.Ф. Горшков, Л.П. Русинова // Совершенствование графической подготовки учащихся и студентов: Межвуз. науч.-метод.

сб. - Саратов: СГТУ, 2006. - С.45-51.(1/2) 15. Русинова, Л.П. Методы повышения эффективности действий студентов технических вузов / В.К. Битюков, Л.П. Русинова // Образова тельные технологии. - Воронеж: ВГПУ, 2006, №5. – С. 70-76.(1/2)

 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.