Методика навчання технічних дисциплін студентів аграрних університетів засобами інформаційно-комунікаційних технологій

Размещено на http://www.allbest.ru/

інститут педагогіки НАПН УКРАЇНИ

УДК 378.4:[631.3:004]

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук

МЕТОДИКА НАВЧАННЯ ТЕХНІЧНИХ ДИСЦИПЛІН СТУДЕНТІВ АГРАРНИХ УНІВЕРСИТЕТІВ ЗАСОБАМИ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

13.00.02 - теорія та методика навчання (технічні дисципліни)

Тітова Олена Анатоліївна

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Національному університеті біоресурсів і природокористування України, Міністерство аграрної політики та продовольства України

Науковий керівник:кандидат педагогічних наук, професор ІЩЕНКО Тетяна Дем'янівна, Науково-методичний центр аграрної освіти, директор

Офіційні опоненти:доктор технічних наук, професор ДОРОШЕНКО Юрій Олександрович, Державна академія житлово-комунального господарства Міністерства регіонального розвитку, будівництва і житлово-комунального господарства України, проректор з наукової роботи

кандидат педагогічних наук, доцент ПРИЙМА Сергій Миколайович, Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди, докторант кафедри теорії і методики професійної освіти

Захист відбудеться 30 березня 2011 року о 14.00 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.452.04 в Інституті педагогіки НАПН України за адресою: 04053, м. Київ, вул. Артема, 52-д.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту педагогіки НАПН України (04053, м. Київ, вул. Артема, 52-д).

Автореферат розісланий 28 лютого 2011 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради В.П. Тименко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Включення України до європейського освітнього простору, з одного боку, та інтенсивний розвиток сучасних педагогічних технологій, з іншого, ставлять перед системою освіти нові завдання та вимагають подальшого її реформування. Нові вимоги до підготовки фахівців аграрного виробництва зумовлюють зміни в організації навчального процесу в аграрних університетах, спрямовані на подолання розриву між знаннями, уміннями та навичками, отриманими майбутнім фахівцем під час навчання у ВНЗ, і потребами сучасного виробництва.

В умовах переходу від індустріального суспільства до інформаційного і, як наслідок, охоплення інформатизацією всіх сфер суспільної діяльності, вища школа покликана готувати фахівця аграрного сектору, здатного критично ставитися до інформації, що в неймовірній кількості накопичується людством.

Сучасні технології створення, обробки, передачі та зберігання інформації надають майбутньому фахівцеві аграрного виробництва досить широкі можливості для ефективної професійної діяльності. Тому сьогодні не стоїть питання, варто чи ні використовувати інформаційно-комунікаційні технології (далі ІКТ) при організації навчального процесу: проблема полягає у скороченні відстані між надбаннями сучасних педагогів та інформаційними технологіями, що розвиваються швидше, ніж педагогічна думка.

Процес інформатизації освіти має підтримувати розвиток предметних галузей і активізувати розроблення підходів до використання потенціалу ІКТ на основі моделювання об'єктів, явищ і процесів, що вивчаються; встановлення взаємозв'язків між дисциплінами; підвищення креативності мислення студентів; формування в них умінь аналізувати ситуацію, розробляти стратегію пошуку рішення та прогнозувати результати прийнятих рішень. Методологічні засади неперервної професійної освіти висвітлено в працях С.У. Гончаренка, І.А. Зязюна, О.Е. Коваленко, В.Г. Кременя, Н.Г. Ничкало; загальнопедагогічні питання організації навчального процесу у вищих аграрних навчальних закладах досліджували А.І. Дьомін, Т.Д. Іщенко, П.Г. Лузан, В.М. Манько; підготовки студентів інженерних спеціальностей - О.М. Джеджула, проблеми навчання технічних дисциплін вивчали Ф. Ванкат, А.О. Єсаулов, М.С. Корець, С.Б. Літвінчук, У. Хаугтон, Л.Б. Щербатюк та ін.

Впровадженню ІКТ у начальний процес присвячені праці С.І. Архангельського, В.П. Безпалька, В.Ю. Бикова, Р.С. Гуревича, А.М. Гуржія, Ю.О. Дорошенка, М.І. Жалдака, Ю.О. Жука, В.І. Клочка, В.М. Кухаренка, В.В Лапінського, М.С. Львова, В.М. Мадзігона, Ю.І. Машбиця, Н.В. Морзе, П.І. Образцова, В.В. Олійника, Є.С. Полат, С.М. Прийми, С.А. Ракова, Ю.С. Рамського, І.В. Роберт, В.К. Сидоренка, А.В. Соловова, О.В. Співаковського, Н.Ф. Тализіної, Н.Т. Тверезовської, та ін.

У науковій літературі досліджуються питання інформатизації освіти, розроблення новітніх комп'ютерно орієнтованих засобів навчання та освітніх інформаційно-комунікаційних технологій (В.Ю. Биков), проблеми дистанційного навчання (В.М. Кухаренко, В.В. Олійник), психолого-педагогічні засади застосування інформаційних технологій у вищій професійній освіті (Р.С. Гуревич, М.І. Жалдак, Г. Кедрович, Н.В. Морзе, І.В. Роберт, С.О. Сисоєва, Р.М. Собко), проблеми впровадження та оптимізації використання засобів ІКТ у вищій технічній школі (В.І. Клочко), основи створення і використання навчальних експертних систем (Н.Т. Тверезовська), окремі аспекти в області застосування баз даних в освіті (Ю.С. Рамський). Результати досліджень проблем впровадження інформаційних технологій при навчанні технічних дисциплін викладено в наукових працях Р. Кирбуртса, Г.О. Козлакової, В.Г. Логвіненка, В.М. Олексенка, П. Тернера, Д.О. Чернишова та ін., де визначено понятійно-термінологічний апарат та основи створення програмного забезпечення навчального призначення (П.І. Образцов), дидактичні принципи (А.Л. Денисова), функції та критерії ефективності застосування ІКТ в навчальному процесі (О.В. Аленічева, Т.Л. Богданова), що є необхідним для цієї роботи.

Однак проблема системного дослідження психолого-педагогічних аспектів застосування ІКТ при оволодінні студентами вищих аграрних навчальних закладів технічними дисциплінами досі не вивчалася.

Дослідження сучасних підходів до застосування інформаційно-комунікаційних технологій в процесі навчання технічних дисциплін, а також аналіз можливостей засобів ІКТ дозволили виявити суперечності між:

? потребами сучасного аграрного виробництва у компетентних фахівцях і недосконалим станом підготовки спеціаліста аграрного сектору;

? потребами в знаннях про сучасні технології та машини, що постійно поновлюються, і недосконалістю традиційної методики навчання технічних дисциплін у вищій школі;

? впровадженням інформаційно-комунікаційних технологій в навчальний процес та недостатньою розробленістю науково-методичних засад навчання технічних дисциплін засобами ІКТ.

Таким чином, існує необхідність у дослідженні можливостей, що надають ІКТ при вивченні технічних дисциплін, обґрунтуванні доцільності застосування ІКТ, у виборі форм і методів організації навчального процесу із застосуванням ІКТ, дослідженні особливостей розроблення програмного забезпечення навчального призначення (ПЗНП) та застосування в навчальному процесі при вивченні технічних дисциплін.

Тому, враховуючи актуальність даної проблеми, була обрана тема дисертації: «Методика навчання технічних дисциплін студентів аграрних університетів засобами інформаційно-комунікаційних технологій».

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження виконувалось у відповідності до науково-дослідної теми кафедри педагогіки Національного університету біоресурсів і природокористування України: «Розробка та впровадження у навчально-виховний процес вищих аграрних закладів освіти інноваційних педагогічних технологій» (№ держреєстрації 0101U003740). Тему дисертації затверджено вченою радою природничо-гуманітарного навчально-наукового інституту Національного аграрного університету 25 травня 2007 р. (протокол № 8) та узгоджено в Раді з координації наукових досліджень у галузі педагогіки і психології в Україні 25 вересня 2007 р. (протокол № 7).

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження полягає у розробці, теоретичному обґрунтуванні та експериментальній перевірці ефективності методики навчання технічних дисциплін у вищому аграрному навчальному закладі засобами інформаційно-комунікаційних технологій.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені такі завдання:

1.Проаналізувати стан проблеми навчання технічних дисциплін засобами інформаційно-комунікаційних технологій.

2.Виявити та обґрунтувати педагогічні умови підвищення ефективності навчання технічних дисциплін засобами ІКТ.

3.Розробити та обґрунтувати методику навчання технічних дисциплін засобами ІКТ.

4.Експериментально перевірити ефективність методики навчання технічних дисциплін із застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій і впровадити результати дослідження у педагогічну практику.

Об'єкт дослідження: інформаційно-комунікаційні технології навчання технічних дисциплін студентів аграрних університетів.

Предмет дослідження: організація навчання технічних дисциплін засобами інформаційно-комунікаційних технологій.

Методи дослідження:

- теоретичні: аналіз наукових джерел з методики навчання технічних дисциплін із застосуванням ІКТ; навчальних програм і планів з метою визначення стану досліджуваної проблеми; порівняння, узагальнення і систематизація теоретичного і практичного матеріалу, що вивчається студентами аграрних університетів; теоретичне моделювання для визначення необхідних етапів і компонентів методики навчання технічних дисциплін засобами ІКТ; - емпіричні: педагогічне спостереження за діяльністю студентів; опитування, анкетування, бесіди з викладачами технічних дисциплін та ІКТ аграрних університетів; ретроспективний аналіз особистого досвіду у використанні інформаційно-комунікаційних технологій в навчальному процесі; педагогічний експеримент (констатувальний, формувальний) для перевірки ефективності розробленої методики навчання технічних дисциплін із застосуванням засобів ІКТ;

- статистичні: методи математичної статистики для визначення достовірності обробки результатів дослідження та кількісного і якісного аналізу даних експерименту.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

? вперше теоретично обґрунтовано методику навчання студентів технічних дисциплін аграрних університетів, у якій пріоритетний компонент - це застосування ІКТ, а визначальними особливостями модернізованої методики є використання сукупності сучасних методів, технічних та інструментальних засобів створення, оброблення, передачі та відображення інформації;

– удосконалено типологію програмного забезпечення, що застосовується у навчанні технічних дисциплін;

– дістало подальшого розвитку теоретичне обґрунтування дидактичних можливостей засобів ІКТ для інтенсифікації та підвищення ефективності навчання технічних дисциплін.

Практичне значення одержаних результатів полягає у розробці методики навчання технічних дисциплін, зокрема, комп'ютерно-орієнтованого дидактичного забезпечення дисципліни «Трактори і автомобілі» у складі комп'ютерних презентацій для супроводження лекцій, електронних конспектів лекцій, електронного лабораторного практикуму та комп'ютерного діагностування рівня навченості студентів; у можливості використання результатів дослідження у системі стажування викладачів технічних дисциплін.

Впровадження результатів дослідження. Основні положення та результати дослідження впроваджено в навчально-виховний процес Таврійського державного агротехнологічного університету (довідка № 62/4-1111/1 від 21.05.2010 р.); Вінницького державного аграрного університету (довідка № 0617/12 від 16.06.2010 р.); Миколаївського державного аграрного університету (довідка № 1774 від 17.09.2010 р.); Дніпропетровського державного аграрного університету (довідка № 16-11-1166 від 15.09.10 р.); Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка (довідка № 165-2/10 від 14.04.2010 р.).

Особистий внесок автора. Одержані наукові результати є самостійним внеском авторки у розробку теорії та методики навчання студентів-аграрників технічних дисциплін із застосуванням ІКТ. Ідеї та думки, що належать співавторам публікацій, не використовувалися у матеріалах дисертації. У наукових статтях [1, 2], написаних у співавторстві (Т.Д. Іщенко) дисертанту належить матеріал щодо обґрунтування організаційно-методичних умов навчання студентів-аграрників технічних дисциплін із застосуванням ІКТ та етапів їх системного забезпечення; розроблення методів, форм та засобів навчання технічних дисциплін на основі ІКТ, розроблення критеріїв підготовленості викладачів та студентів до застосування ІКТ в навчанні. У статті [5], написаній у співавторстві з Ю.П. Оберніхіним, особистим внеском є принципи роботи навчального та контролюючого програмного забезпечення; з Т.М. Панченко [6] - автору належить обґрунтування ефективності застосування контролюючого програмного забезпечення в навчальному процесі.

Апробація результатів дослідження. Результати дисертаційного дослідження доповідались та обговорювались на науково-методичних конференціях та семінарах Таврійського державного агротехнологічного університету (протягом 2002-2010 рр.) та на науково-практичних конференціях: - міжнародних: «Сучасні проблеми землеробської механіки» в секції «Проблеми підготовки сучасного фахівця аграрного сектору» (VІІ наукова конференція, м. Мелітополь, 2005 р.), «Освіта і наука в умовах глобальних викликів» (ІІ конференція, м. Симферополь - Судак, червень 2009 р.);- всеукраїнських: «Проблеми підготовки фахівців-аграріїв в навчальних закладах вищої та професійної освіти» (м. Кам'янець-Подільський, лютий 2008 р., 2009 р.); науково-методичній комісії «Проблеми розроблення електронних посібників» (м. Мелітополь, 2008 р.);

- міжнародних виставках: навчальних закладів «Сучасна освіта в Україні» (м. Київ, X, XI виставки 2007-2009 рр.), «Агро-2009» (м. Київ, червень, виставка-ярмарок, майстер-клас «Створення електронних посібників» 2009 р.), «Сучасні навчальні заклади ? 2010» (м. Київ, виставка-презентація), «Сучасні навчальні заклади ? 2011» (м. Київ, проведення семінару «Методика навчання технічних дисциплін із застосуванням ІКТ»).

Публікації. Результати дисертаційної роботи опубліковано у 10 друкованих працях (з яких 4 - статті у фахових виданнях), з них 4 одноособні.

Структура роботи. Робота складається зі вступу, трьох розділів, висновків до розділів, загальних висновків, 16 додатків на 57 сторінках та списку використаних джерел (230 найменувань, з них 20 - іноземною мовою). Робота включає 7 таблиць та 10 рисунків. Загальний обсяг роботи - 241 сторінка друкованого тексту, з яких основна частина - 158 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми, визначено мету, завдання, об'єкт і предмет дослідження; висвітлено наукову новизну, практичне значення роботи та особистий внесок здобувача, наведено відомості про апробацію дисертації та впровадження її результатів.

У першому розділі «Теоретико-методичні аспекти навчання технічних дисциплін майбутніх фахівців аграрного профілю засобами інформаційно-комунікаційних технологій» проведено аналіз сучасних підходів до навчання технічних дисциплін із застосуванням ІКТ в педагогічній теорії та практиці, досліджені можливості засобів ІКТ для інтенсифікації та підвищення ефективності навчання технічних дисциплін, особливості підготовки фахівців аграрних внз з технічних дисциплін із застосуванням ікт.

Аналіз наукових джерел дає підставу зробити висновок, що проблема застосування ІКТ в процесі навчання студентів вищих аграрних навчальних закладів технічних дисциплін на всіх його етапах є недостатньо дослідженою.

Проблема інформатизації освіти є предметом багатьох досліджень, де визначено основні завдання інформатизації освіти, серед яких пріоритетними є підвищення ефективності навчально-виховного з технічних дисциплін із застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій.

На основі узагальнення досвіду вчених визначено інформаційно-комунікаційні або інформаційно-телекомунікаційні технології (далі ІКТ) як сукупність сучасних методів, технічних та інструментальних засобів оброблення, збереження, передачі, відображення інформації, сукупність навчальних програм, які педагог використовує згідно з закономірностями навчально-виховного процесу. До засобів ІКТ відносять: комп'ютерну техніку, що надає можливості створення та використання інтерактивної комп'ютерної графіки, мультимедійних та гіпертекстових технологій, технологій віртуальної реальності, периферійне устаткування, засоби Internet-технологій, засоби телекомунікації.

Аналіз досвіду вчених дозволив зробити висновок, що програмні продукти для навчального процесу найчастіше являють собою електронні варіанти навчально-методичних матеріалів: комп'ютерні презентації ілюстративного характеру; електронні конспекти лекцій, словники, довідники, посібники та підручники; лабораторні практикуми з можливістю моделювання реальних процесів; програми-тренажери; тестові програми.

Дана робота присвячена напряму застосування ІКТ для:

? формування у випускників аграрного ВНЗ умінь та навичок застосування комп'ютерних технологій у виробничих умовах шляхом використання на заняттях програмного забезпечення навчального призначення, прикладних програм та програм для автоматизованого проектування;

? унаочнення навчального матеріалу під час його подання викладачем;

? автоматизації виконання розрахункових операцій, накопичення та обробки експериментальних даних під час виконання лабораторних і практичних робіт, курсового та дипломного проектування, дослідницької роботи;

? управління пізнавальними діями студентів під час самостійної навчальної роботи.

Найпоширеніший напрям комп'ютеризації навчання - це застосування окремих програм, пакетів програм, навчальних комплексів, автоматизованих систем, а також трудомістких процесів розрахунку, аналізу, оптимізації, дослідження властивостей об'єктів і процесів на математичних моделях.

Комп'ютер, оснащений мультимедійним обладнанням, дозволяє використовувати у навчальному процесі можливості унаочнення матеріалу. Технологія гіпертексту дозволяє знаходити потрібну інформацію за ключовими словами. Технології віртуальної реальності та моделювання застосовують для створення електронних лабораторних практикумів, у яких моделюється лабораторний експеримент.

Управління навчальним процесом базується на результатах засвоєння студентом матеріалу, які отримуються через контрольно-діагностуючі програми.

На основі аналізу освітньо-кваліфікаційна характеристика випускників аграрного ВНЗ та освітньо-професійна програма фахівця за напрямом підготовки 0919 «Механізація та електрифікація сільського господарства», а також практики навчання технічних дисциплін ми робимо висновок, що застосування ІКТ в навчальному процесі аграрних ВНЗ при вивченні технічних дисциплін є необхідною умовою підготовки висококваліфікованих фахівців-аграріїв, оскільки випускники повинні працювати в текстових і табличних процесорах; графічних редакторах; середовищі Windows, програмах MathCAD, AutoCAD; володіти системами управління базами даних; працювати в локальних комп'ютерних мережах та мережі Internet для майбутньої професійної діяльності.

У другому розділі «Методичні засади навчання технічних дисциплін засобами інформаційно-комунікаційних технологій» визначені та обґрунтовані педагогічні умови навчання студентів технічних дисциплін із застосуванням ІКТ:

? підготовленіть студентів до навчання технічних дисциплін із застосуванням ІКТ (визначено критерії і показники підготовленості студентів);

? забезпечення належної науково-методичної та матеріально-технічної бази (наведено склад науково-методичного забезпечення; надано перелік та характеристику необхідної комп'ютерної техніки);

? організація та проведення навчальних занять засобами ІКТ;

? організація та управління навчальною діяльністю студентів із застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій;

? застосування програмного забезпечення для навчання конструкції, принципу роботи та процесу експлуатації машин і механізмів;

? використання технології математичного моделювання лабораторного експерименту;

? застосування прикладних програм автоматизації проектування.

Визначено етапи навчання технічних дисциплін засобами ІКТ, що повинні забезпечуватись розробленою методикою: формування поняттєво-термінологічного апарату; формування теоретичних знань з конструкції, принципу роботи та основних параметрів машин і механізмів; формування практичних умінь і навичок з регулювання, експлуатації, випробувань, діагностики та ремонту машин і механізмів; формування вмінь проектувати та організовувати технологічні процеси, експлуатацію та обслуговування машин; формування вмінь проектувати нестандартне обладнання (рис. 1). Розроблена та обґрунтована в дисертаційному дослідженні методика навчання технічних дисциплін засобами інформаційно-комунікаційних технологій передбачає, що при організації лекцій можуть використовуватися лекції-презентації, а також електронні конспекти для самостійного опрацювання лекційного матеріалу при підготовці до лабораторних, практичних або контрольних занять.

При організації лабораторних і практичних занять засоби ІКТ застосовуються для моделювання конструкції та принципу дії машин, їх систем, вузлів, агрегатів, ситуацій регулювань та можливих несправностей машин та їх систем, а також для моделювання лабораторного експерименту (лабораторної установки, вимірювальних пристроїв); для виконання розрахунково-графічних робіт. При організації самостійної роботи може бути використане будь-яке програмне забезпечення навчального призначення (ПЗНП): електронні конспекти лекцій, підручники, посібники, лабораторні практикуми, під час контролю застосовується тестова програма.

У третьому розділі «Експериментальне дослідження ефективності методики навчання технічних дисциплін засобами ІКТ» досліджено результати експериментальної перевірки ефективності розробленої методики.

Експериментальна методика навчання технічних дисциплін засобами ІКТ перевірялася в процесі навчання таких дисциплін: «Трактори і автомобілі», «Сільськогосподарські та меліоративні машини», «Гідропривід сільськогосподарської техніки», «Машиновикористання в землеробстві» та «Деталі машин».

Методика навчання технічних дисциплін засобами ІКТ розроблялася на основі дисципліни «Трактори і автомобілі». Для експериментального дослідження були обрані два розділи: «Загальна будова і робота автотракторних двигунів», «Основи теорії, розрахунку та аналіз роботи тракторів і автомобілів».



Размещено на http://www.allbest.ru/

Розроблення та дослідження методики навчання дисципліни «Трактори і автомобілі» здійснювалося протягом 2002-2010 рр. На початку дослідження проводився констатувальний експеримент, який дав вихідні дані для пошуку форм та методів організації навчальних занять з використанням засобів ІКТ.

Метою констатувального експерименту було виявлення реальних умов та можливостей студентів опановувати навчальний матеріал дисципліни «Трактори і автомобілі». Було встановлено, що на лабораторних заняттях існує:

– навантаження великою кількістю нових понять і термінів;

– орієнтація на «середнього студента», яка виключає можливість індивідуального підходу до студентів, що мають різний рівень теоретичної та практичної підготовки і різну працездатність;

– відсутність можливості здійснення поточного контролю на кожному занятті для виявлення рівня засвоєння навчального матеріалу.

При самостійній роботі:

– відсутність вмінь та навичок навчатися самостійно;

– відсутність доступу до більшості наочних матеріалів: навчальних плакатів, натуральних зразків техніки, демонстраційних макетів та лабораторних установок в позаурочний час;

– здійснення перевірки рівня засвоєння навчального матеріалу, як правило, тільки під час підсумкового контролю.

Дослідження можливостей засобів інформаційно-комунікаційних технологій, дозволило зробити висновок про те, що на базі ІКТ можна розробляти навчальне програмне забезпечення, яке б допомагало студентові опрацьовувати навчальний матеріал (отримувати навчальну інформацію у вигляді тексту, ілюстрацій, анімації, відео; перевіряти рівень її засвоєння під час самоконтролю, закріплювати).

На цьому етапі для розроблення спеціального програмного забезпечення були виокремленні такі теми розділу «Загальна будова і робота автотракторних двигунів»: лекція «Загальна будова тракторів і автомобілів та їх класифікація» (передбачалася розробка лекції-презентації), лабораторні роботи «Кривошипно-шатуні механізми двигунів», «Газорозподільні механізми двигунів» (розробка програмного забезпечення «Електронна лабораторна робота») та теми самостійної роботи «Класифікація і технічна характеристика автомобілів і тракторів», «Загальна будова тракторів та автомобілів» (розробка навчального програмного забезпечення).

При вивченні розділу «Основи теорії, розрахунку та аналіз роботи тракторів і автомобілів» розроблялися такі теми: лекції «Тягова динаміка колісних тракторів» та «Стійкість тракторів» (лекції-презентації), лабораторні роботи «Сили і моменти, що діють на колісний трактор» і «Визначення координат центру ваги колісного трактора» (розробка програмного забезпечення «Електронна лабораторна робота») та теми самостійної роботи «Стійкість тракторів» і «Гальмівна динаміка тракторів» (передбачалася розробка навчального програмного забезпечення).

При розробленні навчального програмного забезпечення та методики його застосування були поставлені такі завдання:

? здійснити підбір навчального матеріалу та ілюстрацій для лекцій-презентацій та програмного забезпечення для лабораторних робіт і самостійної роботи;

? уточнити шляхи та методичні прийоми для підвищення рівня засвоєння навчальної інформації в розроблених програмах;

? перевірити доступність матеріалу, яким мають оволодіти студенти, доповнити та виправити його при необхідності. Плануючи навчальне програмне забезпечення, ми виходили з того, що його застосування має:

розширювати пізнавальні можливості студентів за рахунок більш ефективного унаочнення та моделювання процесів, що вивчаються;

підвищувати ефективність самостійної роботи студентів завдяки розподіленню інформації на блоки та здійснення самоконтролю;

? створювати комфортні умови роботи з навчальною інформацією при наявності індивідуального комп'ютеру (можливість працювати в індивідуальному режимі, повторно вивчати при необхідності окермі питання).

Програмне забезпечення, що застосовувалося в експерименті, передбачало подачу навчального матеріалу: тексту, ілюстрацій, анімації в інформаційних блоках, виявлення рівня засвоєння навчального матеріалу через тестування в контрольних блоках, аналіз результатів навчальної роботи та надання певних рекомендацій по закінченню роботи (перехід до наступної теми або повторна робота), а також програма надавала можливість закріплення матеріалу та створення основи для формування практичних навичок після роботи з тренажером (наприклад, робота з тренажером «Складання ? розбирання КШМ» ? для формування знань послідовності та умов проведення операцій складання та розбирання кривошипно-шатунного механізму) або під час роботи з тестовою програмою, яка на етапі закріплення надає студентові правильні відповіді.

Навчальна програма для проведення лабораторних експериментів з визначення сил і моментів, що діють на трактор, а також експерименту, пов'язаного з підняттям трактора для визначення координат центру ваги, працює таким чином. Перед початком роботи проводиться вхідний контроль, мета якого перевірити, чи володіють студенти тим мінімумом знань, що є необхідним для виконання експерименту (терміни, поняття). Далі обирається марка трактора, і для нього моделюється експеримент, в результаті якого студенти отримують дані з віртуальних вимірювальних приладів. Дані збираються до журналу, обробляються математично та аналізуються.

Для організації самостійної роботи застосовувалось навчальне програмне забезпечення, яке пропонувало студентові працювати з теоретичним матеріалом лекції, моделювати умови стійкості тракторів та визначати гальмівну динаміку. На цьому етапі студентам також було запропоновано: ?здійснити вхідний контроль для оптимізації подальшої роботи; -здійснювати самоконтроль для виявлення рівня засвоєння матеріалу після кожного логічно завершеного навчального блоку;

?закріпити отримані знання за допомогою тестової контролюючої програми, яка працювала в режимі навчання, надаючи правильні відповіді;

?отримати допоміжну інформацію стосовно завдань тесту при активізації функції програми «Допомога».

Для самоконтролю протягом заняття, закріплення та контролю засвоєння навчального матеріалу використовувалася тестова програма.

Під час апробації навчальної програми результати самоконтролю знань студентів детально аналізувалися з метою визначення середнього часу роботи з програмою, кількісті спроб, які знадобилися студентові, щоб опанувати матеріал, визначалися ті інформаційні блоки, які викликали у студентів труднощі. Таким чином перевірявся та коригувався використаний для навчального програмного забезпечення матеріал.

Після апробації та редакції програм було досліджено ефективність експериментальної методики шляхом аналізу отриманих під час формувального експерименту даних.

З метою формування репрезентативної вибірки достатнього обсягу для участі в експерименті були залучені 594 студенти Таврійського державного агротехнологічного університету, які вивчали дисципліну «Трактори і автомобілі» протягом 2007-2009 навчальних років, а саме: 8 груп (2007-2008 н.р.) та 7 груп (2008-2009) 2-го курсу факультету МСГ (МТФ) і 8 груп (2007-2008 н.р.) та 8 груп (2008-2009 н.р.) 3-го курсу факультету МСГ (МТФ).

Протягом 2008-2009 н.р. перевірялася також ефективність методики навчання дисциплін «Гідропривод сільськогосподарської техніки», «Машиновикористання в землеробстві», «Сільськогосподарські та меліоративні машини» та «Деталі машин і основи конструювання». Для участі в експерименті були залучені студенти факультету МТФ, які вивчали дисципліни «Гідропривід сільськогосподарської техніки» ? 2 групи (47 студентів 3-го курсу), «Машиновикористання в землеробстві» ? 2 групи (46 студентів 4-го курсу), «Сільськогосподарські та меліоративні машини» ? 2 групи (44 студенти 4-го курсу) та «Деталі машин і основи конструювання» ? 2 групи (42 студенти 3-го курсу). Проведення експерименту. Експеримент полягав у проведенні лабораторних занять у контрольних групах за традиційною методикою, а в експериментальних - за експериментальною. Безпосередньо після кожного заняття були проведені контрольні тести для з'ясування рівня засвоєння навчального матеріалу. Традиційною методикою проведення навчальних занять ми називаємо методику, коли студенти працюють у групі (підгрупі) з індивідуальним екземпляром навчального посібника, користуються наочним устаткуванням (плакатами, макетами, лабораторними установками), складають конспект, консультуються з викладачем. Експериментальна методика проведення навчальних занять передбачає, що студенти працюють у групі (кожний за окремим ПК) із програмним забезпеченням, під час роботи консультуються з викладачем, працюють із макетами, лабораторними установками, навчальними посібниками.

Для визначення, наскільки ефективною є методика самостійної роботи за допомогою розроблених програмних продуктів, у контрольних групах самостійну роботу було організовано за традиційною методикою, а в експериментальних - за експериментальною. Традиційна методика самостійного вивчення: студенти вивчають питання, винесені на самостійне опрацювання, за допомогою навчальних посібників, рекомендованих ведучим викладачем, працюють із макетами, лабораторними установками. Експериментальна методика самостійного вивчення: студенти працюють у групі (кожний за окремим ПК) з програмним забезпеченням, макетами, лабораторними установками. Методика контролю результатів навчання у всіх групах була однаковою: перевірка знань проводилася за допомогою тестової програми, що працювала в режимі контролю, тобто не повідомляла правильні відповіді. Перевірка проводилася одразу після заняття для визначення результатів сприйняття навчального матеріалу. Для оцінювання ефективності експериментальної методики викладання, самостійного вивчення та закріплення було обрано такі критерії:

успішність (відношення кількості правильних відповідей до загальної кількості завдань);

час, необхідний для засвоєння навчального матеріалу.

Аналізуючи дані про результати роботи студентів під час формувального експерименту (рис. 2), можна зробити висновок, що:

1) при застосуванні експериментальної методики результати роботи студентів на заняттях та в ході самостійної роботи суттєво не відрізняються: середні результати роботи студентів на заняттях 74,38% (74,35%) та середні результати самостійної роботи 72,96% (71,17%) порівняно з результатами роботи студентів контрольної групи за традиційною методикою: середні результати роботи студентів на заняттях 68,87% (66,00%) та середні результати самостійної роботи 66,29 (65,39)%;

2) застосування навчального програмного забезпечення і на заняттях, і в ході самостійної роботи дозволяє студентові однаково ефективно (71-75%) засвоювати навчальний матеріал, у той час як при традиційній методиці самостійної роботи студенти засвоюють навчальний матеріал з числовими показниками 62-67%;

3) середні результати роботи студентів експериментальної групи на заняттях (74,38% і 74,35%) дещо вищі за середні результати роботи студентів контрольної групи (68,87% і 65,39%), середні результати самостійної роботи студентів експериментальної групи (72,96% і 71,17%) також перевищують середні результати самостійної роботи студентів контрольної групи (66,29 % і 65,39%). Таким чином застосування навчального програмного забезпечення в процесі навчання дисципліни «Трактори і автомобілі» помітно підвищує ефективність роботи студентів на заняттях та в ході самостійної роботи.



Размещено на http://www.allbest.ru/

навчання технічний дисципліна інформаційний

Аналізуючи кількість оцінок «4» (75-89%) та «5» (90-100%), з рис. 3, можна зробити висновок, що при застосуванні експериментальної методики суттєво підвищилася кількість випадків, коли студент засвоїв більше ніж 75% навчального матеріалу. Це свідчить про те, що засвоєння матеріалу покращилося. Варто зауважити, що під час експерименту виявився такий факт: студенти експериментальної групи, які мали середній бал «4» та «5» на початку експерименту, показали загалом такі ж високі результати. Певна кількість студентів, які почали експеримент із середнім балом «3» показували вищі результати через зацікавленість навчальною програмою, ефективне унаочнення матеріалу, постійний контроль, який давав змогу виявити, що залишилося поза увагою та завдяки індивідуальному темпу роботи.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Розподілення оцінок, які отримували студенти 2-го курсу за результатами: а) лабораторно-практичних робіт; б) виконання самостійних завдань.

Час роботи студентів в контрольних групах у залежності від запропонованого матеріалу складав 70-80 хвилин. В експериментальних групах час визначався програмою автоматично і складав в середньому 60-70 хвилин.

На основі узагальнення результатів експериментального дослідження визначено, що розроблена методика навчання технічних дисциплін сприяє підвищенню ефективності навчальної діяльності студентів за рахунок унаочнення явищ та процесів, які вивчаються, своєчасного зворотного зв'язку, а також реалізації індивідуального підходу до студентів, які мають різні рівні підготовки, різну пізнавальну активність та працездатність.

Висновки

1. Інтеграція українського освітнього простору до європейського, з одного боку, та інтенсивний розвиток сучасних технологій з іншого, ставлять перед системою підготовки сучасного фахівця аграрного сектору нові завдання, які вимагають удосконалення існуючих традиційних методик навчання технічних дисциплін, розроблення нових методик на основі сучасних інформаційних технологій та їх гармонійного поєднання для переводу всієї системи підготовки майбутнього фахівця на якісно новий рівень.

Під час вивчення та аналізу наукових джерел встановлено, що сьогодні немає єдиного підходу до навчання технічних дисциплін студентів вищих аграрних навчальних закладів з використанням ІКТ, в практиці відсутнє систематичне застосування навчальних програм на заняттях, і ця проблема досліджена недостатньо.

Результати аналізу дидактичних можливостей сучасних інформаційно-комунікаційних технологій і розроблених на їх основі комп'ютерних програм навчального призначення показують, що за певних умов застосування ІКТ сприяє підвищенню ефективності навчання технічних дисциплін.

2. У процесі дослідження були виявлені та обґрунтовані педагогічні умови, що сприяють підвищенню ефективності навчання студентів технічних дисциплін із застосуванням ІКТ, а саме: підготовленіть студентів до навчання технічних дисциплін із застосуванням ІКТ; забезпечення належної науково-методичної та матеріально-технічної бази; організація, проведення навчальних занять і управління навчальною діяльністю студента засобами ІКТ; застосування ПЗНП для навчання конструкції, принципу роботи та процесу експлуатації машин і механізмів; використання технології імітаційного математичного моделювання лабораторного експерименту та застосування прикладних програм автоматизації проектування. 3. Обґрунтовано, що характерною ознакою розробленої методики навчання технічних дисциплін засобами ІКТ є перенесення акценту на самостійну роботу, розвиток особистості студента, підготовка його до самостійної продуктивної діяльності в умовах інформаційного суспільства, інтенсифікація всіх рівнів навчально-виховного процесу.

Визначено етапи навчання технічних дисциплін засобами ІКТ, що повинні забезпечуватися розробленою методикою: формування поняттєво-термінологічного апарату; формування теоретичних знань з конструкції, принципу роботи та основних параметрів машин і механізмів; формування практичних умінь і навичок з регулювання, експлуатації, випробувань, діагностики та ремонту машин і механізмів; формування вмінь проектувати та організовувати технологічні процеси, експлуатацію та обслуговування машин; формування вмінь проектувати нестандартне обладнання.

4. Результати експериментального дослідження показали, що застосування експериментальної методики навчання дисципліни «Трактори і автомобілі» з використанням ІКТ дає можливість підвищити середній результат на заняттях з 66-69% в контрольній групі до 71-75% в експериментальній групі та під час самостійної роботи з 65-67% до 71-75%, відповідно. На основі цих даних було зроблено висновок, що застосування навчального програмного забезпечення на заняттях і при самостійній роботі є ефективним.

Проведене дослідження не вичерпує всіх питань у вирішенні проблеми навчання технічних дисциплін із застосування інформаційно-комунікаційних технологій. Подальшого вивчення потребують такі напрями: детальне обґрунтування змісту, структури, вимог та умов роботи навчальних комплексів на основі ІКТ, визначення та дослідження оптимальних методик їх розробки, пошук підходів до уніфікації навчального програмного забезпечення.

СПИСОК опублікованих праць за темою дисертації:

Наукові статті у фахових виданнях:

1. Тітова О.А. Від електронного підручника до віртуального викладача / О.А. Тітова, Т.Д. Іщенко // Науковий вісник НАУ. ? Вип. 59. ? К. : Аграрна освіта, 2002 ? С. 149-156.

2. Тітова О.А. Можливість використання елементів дистанційної освіти у вищій школі при денній формі навчання / О.А. Тітова, Т.Д. Іщенко // Проблеми освіти: наук.-метод. зб. ? Вип. 30.? К. : Науково-методичний центр вищої освіти Міністерства освіти і науки України, 2003. -С. 21-24.

3. Тітова О.А. Готовність студентів і викладачів до використання інформаційних технологій в навчанні / О.А. Тітова // Проблеми освіти. Наук.-метод. зб. - Вип. 51. - К. : Інститут інноваційних технологій і змісту освіти МОН України, 2007. - С. 112-115.

4. Тітова О.А. Організація керування пізнавальною діяльністю студентів засобами інформаційно-комунікаційних технологій / О.А. Тітова // Нові технології навчання. Наук.-метод. зб. - Вип. 49. ? К. : Інститут інноваційних технологій і змісту освіти МОН України, 2007. ? С. 92-94.

Статті у наукових збірниках, матеріали конференцій, тези:

5. Тітова О.А. Програмне забезпечення для тестового контролю / О.А. Тітова, Ю.П. Оберніхін // Збірник наукових праць ТДАТА. - Мелітополь : Таврійська державна агротехнічна академія, 2002. - С. 102-114.

6. Тітова О.А. Шляхи підвищення якості навчального процесу в умовах переходу до Європейської моделі підготовки фахівців / О.А. Тітова, Т.М. Панченко // Удосконалення навчально-виховного процесу в ВНЗ. Зб. наук.-метод. праць ТДАТА. - Вип. 10. - Мелітополь : Таврійська державна агротехнічна академія, 2006. - С. 94-99.

7. Тітова О.А. Умови поетапного впровадження інформаційно-комунікаційних технологій в навчальний процес / О.А. Тітова, Т.Д. Іщенко // Проблеми підготовки фахівців-аграріїв в навчальних закладах вищої та професійної освіти: мат-ли Всеукр. наук.-метод. конф. - Кам'янець-Подільский : Аксіома, 2008. - С. 8-12.

8. Тітова О.А. Формування позитивної мотивації викладачів та студентів в умовах організації навчального процесу із застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій / О.А. Тітова // Наука і методика. Зб. наук.-метод. праць. - Вип. 17. - К. : Аграрна освіта, 2009. ? С. 126-129.

9. Тітова О.А. Організація самостійної роботи студентів засобами ІКТ під час вивчення дисципліни «Трактори і автомобілі» / О.А. Тітова, Т.Д. Іщенко, А.І. Панченко // Проблеми підготовки фахівців-аграріїв в навчальних закладах вищої та професійної освіти: мат-ли Всеукр. наук.-метод. конф. - Кам'янець-Подільский : ПП Зволейко Д.Г., 2009. - С. 9-11.

10. Тітова О.А. Професійна підготовка студетів-механіків засобами ІКТ // Освіта і наука в умовах глобальних викликів: мат-ли ІІ міжнародної наук.-практ. конф. - Сімферополь : ЦРОНІ, 2009. ? С. 80-82.

анотації

Тітова О.А. Методика навчання технічних дисциплін студентів аграрних університетів засобами інформаційно-комунікаційних технологій. ? Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук за спеціальністю 13.00.02 - теорія та методика навчання (технічні дисципліни. - Інститут педагогіки НАПН України. - Київ, 2011.

Дисертація присвячена дослідженню питань підвищення ефективності навчання технічних дисциплін з використанням інформаційно-комунікаційних технологій.

Аналіз проблеми дозволив зробити висновок, що програмні продукти навчального призначення найчастіше включають комп'ютерні презентації електронні підручники, посібники, словники та довідники, електронні лабораторні практикуми, програми-тренажери, тестові програми.

Навчальні програмні продукти розробляються на основі технологій мультимедіа, гіпертексту, віртуальної реальності, інформаційних і комунікаційних мереж. Вони застосовуються для візуалізації навчальної інформації; моделювання та імітації досліджуваних об'єктів, процесів і явищ; проведення лабораторних робіт з технічних дисциплін з імітацією дослідження або експерименту; створення і застосування інформаційних баз даних, необхідних у навчальній діяльності; посилення мотивації навчання; розвитку наочно-образного мислення; підбору раціональної стратегії навчання для кожного студента, автоматизованого обліку результатів навчальної діяльності студентів.

В ході дослідження виявлено та обґрунтовано педагогічні умови, форми та методи навчання технічних дисциплін студентів аграрних університетів із застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій.

Експериментально доведено ефективність застосування розробленої методики.

Ключові слова: інформаційно-комунікаційні технології, навчальне програмне забезпечення, мультимедійні та гіпертекстові технології, навчальна діяльність студентів, ефективність навчання.

Титова Е.А. Методика обучения техническим дисциплинам студентов аграрных университетов средствами информационно-коммуникационных технологий. ? Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.02 - теория и методика обучения (технические дисциплины). - Институт педагогики НАПН Украины. - Киев, 2011.

Диссертация посвящена исследованию вопросов повышения эффективности обучения техническим дисциплинам с использованием информационно-коммуникационных технологий.

На основе анализа научных источников определены основные направления и подходы в использовании информационно-коммуникационных технологий в процессе обучения техническим дисциплинам студентов аграрных университетов.

Изучены дидактические возможности информационных технологий. Обучающие программные продукты разрабатываются на основе технологий мультимедиа, гипертекста, виртуальной реальности, информационных і коммуникационных сетей. Они используются для визуализации учебной информации; моделирования исследуемых объектов, процессов и явлений; проведения лабораторных работ по техническим дисциплинам с имитацией исследования или эксперимента. Обучающие программы работают на основе информационных баз данных, необходимых в учебной деятельности; они направлены на усиление мотивации обучения; развитие наглядно-образного мышления; подбор рациональной стратегии обучения для каждого студента, автоматизацию учета результатов учебной деятельности студентов.

В ходе исследования определены особенности обучения техническим дисциплинам с использованием средств информационно-коммуникационных технологий.

Выявлены и теоретически обоснованы педагогические условия, которые способствуют повышению эффективности обучения техническим дисциплинам: подготовленность студентов к изучению технических дисциплин с использованием информационно-коммуникационных технологий, а также обеспечение необходимой научно-методической и материально-технической базы. Кроме этих педагогических условий, выделены также следующие: организация и проведение учебных занятий с использованием информационных технологий; организация и управление учебной деятельностью студента средствами информационно-коммуникационных технологий; использование обучающих программ для изучения конструкции, принципа работы и процесса эксплуатации машин и механизмов; использование технологии математического моделирования лабораторного эксперимента и использование прикладных программ автоматизации проектирования.

Разработана и экспериментально проверена методика обучения техническим дисциплинам студентов аграрных университетов с использованием информационных технологий, которая обеспечивает все этапы обучения техническим дисциплинам: формирование понятийно-терминологического аппарата; формирование теоретических знаний о конструкции, принципе работы и об основных параметрах машин і механизмов. Также методика направлена на формирование практических умений и навыков регулировки, эксплуатации, испытаний, диагностики и ремонта машин и механизмов; умений проектировать и организовывать технологические процессы, эксплуатацию и обслуживание машин; формирование умений проектировать нестандартное оборудование.

Разработаны практические рекомендации по внедрению информационных технологий в процесс обучения техническим дисциплинам.

Экспериментальное исследование модернизированной методики подтвердило тот факт, что использование информационно-коммуникационных технологий в обучении дает возможность обеспечить индивидуальный подход к каждому студенту, автоматизировать учебные и контрольные операции, а также повысить эффективность восприятия учебной информации.

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс ряда аграрных высших учебных заведений.

Ключевые слова: информационно-коммуникационные технологии, обучающее программное обеспечение, мультимедийные и гипертекстовые технологии, учебная деятельность студентов, эффективность обучения.

Titova Н. A. Methods of the information and communication technologies application for technical subjects learning at the agrarian universities. - The Manuscript. The dissertation for scientific degree of candidate of pedagogical sciences in speciality 13.00.02 - theory and methods of technical subjects teaching. Institute of Pedagogy NAPS of Ukraine. - Kyiv, 2011.

The present dissertation covers research of the efficient information and communication technologies application for technical subjects learning at the agrarian universities.

Methods of the information and communication technologies application for learning the "Tractors and automobiles construction" subject are theoretically substantiated. Algorithm of the development, requirements and application methods of the teaching software for technical subjects learning were determined. Teaching and testing programs for learning the "Tractors and automobiles construction" subject were worked out and introduced into the teaching process; the efficiency of software developed for nearly all didactical problems solving is experimentally proved. It was established that using information and communication technologies enables to take an individual approach to each student, to automate learning and testing and to increase the efficiency of information perception.

The Keywords: information and communication technologies, teaching software, multimedia, hypertext, learning activity, educational efficiency.

Размещено на Allbest.ru

...