Методика розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій засобами комп’ютерної графіки

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук

МЕТОДИКА РОЗВИТКУ ПРОСТОРОВОГО МИСЛЕННЯ МАЙБУТНІХ УЧИТЕЛІВ ТЕХНОЛОГІЙ ЗАСОБАМИ КОМП'ЮТЕРНОЇ ГРАФІКИ

Спеціальність: Теорія та методика навчання

Фещук Юрій Вікторович

Київ, 2009 рік

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На сучасному етапі розвитку суспільства відбувається впровадження у всі сфери буття нових інформаційних технологій (НІТ) і найскладнішої техніки, оновлення засобів виробництва. Тому ефективність соціально-економічних перетворень залежить від кадрового забезпечення кваліфікованими й ерудованими спеціалістами, які мають значний творчий потенціал. Одним із напрямів удосконалення системи освіти має бути створення необхідних умов для формування творчої особистості, здатної вирішувати складні завдання у нестандартних обставинах, гнучко та самостійно використовувати набуті знання у різних життєвих і виробничих ситуаціях. За таких умов існує необхідність корекції мети і завдань професійної підготовки майбутніх учителів технологій, професійна діяльність яких орієнтована на її творчий характер.

На основі аналізу Закону України “Про загальну середню освіту”, Державного стандарту освітньої галузі “Технології” та наукових джерел встановлено, що пріоритетними напрямами є створення можливостей для реалізації творчої, дослідницької діяльності, вільного вибору вчителем форм і методів навчання, зростання ролі його самоосвіти і самовдосконалення, врахування індивідуальних особливостей, інтересів, здібностей кожного учня. Розв'язання зазначених завдань у системі трудової підготовки учнівської молоді пов'язане зі змінами у системі професійного навчання майбутніх учителів технологій, однією зі складових якої є розвиток усіх видів мислення, творчої активності й самостійності.

Одним із напрямів виконання зазначеного завдання є комплексний розвиток усіх компонентів мислення майбутніх фахівців, зокрема просторового, яке, за даними ЮНЕСКО, є одним із критеріїв інтелектуального розвитку нації.

Графічні дисципліни - нарисна геометрія, креслення, комп'ютерна графіка - розвивають просторове мислення фахівців. Тому важливо на заняттях із зазначених дисциплін закласти міцний фундамент для розвитку цього виду мислення студентів, які б стали основою для подальшого ефективного опанування ними інших навчальних предметів. Високий рівень розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій є важливою умовою для вміння формувати мислення школярів.

Нові умови для розвитку просторового мислення особистості виникають із переходом суспільства на якісно новий інформаційний рівень, який дає змогу використовувати НІТ практично в усіх галузях людської діяльності. Як складова НІТ, комп'ютерна графіка на сьогодні має значний потенціал використання в освітньому процесі з метою візуалізації навчального матеріалу. Традиційне вивчення графічних дисциплін у вищих навчальних закладах (ВНЗ) викликає у студентів значні труднощі, пов'язані зі сприйманням просторових властивостей геометричних об'єктів та розумінням перетворення їх просторових моделей у плоскі ортогональні зображення. Технічні можливості засобів комп'ютерної графіки створюють умови наочно демонструвати і спостерігати перетворення просторових моделей у площинні. Проблеми розвитку просторового мислення особистості у навчальній діяльності досліджувалися у працях багатьох учених, зокрема: психологічний аспект просторового мислення вивчався Б. Ананьєвим, Л. Виготським, П. Гальперіним, Ю. Гільбухом, О. Галкіною, В. Зінченком, О. Кабановою-Меллер, І. Каплуновичем, Т. Кудрявцевим, О. Леонтьєвим, Н. Зіньковою, Б. Ломовим, Н. Менчинською, Р. Пономарьовим, І. Якиманською та ін., розвиток просторового мислення й уяви у процесі навчання графічних дисциплін учнів та студентів досліджували Д. Кільдеров (обґрунтував методику навчання учнів 8-9 класів просторовим перетворенням у графічній діяльності на уроках креслення), А. Корнєєва (запропонувала методику формування просторової уяви студентів у процесі навчання нарисної геометрії), Л. Манилова (досліджувала проблему розвитку просторової уяви учнів професійно-технічних навчальних закладів у процесі вивчення креслення), З. Шаповал (розробила методику розвитку просторового мислення учнів технічного класу школи-гімназії), В. Чепок (досліджував дидактичні основи підготовки студентів до формування просторового мислення школярів) та ін., окремі аспекти методики навчання креслення розкриті у працях Н. Бондар, В. Буринського, А. Верхоли, І. Голіяд, О. Джеджули, М. Козяра, В. Науменка, Г. Райковської, В. Сидоренка, В. Сяської, Д. Тхоржевського, Н. Щетини, М. Юсупової та ін., застосуванням засобів комп'ютерних технологій у навчальному процесі займалися А. Ашеров, О. Башмаков, І. Башмаков, М. Буланова-Топоркова, Л. Глухова, А. Гринберг, М. Жалдак, О. Золотарьов, А. Іванова, Н. Макарова, Ю. Машбиць, Н. Морзе, О. Овчаренко, М. Пивоварова, В. Чернов та ін., проблеми застосування комп'ютерної графіки як складової частини комп'ютерних технологій у навчальному процесі висвітлюють у своїх працях Ю. Бадаєв, О. Глазунова, С. Білан, А. Зенкін, Д. Коваль, В. Кондратова, В. Михайленко, О. Романюк, О. Соловов та ін.

Аналіз психолого-педагогічної літератури та дисертаційних досліджень свідчить, що проблемі розвитку просторового мислення приділено достатньо уваги. Однак, не зважаючи на значні теоретичні й практичні напрацювання психологів і педагогів, методичний аспект, пов'язаний з розвитком просторового мислення як у школярів, так і у студентів, не знайшов повного розв'язання. Нині існує потреба розробити методику використання засобів комп'ютерної графіки для візуалізації навчального матеріалу у процесі навчання графічних дисциплін майбутніх учителів технологій. Оскільки, графічно-інформаційні технології (зокрема, засоби комп'ютерної графіки) дають нові можливості організації процесу розвитку просторового мислення студентів за рахунок різноманітних видів наочного подання інформації.

Зазначене вище обумовило вибір теми дисертаційного дослідження: “Методика розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій засобами комп'ютерної графіки”.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження виконане відповідно до комплексної науково-дослідної теми кафедри професійної педагогіки і трудової підготовки Рівненського державного гуманітарного університету: “Вдосконалення змісту, форм та методів трудової підготовки учнівської молоді та формування готовності до її здійснення у майбутніх учителів”, затвердженої вченою радою університету (протокол №7 від 23.02.2007 р.). Тему дисертації затверджено вченою радою Рівненського державного гуманітарного університету (протокол №2 від 30.09.2005 р.) та узгоджено в бюро Ради з координації наукових досліджень у галузі педагогіки і психології в Україні (протокол №9 від 29.11.2005 р.).

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження полягає у теоретичному обґрунтуванні та експериментальній перевірці ефективності методики розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій у процесі навчання графічних дисциплін засобами комп'ютерної графіки.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені такі завдання дослідження:

1) проаналізувати стан дослідженості проблеми розвитку просторового мислення особистості у психолого-педагогічній і спеціальній літературі та визначити роль просторового мислення у професійній підготовці майбутніх учителів технологій;

2) виявити вплив засобів комп'ютерної графіки на розвиток просторового мислення студентів і розробити комплекс засобів комп'ютерної графіки для розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій у процесі навчання графічних дисциплін;

3) розробити і теоретично обґрунтувати методику розвитку просторового мислення студентів засобами комп'ютерної графіки;

4) експериментально перевірити ефективність методики розвитку просторового мислення студентів у процесі навчання графічних дисциплін засобами комп'ютерної графіки.

Об'єктом дослідження є процес навчання графічних дисциплін майбутніх учителів технологій.

Предметом дослідження є методика розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій у процесі навчання графічних дисциплін засобами комп'ютерної графіки.

Практичне значення одержаних результатів полягає у створенні та впровадженні у навчальний процес навчально-методичного комплексу графічної підготовки на основі засобів комп'ютерної графіки з метою активізації розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій, розробці навчальних програм із курсу “Нарисна геометрія і креслення з основами машинної графіки” та “Cистеми автоматизованого проектування у машинобудуванні”, розробці навчально-методичних посібників для викладачів і студентів педагогічних ВНЗ.

Особистий внесок здобувача полягає в теоретичній розробці, обґрунтуванні й експериментальній перевірці основних ідей та положень досліджуваної проблеми, що здійснені автором особисто.

Апробацію результатів дослідження здійснено шляхом публікації праць і доповідей основних положень, висновків, результатів дослідження на науково-практичних семінарах і конференціях:

- міжнародних: “Інноваційні технології в професійній підготовці вчителя трудового навчання: проблеми теорії і практики (присвячена пам'яті академіка Д. Тхоржевського)” (квітень 2007 року, м. Полтава), “Сучасні проблеми геометричного моделювання” (квітень 2008 року, м. Луцьк), “Проблеми управління якістю підготовки фахівців в умовах інтеграції в міжнародний освітній простір” (грудень 2009 року, м. Рівне);

- всеукраїнських: “Кредитно-модульна система підготовки фахівців для ринкової економіки: стан, проблеми та перспективи” (листопад 2007 року, м. Рівне), “Інформаційні технології у професійній діяльності” (березень 2008 року, м. Рівне);

- університетських наукових конференціях, а також на засіданнях кафедри професійної педагогіки і трудової підготовки Рівненського державного гуманітарного університету і кафедри нарисної геометрії, інженерної та машинної графіки Національного університету водного господарства та природокористування, обласного методичного об'єднання викладачів креслення Рівненської області.

Також апробація здійснювалася у процесі проведення лекцій, лабораторних і практичних занять, керівництва навчально-педагогічною практикою.

Публікації. Основні положення та результати наукового дослідження висвітлено у 15 публікаціях, з яких статей у фахових наукових журналах та збірниках наукових праць, затверджених ВАК України - 8 (5 одноосібних), навчальних програм - 2 (1 одноосібна), навчально-методичних посібників - 2.

Структура та обсяг дисертації.

Робота складається зі вступу, трьох розділів, висновків до кожного розділу, загальних висновків, додатків (14 на 91 сторінці) та списку використаних джерел (204 найменування на 21 сторінці).

Повний обсяг дисертації становить 287 сторінок друкованого тексту, з них 175 - основний зміст роботи.

У тексті міститься 19 таблиць та 41 рисунок.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційного дослідження, проаналізовано загальний стан дослідженості наукової проблеми, представлено зв'язок дисертації з науковими програмами, планами та темами, визначено мету, завдання, об'єкт, предмет дослідження, сформульовано гіпотезу, охарактеризовано методи й основні етапи дослідження, розкрито наукову новизну одержаних результатів, їх теоретичне та практичне значення для педагогічної науки, висвітлено особистий внесок здобувача, подано відомості про апробацію та впровадження результатів дослідження, публікації, наведено структуру й обсяг дисертаційної роботи.

У першому розділі “Розвиток просторового мислення майбутніх учителів технологій як педагогічна проблема” здійснено комплексний аналіз наукових психолого-педагогічних праць із проблеми дослідження. З'ясовано роль просторового мислення у професійній підготовці майбутніх учителів технологій. Проаналізовано різноманітні підходи до тлумачення змісту понять “мислення”, “образне мислення”, “просторове мислення”, “просторова уява”, “просторові образи” та методики розвитку просторового мислення у процесі навчання графічних дисциплін, які існують нині. Обґрунтовано значення наочності для розвитку просторового мислення. Здійснено постановку завдань дослідження.

Доведено, що у професійній діяльності майбутніх учителів технологій просторове мислення займає провідне місце, оскільки зазначеним фахівцям доводиться постійно оперувати просторовими образами. Це обумовлено практичною спрямованістю навчальних предметів. Обґрунтовано необхідність створення навчальної системи, яка сприятиме розвиткові просторового мислення у студентів і якісно підвищуватиме його рівень.

У процесі навчання графічних дисциплін у сучасних ВНЗ із використанням традиційних засобів навчання ефективний розвиток просторового мислення і графічна підготовка студентів є ускладненими. Свідченням цього є результати проведеного констатувального експерименту серед майбутніх учителів технологій і викладачів графічних дисциплін відповідних педагогічних спеціальностей.

Встановлено, що розвиток просторового мислення здійснюється у процесі створення образу і його перетворення. Аналіз сутності та структури поняття “просторове мислення” дозволяє стверджувати, що просторове мислення - специфічний вид розумової діяльності, що забезпечує створення просторових образів і оперування ними у процесі розв'язання задач, що вимагають орієнтації у просторі. Встановлено відмінність просторового мислення від інших форм образного мислення, зокрема: основною оперативною одиницею просторового мислення є образ, у якому містяться просторові характеристики об'єкта -форма, величина, розташування складових елементів, розташування їх на площині, у просторі відносно будь-якої точки відліку. Водночас, образи є і вихідним матеріалом, і основою оперативною одиницею, і результатом розумового процесу.

Доведено, що важливе значення для розвитку просторового мислення при вивченні графічних дисциплін має наочність, оскільки, креслення та нарисна геометрія вивчають форму, розміри і взаємне розташування предметів у просторі. Відсутність конкретних предметів або їхніх моделей, малюнків, креслень ускладнюють виникнення у студентів чітких уявлень предметів, які досліджуються.

Посилення ролі засобів наочності можливе не завдяки механічному збільшенню їхньої кількості, а за рахунок реалізації таких компонентів принципу наочності, як наступність (застосовуючи наочність, потрібно враховувати, які засоби наочності застосовувалися на попередніх етапах навчання креслення), варіативність (доцільно використовувати наочність різних видів), зворотність (припускає наявність задач, які пов'язують графічні поняття з різними їх моделями та ілюстраціями).

Виявлено, що нові сучасні засоби наочності, розроблені на основі комп'ютерної графіки, і комплексне їх використання, сприяють ефективнішому навчанню графічних дисциплін.

Комп'ютерна графіка впливає на формування вміння створювати динамічні тривимірні образи, графічні можливості комп'ютера підсилюють когнітивну функцію наочності.

Потенційні можливості сучасних комп'ютерних технологій, зокрема засобів комп'ютерної графіки, і їх використання у навчальному процесі спонукали переглянути зміст проведення занять із графічних дисциплін у ВНЗ педагогічного спрямування.

У результаті аналізу вітчизняних і зарубіжних досліджень встановлено наявність утруднень під час розв'язування графічних завдань студентами внаслідок низького розвитку просторової уяви та просторового мислення. Дослідники наголошують на важливості розвитку вмінь студентів оперувати просторовими образами засобами комп'ютерної графіки.

У другому розділі “Теоретико-методичні аспекти розвитку просторового мислення студентів засобами комп'ютерної графіки” виявлено вплив засобів комп'ютерної графіки на розвиток просторового мислення студентів у процесі навчання графічних дисциплін, розроблено комплекс засобів комп'ютерної графіки, визначено критерії, показники та рівні розвитку просторового мислення студентів, проаналізовано результати констатувального експерименту.

Доведено, що нині комп'ютерна графіка - один із напрямків НІТ, що бурхливо розвивається. Встановлено, що акцент з ілюстративних функцій комп'ютерної графіки все більше зміщується на використання тих специфічних можливостей комп'ютерної графіки, які дозволяють активізувати мислення складними просторовими образами. Окреслено потенціал розвитку просторового мислення студентів за допомогою комплексу засобів комп'ютерної графіки. Зокрема, визначено вимоги до цього комплексу: інтерактивність - можливість оперативного управління під час вивчення нового матеріалу (довільний вибір теми, повтор матеріалу, що вивчається, тестування), наочність, яка сприяє ефективному засвоєнню навчального матеріалу студентами та розвитку їх просторового мислення, доступність - можливість використання студентами електронного засобу під час аудиторних занять і самостійної підготовки, одержання твердих копій матеріалу, що вивчається, швидкість навчання - можливість за короткий проміжок часу засвоїти великий обcяг нового матеріалу. Встановлено, що для розробки наочних посібників для розвитку просторового мислення засобами комп'ютерної графіки необхідно враховувати: можливість розвитку вміння студентів створювати образи (конструктивна складова мислительної діяльності) й уміння оперувати образами (структурно-функціональна складова мислительної діяльності). З урахуванням визначених вимог розроблено комплекс засобів, який складається з двох частин:

1) комп'ютерний конспект лекцій з курсу “Нарисна геометрія і креслення з основами машинної графіки”, тематичні робочі зошити і мультимедійний підручник “Основи машинної графіки”. Ці засоби активізують мислительну діяльність студентів, яка пов'язана з оперуванням величиною і формою заданих об'єктів;

2) електронний конструктор для моделювання деталей із простих геометричних форм (три рівні) та методичні рекомендації для моделювання в АutoCAD із покроковими сценаріями.

Останні передбачають уявне створення образів й оперування ними, забезпечують розвиток умінь уявляти й аналізувати просторові властивості предметів за їх зображеннями, уявно переміщувати предмети за їх статичними зображеннями, виконувати перетворення початкового образу (обертання, накладання, суміщування тощо), передавати не тільки форму, величину, а й динаміку просторового розміщення окремих його елементів. До кожного із цих засобів було розроблено еталон розв'язування.

Доведено, що комплекс засобів комп'ютерної графіки виконує насамперед когнітивну, а не ілюстративну функцію. На підставі спостережень, індивідуальних бесід зі студентами та викладачами, діагностування й оцінювання навчальних досягнень майбутніх учителів технологій із графічних дисциплін та з урахуванням результатів досліджень І. Якиманської, було визначено критерії розвитку просторового мислення студентів, а саме: акумулятивний, репродуктивний, конструктивний, інтелектуальний.

Окреслені критерії характеризуються такими показниками: вміння створювати вихідний геометричний образ (передавати форму, розміри та взаємне розташування окремих елементів об'єкта в графічній формі), здатність зберігати в пам'яті геометричний образ як уявну модель, уміння аналізувати і синтезувати геометричні образи, здатність уявляти проекції об'єкта, вміння здійснювати уявні геометричні перетворення над уявною геометричною моделлю, вміння трансформувати в уяві геометричний образ, здатність здійснювати наближені розмірні оцінки лінійних і кутових величин. Визначені критерії та показники було покладено в основу рівнів розвитку просторового мислення студентів. Низький рівень розвитку просторового мислення студентів характеризується недостатньо сформованими вміннями створювати вихідний просторовий образ й утримувати його в пам'яті, відсутністю вміння аналізувати і синтезувати просторові образи, нездатністю уявляти проекції предмета, відсутністю вміння уявного просторового перетворення над уявною просторовою моделлю, труднощами при визначенні наближених розмірних оцінок лінійних і кутових величин, відсутністю вміння змінювати в уяві структуру просторового образу.

Середній рівень розвитку просторового мислення має такі особливості: достатньо розвинене вміння створювати вихідний просторовий образ і зберігати просторовий об'єкт у пам'яті, підвищується вміння аналізувати і синтезувати просторові образи, здатність уявляти проекції предмета розвинена недостатньо, недостатня сформованість уміння уявного просторового перетворення над уявною просторовою моделлю, наявна здатність визначати наближені розмірні оцінки лінійних і кутових величин, уміння змінювати в уяві структуру просторового образу нескладної форми. Рівень розвитку просторового мислення вище середнього характеризується добре розвиненим умінням створювати вихідний просторовий образ, просторові образи, що збережені в пам'яті, є стійкими, однак недостатньо динамічними, достатніми вміннями аналізувати і синтезувати просторові образи, здатністю уявляти проекції предмета середньої складності, вмінням уявного просторового перетворення над уявною просторовою моделлю, проте виникають труднощі при перенесенні уявлень на графічні зображення, належною здатністю визначати наближені розмірні оцінки лінійних і кутових величин, достатньо сформованими вміннями змінювати в уяві структуру просторового образу.

Високий рівень розвитку просторового мислення має такі особливості: високо розвинене вміння створювати вихідний просторовий образ, просторові образи, що збережені в пам'яті є стійкими та динамічними, вільне вміння аналізувати і синтезувати просторові образи, здатність вільно уявляти проекції предмета, вміння вільно здійснювати уявні просторові перетворення над уявною просторовою моделлю, вміння легко визначати наближені розмірні оцінки лінійних і кутових величин, легкість у роботі з трансформації структури просторового образу. Під час констатувального експерименту, в якому брали участь 79 викладачів графічних дисциплін, методами опитування та анкетування визначено стан розвитку просторового мислення студентів. Результати дослідження засвідчили, що процес розвитку просторового мислення студентів потребує вдосконалення. Найефективнішими шляхами вирішення цієї проблеми педагоги вважають: використання засобiв наочностi (зокрема, засобів комп'ютерної графіки) (78%), зв'язок сучасних вимог до підготовки фахівців й особистого досвiду студентів (39%), самостiйну роботу студентів (16%).

У третьому розділі “Методика розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій засобами комп'ютерної графіки та її експериментальна перевірка” визначено структуру та методи формувального експерименту, теоретично обґрунтовано і розроблено методику розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій у процесі навчання графічних дисциплін засобами комп'ютерної графіки, здійснено обробку результатів експериментального дослідження, їх аналіз та узагальнення.

Враховуючи сучасні освітні тенденції, теоретично обґрунтовано методику розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій у процесі навчання графічних дисциплін засобами комп'ютерної графіки. Зміст методики навчання відображають її структурні компоненти: діагностичний (констатація рівнів розвитку просторового мислення студентів на початковому етапі навчання), змістовний (форми, методи, засоби, принципи навчання відповідно до змісту графічних дисциплін та індивідуальних особливостей студентів), результативний (підсумкове анкетування, тестування, контрольна атестація студентів й аналіз рівнів розвитку просторового мислення студентів на заключному етапі навчання). Навчання за розробленою методикою здійснювалося в межах графічних дисциплін “Нарисна геометрія”, “Креслення”, “Інженерна графіка”, “Комп'ютерна графіка”, “Нарисна геометрія і креслення з основами машинної графіки” під час лекційних і практичних занять, консультацій (групових, індивідуальних), у процесі самостійної роботи студентів. Основними технічними засобами навчання запропонованої методики визначено: персональний комп'ютер (ноутбук), мультимедійний проектор, демонстраційний екран. Допоміжними дидактичними засобами, які використовували під час проведення лекційних і практичних занять, запропоновано тематичні робочі зошити.

Розроблена методика відрізняється від традиційних тим, що було запропоновано комплекс засобів комп'ютерної графіки, завдання якого полягає у візуалізації навчального матеріалу на всіх етапах процесу навчання, визначено послідовність використання складових частин комплексу засобів комп'ютерної графіки у процесі навчання графічних дисциплін за навчальними семестрами. Розроблено зразки лекційних і практичних занять із використанням засобів комп'ютерної графіки.

Доведено, що методика розвитку просторового мислення студентів є складовою частиною графічної підготовки, цілісним утворенням, взаємодія структурних компонентів якого спрямована на розвиток просторового мислення майбутніх учителів технологій засобами комп'ютерної графіки. Запропонована методика може використовуватися для проведення лекційних, практичних, семінарських занять і самостійної роботи за графічними дисциплінами, що потребують наочності навчального матеріалу. Доступ студентів до матеріалів комплексу засобів комп'ютерної графіки можливий через мережі Internet та Іntranet, а також за допомогою CD-носіїв інформації. У результаті застосування нових дидактичних засобів навчання в поєднанні з традиційними (навчальні посібники, програми, методичні рекомендації до виконання практичних робіт, моделі, макети тощо) уможливлюється формування у майбутніх учителів технологій просторового уявлення форм і взаємного розташування об'єктів, забезпечення самостійної роботи студентів наочним методичним матеріалом із графічних дисциплін. Формувальний експеримент передбачав перевірку запропонованої методики розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій у процесі навчання графічних дисциплін засобами комп'ютерної графіки.

У формувальному експерименті брали участь 244 студенти контрольних груп (КГ), 236 студентів експериментальних груп (ЕГ). Статистичний аналіз, проведений за л-критерієм Колмогорова-Смірнова виявив однорідність отриманих результатів із достовірністю 95%. Отже, студенти контрольної й експериментальної груп мали однакові початкові умови. З метою з'ясування рівня розвитку просторового мислення студентів використовувалися тестові методики Якиманської, Равена. Крім того, використовувалися опитувальники, які містили завдання, відібрані відповідно до критеріїв просторового мислення.

У експериментальній групі проведено цілеспрямовану роботу щодо розвитку просторового мислення студентів. Дидактичними засобами, які використовувалися на цьому етапі експерименту, стали розроблені автором нові засоби унаочнення навчального матеріалу, побудовані на основі комп'ютерної графіки. Використання на лекційних і практичних заняттях засобів комп'ютерної графіки проводилося поетапно. Це обумовлено різним рівнем розвитку просторового мислення, активності й загальних інтелектуальних здібностей студентів, а також методичними, психологічними й фізіологічними факторами.

Водночас, у контрольних групах заняття проводилися за традиційною методикою. При цьому, як окрему мету - розвиток просторового мислення студентів - не ставили.

Динаміка розвитку просторового мислення студентів контрольних та експериментальних груп за результатами формувального експерименту графічно представлена на рис.

Рис. - Результати діагностування рівня розвитку просторового мислення студентів КГ та ЕГ:

Серед студентів експериментальної групи було виявлено позитивні зміни у показниках розвитку просторового мислення щодо відповідних показників студентів контрольної групи. Порівняльні показники якісних змін, які відбулися у розвитку просторового мислення студентів контрольних та експериментальних груп в результаті проведення формувального експерименту, наведені у табл.

Табл. - Порівняльні показники якісних змін розвитку просторового мислення студентів контрольних та експериментальних груп:

Статистичний аналіз емпіричних даних дослідження (за критерієм знаків G) дозволив встановити загальні напрямки зрушення рівнів розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій. На всіх рівнях типовим є позитивний зсув. На рівні значущості б = 0,05 підтверджено ефективність експериментальної методики навчання, її суттєвий вплив на розвиток просторового мислення студентів.

З метою практичного підтвердження одержаних результатів експерименту та їх важливості для педагогічної науки, було досліджено вплив комплексу засобів комп'ютерної графіки на сформованість графічних знань і вмінь та їх залишковий рівень.

Для цього студентам четвертого року навчання було запропоновано виконати контрольну роботу. Ми аналізували такі компоненти графічної діяльності: вміння уявляти форму предмета за його зображенням, уміння аналізувати графічний склад зображень на кресленні, знання термінів й основних положень стандартів, уміння виконувати ескіз деталі, вміння працювати з текстовою частиною креслення. Результати проведеного аналізу контрольної роботи дають підставу стверджувати про вищий рівень сформованості графічних знань і вмінь за всіма компонентами у студентів експериментальних груп (в середньому на 8,2%) у порівнянні зі знаннями й уміннями студентів контрольних груп.

У результаті експериментального дослідження встановлено, що розроблена і впроваджена методика розвитку просторового мислення студентів у процесі навчання графічних дисциплін засобами комп'ютерної графіки зумовила підвищення рівня засвоєння знань із цих дисциплін, інтересу студентів до навчання завдяки використанню інноваційних освітніх технологій. Таким чином, наукові дані, одержані під час експериментального дослідження, підтверджуються практикою, доводять ефективність запропонованої методики розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій у процесі навчання графічних дисциплін засобами комп'ютерної графіки.

ВИСНОВКИ

Узагальнення результатів дослідження дає підстави сформулювати такі висновки:

1. Проаналізовано стан дослідженості проблеми розвитку просторового мислення особистості у психолого-педагогічній і спеціальній літературі. Це дало змогу встановити, що незважаючи на численні сучасні дослідження щодо різноманітних аспектів мислення, недостатньо вивченою є проблема розвитку просторового мислення студентів педагогічних ВНЗ, традиційні методики розвитку просторового мислення потребують удосконалення. Встановлено, що серед дослідників цієї проблеми відсутнє однозначне тлумачення дефініції поняття “просторове мислення”. У нашому дослідженні під просторовим мисленням ми розуміємо специфічний вид розумової діяльності, що забезпечує створення просторових образів і оперування ними у процесі розв'язування задач, які вимагають орієнтації у просторі. Визначено роль просторового мислення у професійній підготовці майбутніх учителів технологій як засобу створення, читання графічних документів та інструменту конструювання;

2. Виявлено вплив засобів комп'ютерної графіки на розвиток просторового мислення студентів у процесі навчання графічних дисциплін, зокрема: підсилюється когнітивна функція засобів наочності. Розроблено комплекс засобів комп'ютерної графіки для розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій. Це - комп'ютерний конспект лекцій із курсу нарисної геометрії й креслення з основами машинної графіки, тематичні робочі зошити, мультимедійний підручник “Основи машинної графіки”, електронний конструктор для моделювання деталей із простих геометричних форм (три рівні), методичні рекомендації для моделювання в АutoCAD із покроковими сценаріями;

3. Теоретично обґрунтовано та розроблено методику розвитку просторового мислення студентів у процесі навчання графічних дисциплін засобами комп'ютерної графіки. Перевагою запропонованої методики є те, що розроблені дидактичні засоби навчання створюють можливість формування у майбутніх учителів технологій просторового уявлення форм і взаємного розташування об'єктів, самостійної роботи студентів із наочністю при вивченні графічних дисциплін. Доведено, що раціональне поєднання комп'ютерних засобів навчання з традиційними значно впливає на розвиток просторового мислення, забезпечує можливості раціональної організації навчально-пізнавальної діяльності студентів, розкриття їх творчого потенціалу; творчий педагогічний вчитель

4. У результаті проведення експериментального дослідження було підтверджено ефективність розробленої методики розвитку просторового мислення студентів у процесі навчання графічних дисциплін засобами комп'ютерної графіки. Це засвідчують показники рівнів розвитку просторового мислення: абсолютне середнє значення у контрольних групах зросло на 4,71%, в експериментальних групах - на 16,31%. Відмінність становить 11,6%. Це дає підставу для впровадження одержаних результатів дисертаційного дослідження у навчальний процес педагогічних ВНЗ.

Виконане дослідження не вичерпує всіх аспектів розв'язання проблеми розвитку просторового мислення майбутніх учителів технологій у процесі навчання графічних дисциплін. Подальшого дослідження потребують такі аспекти проблеми, як-от: наукове обґрунтування методики дистанційного навчання майбутніх учителів технологій із графічних дисциплін, створення методик розвитку просторового мислення за іншими напрямами підготовки бакалаврів і магістрів.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Фещук Ю.В. Підходи до реалізації політехнічного принципу при навчанні графічній грамоті учнів основної школи / Ю.В. Фещук // Оновлення змісту, форм та методів навчання і виховання в закладах освіти: Зб. наук. пр. Наукові записки Рівненського державного гуманітарного університету. - 2005. - Вип. 30. - С. 65-68.

2. Фещук Ю.В. Шляхи розвитку просторового мислення студентів за допомогою комп'ютерної графіки / Ю.В. Фещук // Оновлення змісту, форм та методів навчання і виховання в закладах освіти: Зб. наук. пр. Наукові записки Рівненського державного гуманітарного університету. - 2005. - Вип. 33. - С. 69-71.

3. Фешук Ю.В. Модульно-рейтингова система на заняттях з нарисної геометрії та креслення з основами машинної графіки / Ю.В. Фещук // Технології навчання: Наук. метод. зб. - 2006. - Вип. 10. - С. 185-187.

4. Козяр М.М. Використання інформаційних технологій в графічній підготовці студентів вищих навчальних закладів / М.М. Козяр, Ю.В. Фещук // Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету. - 2008. - №2. - С. 111-114.

5. Козяр М.М. Мультимедійний підручник “Основи машинної графіки” / М.М. Козяр, Ю.В. Фещук // Проблеми трудової і професійної підготовки: Наук. метод. зб. - 2008. - Вип. 12. - С. 211-216.

6. Фещук Ю.В. Навчально-методичний комплекс на основі комп'ютерної графіки / Ю.В. Фещук // Молодь і ринок. - 2008. - №4 (39). - С. 100-102.

7. Козяр М.М. “Електронний конструктор” як засіб розвитку просторового мислення майбутніх вчителів трудового навчання / М.М. Козяр, Ю.В. Фещук // Нова педагогічна думка. - 2008. - C. 104-107.

8. Козяр М.М. Використання комп'ютерних лекцій при вивченні курсу “Нарисна геометрія і креслення з основами машинної графіки” / М.М. Козяр, Ю.В. Фещук // Матеріали VIII всеукр. наук. практ. конф. (“Кредитно-модульна система підготовки фахівців для ринкової економіки: стан, проблеми та перспективи”), (Рівне, 8-9 листопада 2007 р.). - Рівне: НУВГП, 2007. - C. 567-573.

9. Козяр М.М. Комплексне використання традиційних засобів навчання та нових інформаційних технологій в графічній підготовці студентів ВНЗ / М.М. Козяр, Ю.В. Фещук // Матеріали міжн. наук. практ. конф. (“Сучасні проблеми геометричного моделювання”), (м. Луцьк, 21-26 квітня 2008 р.). - Луцьк: ЛДТУ, 2008. - С. 152-159.

10. Фещук Ю.В. Комплексне використання засобів комп'ютерної графіки для розвитку просторового мислення студентів / Ю.В. Фещук // Матеріали доповідей II всеукр. наук. практ. конф. (“Інформаційні технології в професійній діяльності”), (Рівне, 27 березня 2008 р.). - Рівне: РДГУ, 2008. - С. 81-82.

11. Фешук Ю.В. Розвиток просторового мислення студентів на заняттях з графічних дисциплін / Ю.В. Фещук // Матеріали IX міжн. наук. метод. конф. (“Проблеми управління якістю підготовки фахівців в умовах інтеграції в міжнародний освітній простір”), (Рівне, 2-3 грудня 2009 р.). - Рівне: НУВГП, 2009. - С. 281-284.

Размещено на Allbest.ru