Теорія і методика графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів

Размещено на http://www.allbest.ru

ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ВОЛОДИМИРА ГНАТЮКА

ДЖЕДЖУЛА Олена Михайлівна

УДК 378.147: 62

ТЕОРІЯ І МЕТОДИКА ГРАФІЧНОЇ ПІДГОТОВКИ СТУДЕНТІВ ІНЖЕНЕРНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

13.00.04 - теорія і методика професійної освіти

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора педагогічних наук

Тернопіль - 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Національному педагогічному університеті імені М.П.Драгоманова, Міністерство освіти і науки України.

Науковий консультант: доктор педагогічних наук, професор,

член-кореспондент АПН України

Сидоренко Віктор Костянтинович,

Національний педагогічний університет імені М.П.Драгоманова, завідувач кафедри трудового навчання та креслення.

Офіційні опоненти:

доктор педагогічних наук, професор

Гушулей Йосип Миколайович,

Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, професор кафедри трудового навчання;

доктор педагогічних наук, професор

Манько Володимир Миколайович,

Національний аграрний університет, професор кафедри механізації тваринництва;

доктор технічних наук, професор

Ткаченко Віктор Петрович,

Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, професор кафедри теоретичної та прикладної механіки.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка за адресою: вул. М.Кривоноса, 2, м. Тернопіль, 46027.

Учений секретар

спеціалізованої вченої ради Чайка В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність та доцільність дослідження. Глибинні і динамічні перетворення в суспільному житті та економіці України потребують відповідних змін у підготовці інженерних кадрів для усіх галузей народного господарства. Про необхідність підвищення професійного та загальнокультурного рівня випускників наголошується у Законах України “Про освіту”, “Про вищу освіту”, Національній доктрині розвитку освіти України у ХХІ столітті. Стратегічними напрямами реорганізації вищої освіти є: формування національних та загальнолюдських цінностей; підвищення якості підготовки фахівця; оновлення змісту освіти та форм організації навчально-виховного процесу; інтеграція вітчизняної освіти в європейський та світовий освітній простір. графічний педагогічний інженерний студент

Сучасна система вищої освіти повинна забезпечити навчання і виховання фахівця інженерного профілю з відповідним до потреб суспільства рівнем професійної компетентності, розвитком творчих здібностей. Професійна компетентність інженера у значній мірі визначається вмінням дізнатися про технічний об'єкт або принципи його дії за конструкторською документацією, зафіксувати інформацію у графічній формі, використати графічне зображення з метою комунікації; прийняти доцільне рішення в умовах сучасного техногенного суспільства, використовуючи графічні засоби і методи, комп'ютерні графічні продукти. Проблема графічної підготовки майбутніх інженерів актуалізується й у зв'язку з розгортанням ефективних інтелектуальних комунікацій у світовій спільноті, адже графічні зображення є універсальним засобом передачі та об'єктивізації знання. Утворені за певними законами графічні форми інформації дають можливість однозначно розуміти її, здобувати нове знання про реальність без обмежень мовними бар'єрами.

Особливістю графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей є врахування тісного взаємозв'язку графічної діяльності з професійною діяльністю фахівця інженерного профілю та специфіки оперування графічними формами інформації.

Обумовленість графічної підготовки глобалізацією, інформатизацією, становленням і розвитком постіндустріальної цивілізації суспільства вносить суттєві зміни в сутність графічної діяльності студента у вищій школі, інженера на виробництві, оскільки комп'ютерні технології забезпечують перехід на якісно вищий рівень використання графічних засобів і методів. Соціально-економічні та технічні фактори суттєво впливають на зміст, структуру та організацію процесу формування графічних знань та вмінь, вимагають внесення своєчасних коректив у графічну підготовку студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів, адекватних перспективам розвитку сучасного інформаційно-технологічного суспільства.

Сучасний розвиток вітчизняної педагогічної науки в галузі графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей визначається взаємодією двох чинників: з одного боку - превалюванням досліджень з проблеми формування графічних знань та умінь у загальноосвітніх закладах, орієнтацією графічної підготовки у вищих навчальних закладах на традиційну методологію конструювання змісту, форм і методів навчання. З іншого боку, спостерігається розширення концептуального поля вітчизняної педагогіки, обґрунтування та розробка нових підходів до розв'язання проблеми професійної підготовки майбутніх фахівців. Аналіз реального стану графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей свідчить про його невідповідність сучасним вимогам щодо рівня графічних знань та умінь інженера. Недостатня сформованість у студента вмінь використовувати графічні зображення для опосередкованого пізнання дійсності, планування своїх дій, побудови процесу діяльності в образах та відтворення у графічній формі за допомогою комп'ютерних графічних продуктів знижує якість навчальної та майбутньої професійної діяльності, унеможливлює розв'язання творчих технічних задач.

Розробляючи концепцію дослідження графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей, ми опирались на концептуальні ідеї відомих учених багатьох галузей науки:

теоретико-методологічні проблеми неперервної освіти (А.Алексюк, Н.Ничкало, С.Сисоєва та ін.);

формування пізнавальної діяльності, активізації навчання (О.Гребенюк, А.Дьомін, В.Козаков, М.Сметанський та ін.);

концептуальні засади професійної підготовки майбутніх фахівців (С.Гончаренко, Р.Гуревич, Е.Лузік, В.Манько, Л.Романишина, Г.Терещук);

загальні підходи до проектування педагогічних технологій (О.Агапова, А.Алексюк, С.Архангельський, Ю.Бабанський, С.Батишев, А.Вербицький, О.Коберник, П.Лузан, І.Мархель, Н.Тализіна та ін.);

психологічні концепції організації навчально-пізнавальної діяльності (Г.Балл, П.Гальперин, О.Леонтьєв, Б.Ломов, І.Лернер, М.Махмутов, С.Рубінштейн, І.Якиманська та ін.).

Концептуальні, змістові й технологічні аспекти удосконалення процесу формування графічних знань, умінь та навичок в школах, технікумах, коледжах досліджували О.Ботвінніков, В.Василенко, В.Васенко, Г.Гаврищак, В.Гервер, П.Дмитренко, В.Жуков, В.Качнєв, О.Кабанова-Меллер, Н.Севастопольський, В.Сидоренко, В.Трошин, В.Чепок, З.Шаповал та ін.

Проблемі формування графічних знань та умінь студентів у вищих навчальних закладах освіти присвячено наукові праці: А.Верхола (дидактичні основи оптимізації процесу навчання графічній грамоті); В.Буринський (самостійна робота як засіб удосконалення графічної підготовки); В.Вітренко (зміст графічної підготовки вчителів трудового навчання); Й.Гушулей (формування просторового образу на основі графічного зображення); О.Глазунова, А.Корнеєва, В.Ткаченко, М.Юсупова (методика використання засобів комп'ютерної графіки) та ін.

У зазначених вище та інших наукових дослідженнях проблема графічної підготовки студентів у вищій школі розглядається лише частково, висвітлюються її окремі аспекти. Названі вище автори не ставили перед собою завдання всебічного й ґрунтовного дослідження графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей як цілісної системи. Успішному вирішенню означеної проблеми заважає й відсутність методики графічної підготовки на основі нових інформаційних технологій, яка б спрямовувалась на формування професійно важливих видів графічної діяльності інженера.

Аналіз процесу графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей у закладах вищої освіти України дає можливість виявити низку суперечностей між:

- новою компетентнісною парадигмою професійної підготовки фахівця та нерозробленістю теоретико-методичних основ графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів;

- високими вимогами щодо професійної компетентності інженерних кадрів та недостатнім рівнем володіння студентами графічними знаннями та вміннями як засобом пізнання та комунікації;

- необхідністю надання професійної спрямованості графічній діяльності майбутнього фахівця інженерного профілю та невизначеністю системи професійно важливих видів графічної діяльності інженера;

- зміною сутності графічної діяльності в умовах сучасного інформаційного суспільства та нерозробленістю інформаційно-методичного забезпечення на базі нових інформаційних технологій;

- новими знаннями про перспективні напрями інженерної діяльності, розвиток системи графічних зображень та традиційним змістом графічної підготовки;

- специфікою графічних зображень та графічної діяльності як знаково-символічних категорій та невизначеністю особливостей форм навчальної інформації графічних дисциплін, графічної діяльності студента як складової семіотичної діяльності.

Зважаючи на актуальність проблеми формування графічних знань та вмінь студентів інженерних спеціальностей, її недостатню дослідженість, темою дисертаційного дослідження обрано “Теорія і методика графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів”.

Зв'язок дослідження з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційного дослідження є складовою тематичного плану науково-дослідних робіт Національного педагогічного університету (НПУ) імені М.П. Драгоманова з наукового напрямку “Зміст, форми, методи і засоби фахової підготовки у вищому навчальному закладі” (протокол № 5 від 21 грудня 2001 року), “Вдосконалення графічної підготовки фахівців вищих навчальних закладів” (номер реєстрації 0198U001733). Тема затверджена вченою радою НПУ імені М.П. Драгоманова (протокол № 2 від 25 вересня 2003 року) і скоординована в АПН України (протокол бюро Ради з координації наукових досліджень в галузі педагогіки та психології в Україні № 9 від 25 листопада 2003 року).

Об'єкт дослідження - графічна підготовка як складова професійної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів.

Предмет дослідження - теоретико-методичні засади графічної підготовки майбутніх фахівців інженерного профілю у вищих навчальних закладах.

Мета дослідження - теоретичне обґрунтування та розробка педагогічної системи графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів.

Концепція дослідження. Графічна підготовка студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів досліджується у контексті тенденцій загальноцивілізаційного розвитку, модернізації світового освітнього простору, реалізації положень Болонської угоди, превалювання компетентнісної парадигми підготовки сучасного фахівця, тому концепцією дослідження є положення про соціально-орієнтовану сутність графічної підготовки як однієї із складових професійного становлення майбутнього інженера.

Графічна підготовка студентів інженерних спеціальностей повинна бути цілісною педагогічною системою, яка володіє особистісним, практичним спрямуванням з метою забезпечення конкурентоспроможності фахівця на ринку праці відповідно до світових стандартів, ефективності його інтелектуального розвитку, професійної компетентності, творчого потенціалу, рефлексії власної діяльності, здатності до саморозвитку на основі об'єктивних законів суспільства, природи, техніки й технологій з урахуванням екологічного та морального імперативів, усвідомлення гармонізації предметного світу.

Основними системотвірними компонентами системи графічної підготовки студентів вищих навчальних закладів є: студент (його потреби, мотиви, інтереси); викладач (його спрямовуюча, координуюча, контролююча діяльність); мета графічної підготовки формування графічної компетентності майбутнього інженера та його особистісних якостей; модернізований зміст графічної підготовки, методи, форми, інформаційно-предметне забезпечення на основі комп'ютерних технологій, що створюють високотехнологічне середовище навчання; графічна діяльність студента як специфічний засіб пізнання та комунікації; оцінювання та корекція отриманих результатів.

Графічна підготовка фахівців має здійснюватися на основі реалізації принципів системності, мобільності і динамічності змісту й форм навчання, інформаційної технологічності навчання, розширення функціональних можливостей графічних зображень у професійній діяльності інженера, ускладнення професійних функцій інженера.

Графічна підготовка студентів потребує врахування перспективних напрямів у професійній діяльності сучасного інженера (комп'ютерний інжиніринг, дизайн, ергономіка), розгортання ефективних інтелектуальних комунікацій, концептуального (концентрично-інтегрального) розвитку графічного знання - поступового переходу від етапу візуально-образного графічного моделювання до комп'ютерного моделювання тривимірних об'єктів (комп'ютерної графіки) та чотиривимірного моделювання чотиривимірних об'єктів (комп'ютерної анімації), ієрархічної структури графічної діяльності, поліфункціональності графічних зображень.

Розробка теоретико-методологічних засад графічної підготовки повинна здійснюватися на основі комплексного застосування підходів: системного - дає можливість розкрити цілісність графічної підготовки та механізмів, що її забезпечують, виявити взаємозумовленість її компонентів, структуру, особливості організації та звести їх в єдину теоретичну картину; інформаційно-семіотичного - відображає графічну діяльність як складову знаково-символічної діяльності і дає змогу визначити особливості сприйняття, перетворення та інтерпретації графічних форм інформації студентами інженерних спеціальностей; функціонального - спрямований на визначення функцій графічних зображень і на цій основі дає можливість диференціювати види графічної діяльності, розробити їх систему, задати професійну спрямованість графічній діяльності майбутнього інженера; особистісно-розвивального - реалізується як науково обґрунтована система розвитку особистості майбутнього фахівця інженерного профілю.

Методика графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей створюватиме умови для розвитку інтелекту, пізнавальної активності, просторового та технічного мислення, розвитку основних компетенцій майбутнього інженера (виробничої, графічної, комунікативної, інформаційної), максимальної реалізації особистісних здібностей. Сутність її полягає у цілеспрямованому формуванні професійно важливих видів графічної діяльності у високотехнологічному освітньому середовищі на основі інформаційно-комунікаційних технологій, комп'ютерних графічних продуктів, мережі INTERNET, використання професійно-орієнтованих завдань з елементами комп'ютерного інжинірингу, дизайну, ергономіки, методів імітації майбутньої виробничої діяльності.

Загальна гіпотеза дослідження. Ефективність графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів значно підвищиться за умови впровадження у навчально-виховний процес педагогічної системи, яка:

* структурно і функціонально передбачає реалізацію цілей графічної підготовки студентів через діагностику, оцінювання та управління процесом навчання;

* на основі комплексного поєднання системного, інформаційно-семіотичного, функціонального, особистісно-розвивального підходів забезпечує інтелектуальний розвиток, становлення графічної компетентності інженера, творчого потенціалу, рефлексію власної діяльності, здатність до саморозвитку;

* створює умови для формування професійно орієнтованих графічних знань та вмінь студентів інженерних спеціальностей у високотехнологічному освітньому середовищі на основі інтерактивних технологій.

Загальну гіпотезу конкретизовано частковими.

1. Зміст графічної підготовки забезпечить належну сформованість професійної компетентності, якщо його модернізація буде враховувати перспективні напрями діяльності інженера (комп'ютерний інжиніринг, дизайн, ергономіку) та концептуальний (концентрично-інтегральний) розвиток графічного знання, ґрунтуватись на основних закономірностях оперування знаково-символічною інформацією.

2. Ефективність методики графічної підготовки зумовлюється прицільним формуванням професійно важливих видів графічної діяльності (заміщення, кодування, декодування, моделювання, схематизація) на основі моделі графічної діяльності майбутнього інженера.

3. Висока технологічність середовища графічної підготовки створюється за умови використання у навчальному процесі мультимедійного навчально-методичного комплексу.

4. Якість графічних знань та вмінь студентів інженерних спеціальностей забезпечується систематичною та оперативною корекцією професійно важливих видів графічної діяльності, генетично пов'язаних із рівнями графічної готовності, що узгоджені зі шкалою ECTS.

Відповідно до об'єкта, предмета, мети, концепції та гіпотези вирішувались такі завдання дослідження:

1. Вивчити стан розробки проблеми у психолого-педагогічній науці та сучасній освітній практиці.

2. Концептуалізувати поняттєво-категоріальний апарат проблеми графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів.

3. Обґрунтувати і розробити теоретичну модель графічної діяльності майбутнього інженера, охарактеризувати і систематизувати професійно важливі види графічної діяльності.

4. Конкретизувати критерії і показники для визначення рівнів сформованості графічної готовності, що узгоджені зі шкалою ECTS.

5. Обґрунтувати і розробити педагогічну систему графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів, визначити організаційно-методичні умови функціонування створеної системи.

6. Розробити методику графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів на основі інформаційно-комунікаційних технологій, комп'ютерної графіки та комп'ютерного моделювання.

7. Експериментально перевірити змодельовану педагогічну систему графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей в умовах вищого навчального закладу.

Методологічну основу дослідження становлять: принципи наукового пізнання, концептуальні положення психології та педагогіки щодо провідної ролі діяльності у формуванні особистості; принцип поєднання професійної спрямованості підготовки фахівця з фундаменталізацією освіти; основні положення системного підходу як методологічного способу пізнання педагогічних фактів, явищ, процесів; особистісно-розвивальний підхід до підготовки фахівців у вищих навчальних закладах; положення теорії інформатики про закономірності створення, перетворення, передачі та використання інформації у різноманітних сферах людської діяльності; положення теорії семіотики про властивості знаків та знакових систем. Єдність цих підходів забезпечує адекватне вирішення завдань дослідження та досягнення його мети.

Теоретичну основу дослідження становлять наукові положення праць з проблем: організації навчального процесу у вищому навчальному закладі (В.Луговий, О.Мороз та ін.); теоретичні засади професійної підготовки (С.Гончаренко, Р.Гуревич, Е.Лузік, В.Манько, Л.Романишена та ін.), психолого-педагогічні розробки проблем засвоєння технічних знань (Л. Занков, В. Моляко, Я. Пономарьов та ін.); теорії графічної підготовки в різних закладах освіти (О.Ботвінніков, А.Верхола, П.Дмитренко, М.Козяр, В.Сидоренко, П.Ткаченко, І.Якиманська та ін.), розробки комп'ютерних технологій навчання (О.Ващук, Р.Гуревич, В.Жалдак, Ю.Машбиць та ін.); теорії інформатики (В.Глушков, К.Дудкін, А.Лук та ін.); теорії семіотики (Ю.Степанов, В.Мантатов, Н.Салміна та ін.); положення Болонського процесу.

Для реалізації поставлених завдань на всіх етапах дослідження було застосовано такі методи:

- теоретичні методи - аналіз психологічної та педагогічної літератури з проблеми дослідження для визначення підходів до графічної підготовки у різних навчальних закладах освіти; аналіз і синтез отриманих даних для уточнення сутності і особливостей графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей; систематизація, моделювання, узагальнення науково-теоретичних положень у процесі визначення і уточнення сутності, структури та особливостей процесу графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей;

- емпіричні методи - аналіз досвіду графічної підготовки, анкетування, тестування, інтерв'ювання, спостереження застосовувались з метою діагностики стану графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів, констатувальний і формувальний педагогічні експерименти використовувались для перевірки ефективності системи графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів;

- методи математичної статистики застосовувались для опрацювання отриманих даних і встановлення кількісних залежностей між явищами та процесами, що досліджувались.

Експериментальна база дослідження. Дослідно-експериментальна робота здійснювалась у Вінницькому національному технічному університеті, Вінницькому державному аграрному університеті, Бережанському агротехнічному інституті. Всього різними видами дослідження було охоплено близько 1200 студентів та 48 викладачів з нарисної геометрії, інженерної графіки, комп'ютерної графіки, спеціальних дисциплін.

Організація дослідження. Дослідження проводилось протягом 1997-2006 рр. і охоплювало чотири етапи науково-педагогічного пошуку.

На першому етапі (1997-1999 рр.) на основі аналізу дисертаційних досліджень, літературних джерел, матеріалів мережі INTERNET здійснено систематизацію наукових ідей щодо графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей; проаналізовано стан графічної підготовки майбутніх фахівців у вищих навчальних закладах. На цьому етапі обґрунтовано концепцію графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей; визначено мету, завдання, предмет, гіпотезу дослідження; обґрунтовано програму й методику дослідження.

На другому етапі (1999-2001 рр.) розроблено модель графічної діяльності майбутнього інженера та педагогічну систему графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей, обґрунтовано методику графічної підготовки; визначено експериментальну базу; охарактеризовано кількісний та якісний склад учасників експериментальної роботи.

На третьому етапі (2001-2004 рр.) здійснено експериментальну перевірку гіпотези, концептуальних положень дослідження, апробовано систему графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей у навчальній практиці.

На четвертому етапі (2004-2007 рр.) здійснено обробку і систематизацію одержаних у результаті експериментальної роботи даних, їх узагальнення, підведено підсумки дослідження, сформовано основні висновки і рекомендації, визначено перспективи подальших досліджень; здійснено заходи щодо впровадження одержаних результатів у навчально-виховний процес вищих навчальних закладів України.

Наукова новизна дослідження полягає у визначенні й обґрунтуванні теоретико-методологічних і методичних основ графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів, сутність яких становлять: ідеї розвитку особистості в контексті компетентнісно орієнтованої парадигми професійної освіти; закономірності процесу формування графічних знань та умінь, що обумовлені розвитком перспективних напрямів професійної діяльності інженера, інформаційною технологічністю графічної підготовки, концентрично-інтегральним розвитком графічного знання.

Уперше дидактично обґрунтовано та розроблено педагогічну систему графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей, спрямовану на формування графічної компетентності майбутнього інженера, його творчої особистості. Компонентами системи є: студент (його потреби, мотиви, інтереси); викладач (його спрямовуюча, координуюча, контролююча діяльність); мета графічної підготовки (формування графічної компетентності майбутнього інженера та його особистісних якостей); зміст графічної підготовки (модернізований з урахуванням сучасних напрямів інженерної діяльності, концентрично-інтегрального розвитку графічного знання, закономірностей оперування знаково-символічною інформацією), методи (спрямовані на реалізацію особистісно-розвивального підходу), форми (відповідно до принципу інформаційної технологічності навчання, знаково-символічних особливостей навчальної інформації графічних дисциплін), інформаційно-предметне забезпечення (на основі мультимедійного навчально-методичного комплексу), що створюють високотехнологічне освітнє середовище; графічна діяльність студента як специфічний засіб пізнання та комунікації; оцінювання та корекція отриманих результатів. Визначено організаційно-методичні умови реалізації розробленої педагогічної системи графічної підготовки: урахування у змісті та процесі графічної підготовки перспективних напрямів діяльності інженера (комп'ютерного інжинірингу, дизайну, ергономіки), концентрично-інтегрального розвитку графічного знання, особливостей оперування графічними формами інформації; формування мотивації навчання шляхом використання комплексних графічних професійно-орієнтованих завдань та методів імітації майбутньої інженерної діяльності з використанням комп'ютерних технологій; систематичність у формуванні професійно важливих видів графічної діяльності, що забезпечується запропонованим комплексом методик; системне діагностування та корекція професійно важливих видів графічної діяльності.

Уперше з позицій функціонального підходу визначено та систематизовано професійно важливі види графічної діяльності (заміщення, кодування, декодування, моделювання, схематизація). Обґрунтовано та розроблено модель графічної діяльності майбутнього інженера, яка визначає перебіг психологічних процесів під час оперування графічними зображеннями. Здійснено наукову інтерпретацію понять “графічна компетентність інженера”, “графічна діяльність” у контексті сучасних інформаційно-комунікаційних технологій, “професійно важливі види графічної діяльності”, “система графічної підготовки”. Розроблено класифікацію графічних зображень на основі типологічного аналізу їх різновидів з урахуванням концентрично-інтегрального розвитку графічного знання.

Набули подальшого розвитку дослідження механізмів впливу графічної діяльності на інтелектуальний розвиток студентів. Конкретизовано критерії (мотиваційно-ціннісний, інформаційно-пізнавальний, операційно-діяльніснийй) для визначення рівнів сформованості графічної готовності, які генетично пов'язані із рівнями сформованості професійно важливих видів графічної діяльності та узгоджені зі шкалою ECTS.

Теоретичне значення дослідження: здійснено теоретичний аналіз проблеми, що дало можливість визначити концептуальні підходи до графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей; обґрунтовано концентрично-інтегральну концепцію розвитку графічного знання; систематизовано й розвинуто категоріально-поняттєвий апарат науково-педагогічної проблеми “графічна підготовка студентів інженерних спеціальностей”; здійснено аналіз графічної діяльності як специфічного елемента графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей та систематизовано професійно важливі види графічної діяльності; обґрунтовано методику створення мультимедійного навчально-методичного комплексу.

Практичне значення полягає в розробці і реалізації у навчально- виховний процес вищих навчальних закладів методики графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей, що передбачає застосування комп'ютерних технологій на всіх етапах формування графічних знань і вмінь, мультимедійного навчально-методичного комплексу, використання модернізованого змісту, методик прицільного формування професійно важливих видів графічної діяльності, ділових ігор як методу моделювання професійної діяльності майбутнього інженера, професійно-орієнтованих графічних завдань з елементами комп'ютерного інжинірингу, дизайну, ергономіки. Розроблено типові навчальні програми з дисциплін “Нарисна геометрія та креслення” для вищих аграрних закладів освіти ІІІ-ІV рівнів акредитації із спеціальності: 7.091901 - “Енергетика сільськогосподарського виробництва” та “Інженерна графіка” для вищих аграрних закладів освіти ІІІ-ІV рівнів акредитації із спеціальності: 7.130201 - “Зооінженерія” (спеціалізація “Технологія переробки продуктів тваринництва”); навчально-методичний посібник; комплект методичних вказівок до виконання лабораторних робіт з нарисної геометрії, інженерної графіки, комп'ютерної графіки, комп'ютерного моделювання, комплексних завдань з елементами комп'ютерного інжинірингу, дизайну, ергономіки.

Положення і висновки дослідження можуть використовуватись у системі підготовки інженерів вищих навчальних закладів. Окремі положення загальнодидактичного плану, мультимедійний комплекс можуть використовуватись при підготовці вчителів трудового навчання у педагогічних університетах.

Результати дослідження впроваджено в навчально-виховний процес Вінницького національного технічного університету (довідка № 20-42 від 24.03.2006 р.), Вінницького державного аграрного університету (довідка № 01-935 від 27.10.2005 р.), Бережанського агротехнічного інституту (довідка № 79 від 11.02.2006 р.). Окремі результати загальнодидактичного плану дослідження впроваджено в навчально-виховний процес Національного педагогічного університету імені М.П. Драгоманова (довідка № 04-10/1902 від 7.10.2005 р.), Вінницького державного педагогічного університету імені М.Коцюбинського (довідка № 10/10 від 24.03.2005 р.), Полтавського державного педагогічного університету (довідка № 686/01-43/09 від 11.09.2005р.), Рівненського гуманітарного університету (довідка № 469 від 18.05.2005 р.), Слов'янського державного педагогічного університету (довідка № 66-03-53 від 26.05.2005 р.).

Особистий внесок здобувача. Одержані автором наукові результати є самостійним внеском у розробку проблеми графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів. Ідеї та думки, що належать співавторам публікацій, не використовувалися в матеріалах дисертації. У 12 наукових статтях та тезах доповідей, які були написані у співавторстві (П. Дмитренко, В. Дзісь, В. Николайчук, В. Сидоренко, Є. Паламарчук, Т. Патлатюк, Ю. Хом'яківський), особистим внеском автора є весь теоретичний матеріал, який стосується побудови моделей графічної діяльності та системи графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей, розробки та обґрунтування методики графічної підготовки. При написанні у співавторстві (В. Бандура, П. Берник, В. Найдиш, В. Обухова, С. Пилипака, Л. Середа, В. Ярошенко) двох типових програм з графічних навчальних дисциплін авторові належить обґрунтування змісту та структури навчального матеріалу.

Вірогідність і аргументованість наукових положень і висновків забезпечена застосуванням комплексу взаємопов'язаних методів науково-педагогічного дослідження, адекватних його меті, предмету та завданням; багаторічною перевіркою методик дослідження в різних умовах застосування; об'єктивністю критеріїв оцінювання кількісних та якісних показників експериментальних даних; репрезентативною вибіркою учасників педагогічного експерименту; використанням сучасних статистичних методів обробки та аналізу результатів дослідження, позитивними наслідками їх упровадження.

На захист виносяться:

1. Концепція графічної підготовки майбутніх інженерів, яка у концентрованому вигляді відображає теоретико-методичні основи формування графічних знань та вмінь з урахуванням соціального замовлення до рівня професійної компетентності інженера та розвитку його творчої особистості; враховує особливості графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей; має реалізовуватись на основі системного, інформаційно-семіотичного, функціонального та особистісно-розвивального підходів.

2. Теоретична модель педагогічної системи графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів як цілісна система, що забезпечує цілеспрямоване управління процесом формування графічних знань та вмінь майбутніх інженерів.

3. Модель графічної діяльності майбутнього інженера.

4. Методика графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей на основі створення високотехнологічного освітнього середовища, що передбачає: використання модернізованого змісту; прицільне формування професійно важливих видів графічної діяльності на основі інтерактивних технологій, використання професійно-орієнтованих завдань з елементами комп'ютерного інжинірингу, дизайну, ергономіки, ділових ігор як методу моделювання професійної діяльності майбутнього інженера.

Апробація результатів дослідження. Теоретичні положення дослідження стали основою доповідей на науково-практичних міжнародних та міжвузівських конференціях та семінарах:

міжнародних: “Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання в підготовці фахівців: методологія, теорія, досвід, проблеми“ (Київ - Вінниця, 2002 р., 2003 р., 2004 р.); “Україна наукова 2003” (Дніпропетровськ, 2003 р.); “Динаміка наукових досліджень 2003” (Дніпропетровськ, 2003 р.); “Наука і освіта “2004” (Дніпропетровськ, 2004 р.); “Сучасні освітні технології та напрямки підготовки майбутнього вчителя трудового навчання” (Полтава, 2003 р.); “Інноваційні технології в професійній підготовці вчителя трудового навчання: проблеми теорії і практики” (Полтава, 2006 р.); “Проблеми професійного становлення молоді на основі духовно-моральних цінностей (Вінниця, 2006 р.);

всеукраїнських: “Трудова підготовка учнівської молоді: стан та перспективи (Тернопіль, 1999 р.); “Проблеми і шляхи удосконалення, фундаменталізації і профілізації підготовки фахівців - випускників вищих технічних навчальних закладів” (Київ, 2000 р.);

регіональних: “Методика викладання дисциплін з урахуванням регіонального аспекту і ринкових відносин” (Вінниця, 1997 р.); “Проблеми підручника для вищої школи” (Вінниця, 2001 р.); “Гуманістична місія освіти” (Вінниця, 2001 р.); “Виховний процес у технічному вузі: проблеми і рішення” (Алчевськ, 2001 р.); “Проблеми гуманізму і освіти” (Вінниця, 2002 р.).

Основні положення й результати дослідження оприлюднювались і пройшли обговорення на засіданнях кафедри трудового навчання і креслення Національного педагогічного університету імені М.П. Драгоманова (1997 - 2007 рр.), були апробовані у процесі читання лекцій, проведення лабораторних і практичних занять, керівництва курсовими і дипломними проектами студентів інженерних спеціальностей.

Кандидатська дисертація на тему “Графічна підготовка студентів у вузах сільськогосподарського профілю” захищена у 1997 році. Матеріали кандидатської дисертації у тексті докторської дисертації не використано.

Публікації: Основні результати дослідження опубліковано у 62 друкованій праці, зокрема у 2 монографіях (17,5 та 16 друк. арк.), 1 навчальному посібнику (6,4 друк. арк.), 28 статтях у провідних фахових виданнях (з них 18 одно-осібних), 2 навчальних типових програмах, 20 статтях та тезах у збірниках матеріалів конференцій, 9 виданнях “Методичних вказівок”.

Структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел, додатків. Повний обсяг дисертації становить 460 сторінок, основний - 369 сторінок, список літератури має 368 найменувань. Робота містить 34 таблиці та 18 рисунків, що займають 22 сторінки. Окремі матеріали подано у 37 додатках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, проаналізовано загальний стан досліджуваної проблеми у педагогічній теорії та практиці, визначено об'єкт, предмет, мету, концепцію, завдання, гіпотезу, методологічні основи і методи дослідження, розкрито його наукову новизну, теоретичне і практичне значення, сформульовано основні положення, що виносяться на захист, визначено особистий внесок здобувача наукового ступеня, викладено інформацію про апробацію та впровадження результатів дослідження.

У першому розділі “Графічна підготовка студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів як педагогічна проблема” визначено роль графічної підготовки у формуванні професійної компетентності сучасного інженера, досліджено концепцію розвитку графічного знання, проаналізовано генезис та трансформацію наукових підходів до проблеми графічної підготовки у різних навчальних закладах, здійснено аналіз стану графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів, обґрунтовано концепцію їх графічної підготовки.

Процеси глобалізації, інформатизації, розвитку техніки і технологій у сучасному суспільстві суттєво впливають на характер діяльності інженера, посилюючи вимоги до його професійної підготовки. Фахівець інженерного профілю повинен володіти високим рівнем професіоналізму та інтелекту, творчими здібностями, професійною мобільністю, комунікабельністю, легко адаптуватись до світового інформаційного простору, досконало оперувати фундаментальними, загальнотехнічними та спеціальними знаннями. На основі аналізу змісту професійної діяльності, освітньо-кваліфікаційних характеристик розроблено професіограму та психограму фахівця інженерного профілю. Це дало підстави виділити професійно важливі якості (виробничо-технологічна мобільність, технічний інтелект, креативність, рефлексія, комунікабельність, здатність до саморозвитку та ін.) та основні компетенції (виробнича, графічна, інформаційна, комунікаційна та ін.), що забезпечують конкурентоспроможність фахівця інженерного профілю на ринку праці. Роль графічної підготовки у формуванні визначених якостей та компетенцій обумовлена особливостями графічної інформації, специфікою графічної діяльності, що дає змогу досліджувати та відтворювати об'єктивний предметний світ та природні явища, об'єкти професійної діяльності та технологічні процеси, розкривати їх сутність, абстрагуючись від властивостей, накопичувати, зберігати та передавати інформацію у графічній формі про ці об'єкти, явища та процеси. Графічна компетентність як складова професійної компетентності інженера відображає готовність усвідомленого використання графічних знань, умінь та навичок, що спираються на знання функціональних і конструктивних особливостей технічних об'єктів, принципи їх конструювання, перебіг технологічних процесів, досвід графічної професійно-орієнтованої діяльності, наявність знань і вмінь використовувати графічні комп'ютерні технології для здійснення виробничої, комунікативної, концептуальної діяльностей.

Оцінити масштаби, характер і напрями розвитку сучасних графічних знань можливо на основі дослідження історії графічної підготовки як елемента всієї наукової системи, шляхом визначення зв'язків і взаємодії графічних знань з іншими науками на різних етапах суспільного розвитку. Становлення системи графічних знань ми розглядаємо як поступову диференціацію свідомості від першопочаткових хаотичних способів передачі графічної інформації до створення специфічної системи відображення об'єктів та явищ, що має свої цілі, функції, характеристики та обумовлюється історично досягнутим рівнем конкретного виду комунікацій у суспільстві. Звідси робимо висновок, що виникнення і становлення графічної підготовки - це закономірний процес, що протікає на певному етапі суспільної практики, обумовлюється потребами суспільства, зокрема його технічним рівнем.

Визначення ролі й місця графічної підготовки у пізнанні та професійній діяльності інженера дає можливість характеризувати графічну підготовку студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів як складний, інтегративний феномен, що існує як соціальне, педагогічне та психологічне явище.

Результати історико-логічного дослідження свідчать, що розвиток графічного знання має інтегрально-концентричний характер і відображає етапи розвитку геометричної науки, на кожному з яких принципово змінювались методи геометричного моделювання, що якісно змінювало графічну модель: візуально-образне моделювання у формі малюнків, двовимірне моделювання двовимірних об'єктів, двовимірне моделювання тривимірних об'єктів (нарисна геометрія), тривимірне комп'ютерне моделювання тривимірних об'єктів (комп'ютерна графіка), чотиривимірне моделювання чотиривимірних об'єктів (комп'ютерна анімація).

За результатами аналізу психолого-педагогічних досліджень зроблено висновок про існування різноманітних підходів до вивчення проблеми графічної підготовки у різних закладах освіти, що виникли із запитів суспільного замовлення, навчального процесу, практичних можливостей застосування теорії у практиці: інтелецентрична концепція, яка поєднує навчання та розумовий розвиток людини (Н.Александрова, В.Алферова, Б.Ломов, В.Рубахін, І.Якиманська та ін.); концепція, що реалізує закон оптимальності навчання (Ю.Бабанський, А.Верхола, В.Жуков та ін.); інтегративна концепція, яка реалізує інтегративні процеси в навчанні (П.Дмитренко, В.Куровський, В.Сидоренко); семіотична концепція, яка спрямована на дослідження проблеми графічної підготовки з позицій семіотики - науки про знакові системи (Л.Венгер, Т.Лаврентьєва, В.Холмовська, Т.Богославська та ін.); концепція, що реалізує індивідуальний підхід до формування графічних знань та умінь (Г.Гаврищак, А.Жданов, Н.Жданова).

Результати аналізу наукової літератури дали можливість визначити й обґрунтувати необхідність і можливість застосування декількох методологічних підходів до розгляду предмета дослідження з метою цілісного вирішення зазначеної проблеми та формування концептуальних основ роботи: системний, інформаційно-семіотичний, функціональний, особистісно-розвивальний. Кожний з них доповнює і збагачує інші й додає нових можливостей для розгляду та вдосконалення графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів

У першому розділі викладено результати констатувального експерименту, який проходив у три етапи. На першому було визначено рівень графічної готовності випускників шкіл, який оцінено як низький. На другому етапі визначався рівень сформованості графічної готовності після вивчення блоку графічних дисциплін (нарисної геометрії, креслення, комп'ютерної графіки). Результати другого етапу експерименту свідчать, що 44,6% студентів припускаються грубих помилок, пов'язаних з побудовою та читанням зображень технічних деталей та складальних вузлів, оформленням креслень згідно з вимогами ЄСКД, не вміють виконувати просторові перетворення об'єктів. На третьому етапі метою діагностики було оцінювання використання графічних знань та умінь для розв'язання професійно орієнтованих задач. Виявлено 12,1% студентів, які не зуміли використати графічні засоби і методи для розв'язання таких задач; 32,6% припустились помилки у відтворенні форми об'єкта на зображенні, послідовності просторових перетворень, що не дало змоги правильно розв'язати задачу, використовували частково графічні методи для її розв'язання, не вміли користуватись графічним зображенням для висловлення своєї думки.

На підставі зазначеного вище зроблено висновок про недостатню ефективність традиційного змісту, форм і методів графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів. Підкреслено, що формування графічних знань та умінь сучасного фахівця інженерного профілю має бути забезпечено системою графічної підготовки, яка спрямована на становлення професійної компетентності інженера.

У першому розділі дисертації розроблено також концепцію графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей, основними ідеями якої є: особистісне, практичне спрямування цілісної педагогічної системи графічної підготовки; комплексне застосування системного, інформаційно-семіотичного, функціонального, особистісно-розвивального підходів; дотримання принципів системності, мобільності і динамічності змісту й форм навчання, інформаційної технологічності навчання, розширення функціональних можливостей графічних зображень, ускладнення професійних функцій; урахування перспективних напрямів сучасної інженерної діяльності, концентрично-інтегрального розвитку графічного знання, ієрархічної структури графічної діяльності, поліфункціональності графічних зображень; створення належних умов для набуття інтелектуального розвитку, професійної компетентності, творчого потенціалу, рефлексії власної діяльності, здатності до саморозвитку.

У другому розділі “Особливості графічної підготовки студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів” розглянуто графічну діяльність як специфічний елемент графічної підготовки, досліджено функції графічних зображень у професійній діяльності інженера та навчальній діяльності студента, побудовано модель графічної діяльності майбутнього інженера, визначено професійно важливі види графічної діяльності, висвітлено особливості сприйняття графічних зображень об'єктів інженерної діяльності.

У дисертації підкреслено, що конструювання навчального процесу здійснюється з двох боків: навчання через інформацію і навчання через діяльність. Звідси особливості графічної підготовки пов'язані зі специфікою графічної діяльності та її основного об'єкта - графічного зображення, що дає змогу пов'язати проблему формування графічних знань та вмінь із проблемою з'ясування гносеологічної та психологічної природи зображень, механізмів їх сприйняття та інтерпретації, внаслідок чого в свідомості майбутнього інженера в тій чи іншій мірі повноти і правильності виникає значення зображення.

У другому розділі обґрунтовано положення про те, що гносеологічне значення графічних зображень, як основного об'єкта графічної діяльності, полягає у можливості забезпечення переходу від явища до сутності, провести деякий “відхід” від реальності з тим, щоб глибше і повніше пізнати її. Тому зображення не тільки виконують роль наочності, а більш складну функцію, поглиблюючи знання про технічний об'єкт або технологічний процес, створюючи можливість проникнути в його більш суттєві зв'язки та відношення, що приховані від безпосереднього спостереження.

Виявлення гносеологічної природи, відстеження в онтогенезі становлення функцій графічних зображень та реалізація їх у навчальній діяльності студента та професійній діяльності інженера пов'язується з визначенням їх характеристик, до яких належать такі: конвенціональність, вмотивованість, системність, дискретність, неоднорідність, інтенціональність.

Оволодіння студентом графічною мовою залежить від способу її організації та функціонування, що обумовило побудову розгорнутої класифікації графічних зображень, яка відображає особливості генезису та закономірності їх засвоєння, способи функціонування у навчальній діяльності студента, професійній діяльності інженера, відповідає концептуальному розвитку графічного знання.

В основу побудови класифікації графічних зображень покладено: характеристику об'єкта, який підлягає заміщенню у графічній формі; функцію форми щодо змісту; характеристику відношення форми графічного зображення до змісту, що визначається, з позицій довільності-вмотивованості; метод геометричного моделювання.

Функції, як основні характеристики знаково-символічних засобів, забезпечують можливість диференціювати види діяльностей. На основі аналізу використання графічних зображень у загальнопізнавальній діяльності студента та професійній діяльності інженера виділено три основні функції: репрезентативна функція - спрямована на функціональне заміщення об'єкта чи процесу графічним зображенням; пізнавальна функція - націлена на відображення, відтворення реальності в діяльності суб'єкта, результатом якої є нове знання про світ; комунікативна функція - спрямована на забезпечення повідомлення у графічній формі. Відповідно до цих функцій у структурі графічної діяльності виділено шість основних компонентів: заміщення (використання зображення у функції засобу, що заміщає об'єкти чи процес), кодування (передача інформації у графічній формі), декодування (прийом інформації у графічній формі), моделювання (використання зображень як графічних моделей), схематизація (структурування реальності та виявлення зв'язків за допомогою графічних зображень).

Теоретична модель графічної діяльності (рис.1) є інформаційною за характером, відтворює структуру графічної діяльності та відображає повний цикл графічної діяльності, який передбачає сприйняття графічного зображення, просторове перетворення сформованого уявного образу відповідно до мети графічної задачі та подання перетвореного образу у формі графічного зображення.

Модель графічної діяльності дає змогу простежити розгортання психічних процесів під час оперування графічними зображеннями і врахувати це у процесі розробки прицільних методик формування професійно важливих видів графічної діяльності.

Структурна схема моделі графічної діяльності є засобом об'єктивізації розумових процесів, що забезпечує можливість наочно фіксувати хід графічної діяльності, і на цій основі цілеспрямовано і контрольовано формувати об'єктивно правильний рух процесу, що є актуальним завданням розвитку графічних знань та вмінь студента.

Специфікація структур і способів функціонування дає підстави визначити графічну діяльність як систему взаємопов'язаних, ієрархічно підпорядкованих видів графічної діяльності, що диференціюються функціями графічних зображень.

У дисертації проаналізовано відмінності у структурі цієї системи під час реалізації її в процесі навчання та у професійній діяльності інженера. У навчальній діяльності ця система надзвичайно динамічна: кожний із виділених видів графічної діяльності може ставати провідним залежно від умови навчальної задачі. У професійній діяльності ця система стає більш статичною, з домінуванням діяльностей моделювання та схематизації, що зумовлено характером професійних задач.

У другому розділі проаналізовано та узагальнено сучасні підходи до психофізіологічних особливостей щодо прийому, зберігання, переробки графічних форм пред'явлення інформації.

Проведений діагностувальний експеримент засвідчив, що на ефективність сприйняття графічних форм впливають обсяг власного досвіду студента (досвіду графічної діяльності та системи знань, що накопичуються у процесі навчання), особливості самого об'єкта та форми його зображення; певні труднощі використання значень через зв'язок з окремим випадком або “стандартним уявленням.”

...