Формирование основ гуманизации геометро-графической подготовки инженеров (для строительных специальностей)

Результаты исследования типов мышления послужили основой построения системы педагогических способов и приемов управления образовательным процессом, обеспечивающей создание индивидуальной зоны профессионального саморазвития будущего специалиста. В соответствии с доминирующим типом мышления в модель образовательного процесса каждой студенческой группы были внесены коррективы. Например: для одних групп повышалось количество элементов, предполагающих пространственные преобразования; для других, были введены элементы конструкторской деятельности; для третьих были предложены упражнения, активизирующие мыслительный процесс, в котором смысловое значение геометрического образа вместе с присущими ему специфическими качествами облекается в слово и формируется в речевое мышление и т. п.

Эффективное взаимодействие преподавателя с воспитанниками невозможно без признания педагогом субъект-субъектной парадигмы образования, идеи сотрудничества, без учета личностных и профессиональных интересов обучающихся, без оказания соответствующей помощи в реализации личностной модели образования. Характер взаимоотношений между преподавателями и студентами и между собой зависит от форм сотрудничества преподавателя и студентов. Совместная учебная деятельность - это некоторая общность, возникающая в процессе образования. Такая деятельность обеспечивает мощную активизацию процессов целеполагания и смыслополагания, являющихся основным условием успешности учебной деятельности и личностного роста будущих специалистов. Показатели качества знаний, полученные в условиях совместной продуктивной деятельности, оказываются намного выше, чем при всех других формах организации индивидуальной или совместной учебной деятельности.

В своих исследованиях по повышению мотивации в профессиональной деятельности будущих специалистов технического профиля мы опирались на научный вклад учёных: Г.А.Буткина, Т.В.Габай, Д.Л.Ермонской, Г.А.Кислюк, В.Ф. Моргун, А.Н.Леонтьева, Б.Ф.Ломова, С.Л.Рубинштейна, С.Д.Смирнова и др. Успешный или неуспешный ход учебной деятельности имеет непосредственное влияние на психологические условия ее протекания. В условиях практических занятий в группе один и тот же учебный процесс имеет успешное завершение для одних студентов и неуспешное - для других. И этих, - других, становится с каждым годом все больше. Удовлетворённость выбранной профессией - это собирательный показатель, отражающий отношение человека к профессии. Этот показатель очень важен как обобщённая характеристика. Неудовлетворение профессией становится причиной текучести кадров, что сказывается на экономических показателях и на психическом здоровье человека. Высокий уровень профессионализма выступает фактором преодоления психологического стресса. Исследование удовлетворенности профессией и её влияния на процесс профессионального обучения - проблема педагогики и педагогической психологии, которая до сих пор не исследована до конца, к ней нет выработанных рекомендаций применительно к конкретным профессиям.

У большинства студентов мотив к обучению формируется в зависимости от различных ситуативных состояний. Приобретение профессиональных знаний и сама будущая профессиональная деятельность удалены во времени и поэтому перекрываются ближайшими целями. Вероятно, эти цели часто превалируют, и интерес к обучению угасает или уходит на второй план. Наши психолого-педагогические исследования, послужили основой построения теоретико-методологической концепции моделирования совместной продуктивной деятельности преподавателя и студента, определяемой:

- системой межличностных отношений преподавателей и студентов-первокурсников при изучении дисциплин геометро-графического цикла в условиях реализации индивидуальной траектории профессионального становления инженера-строителя;

- совокупностью методических и дидактических приемов и средств по организации образовательного процесса, оптимизирующего геометро-графическую подготовку инженеров-строителей на основе планомерного развития предметного, символического, знакового и образного мышлений, а также креативности.

- комплексом методических приемов эффективного управления многофакторными компонентами мотивации, как элементов гуманизации образовательного процесса, определяемой взаимообусловленностью выбора профессиональной направленности и уровня мотивации будущих специалистов к изучению геометро-графических дисциплин.

Рассматриваемая нами целостная комплексная и многоуровневая проблема интенсификации образовательного процесса в геометро-графических дисциплинах по подготовке инженеров-строителей в условиях реализации индивидуальной траектории будет не полной, если не проводить исследования теории и методики формирования педагогических способов и приемов развития пространственного и речевого мышлений, как важнейших интеллектуальных составляющих инженерно-конструкторского мышления и как факторов ускорения развития процессов экстериоризации и интериоризации.

Вторая глава «Развитие пространственного и речевого мышлений в дисциплинах геометро-графического цикла в их интегративной совокупности»

Анализ публикаций в области развития пространственного мышления (С.Л.Рубинштейн, И.Я.Лернер, Н.К.Индик, Н.П.Линькова, Б.Ф.Ломов, Л.Вайткунене, К.Д.Мдивани, Г.А.Владимирский, С.Б.Верченко, И.С.Якиманская, Ю.З.Гильбух, Б.М.Ребус, Е.Н.Кабанова-Меллер, П.В.Кирилюк, Л.С.Коршунова, Л.А.Минасян, Н.Ф.Четверухин, М.П.Титов и др.) позволил выявить психолого-педагогические условия для его эффективного развития, активизации мыслительной деятельности в учебном процессе и сформулировать теоретико-методологические основы оптимизации процесса формирования знаний, умений и навыков в геометро-графических дисциплинах.

Анализ содержания геометро-графической грамотности, способности к полноценному извлечению смыслового значения воспринимаемой информации, компетентности в области решения проблем средствами начертательной геометрии и инженерной графики показал, что они характеризуются несколькими группами умений. Эти умения связаны с переработкой учебной информации, с полнотой рассуждений и их аргументацией; с решением проблем в процессе коммуникативного взаимодействия. Достижение основных целей обучения в дисциплинах геометро-графического цикла (развитие логического мышления обучающихся, формирование их пространственных представлений) достигается развитием необходимых умений, формирующих способности к индуктивному и дедуктивному рассуждениям. Тенденции развития современного геометро-графического образования требуют включения указанных умений в процесс формирования осознанной саморегуляции учебно-познавательной деятельности для дальнейшего использования их в качестве средства управления этим процессом. Без сомнения, значительный вклад в решение проблем оптимизации образовательного процесса в геометро-графических дисциплинах высшей школы внесли: О.В.Анякина, А.Я.Блаус, А.Д.Ботвинников, В.Г.Буров, И.А.Володарская, Г.Ф.Горшков, Л.П.Григоревская, Ж.Ж.Есмуханова, Г.С.Иванов, Д.В.Карева, И.Б. Кордонская, З.И.Крапивин, И.И.Котов, О.В.Мезенева, Л.А.Найниш, Н.Н.Рыжов, Л.Н.Сайгак, А.В.Савицкая, Р.И.Таранова, О.П.Шабанова, В.И.Якунин, и др.

Научно-теоретические рекомендации по повышению качества методик преподавания указанных дисциплин для развития процесса пространственного мышления наиболее часто используют задачи с графическим условием, предполагающим и их графическое решение. В этом случае мышление совершается в форме образов, выполняющих функцию речи, поскольку их чувственное содержание выполняет в мышлении роль носителя смыслового значения. Это является причиной затруднений, испытываемых студентами в построении объяснения логического хода решения очень многими студентами, даже в случае если задачу он решили верно. Студентам сложно формулировать предложения, содержащие новые для них слова и понятия, полноценность извлекаемого смысла которых ими не до конца усвоена, что обуславливает низкий уровень сформированности категориально-понятийного аппарата.

Учебная задача и заключающиеся в ней целевые представления регулируют протекание мыслительного процесса, который является опосредованным, то есть включающим в свою структуру знак или слово - основных средств управления мыслительными процессами. В проблеме образования понятий вообще и понятий геометро-графического содержания, в частности, таким знаком является слово, выступающее в роли средства образования понятий и являющееся позже его символом. Только изучение функционального употребления слова и его развития, а также его многообразных и качественно различных, но связанных между собой форм применения на разных этапах обучения является способом изучения процесса образования геометро-графических понятий, включающих в свою структуру не только пространственные, но и вербальные компоненты.

В нашем исследовании проведены теоретико-методологические обоснования процесса разработки, проведения и анализа психолого-педагогических экспериментов, исследующих зависимость между восприятием смыслового значения геометро-графических изображений на ортогональных чертежах, и извлечением полноценного смыслового значения из текстовой информации, описывающей эти изображения. Результаты экспериментов позволяют рассматривать процессы восприятия геометро-графической информации и извлечения смыслового значения текста как два взаимозависимых и взаимодополняющих процесса. Процесс восприятия геометро-графической информации сопровождается развитием пространственного мышления и пространственного воображения. Извлечение смыслового значения текстовой информации ведёт к развитию речевого мышления, которое, в свою очередь, является мощным стимулятором в развитии пространственного мышления.

Нами экспериментально показано, что причиной некачественного усвоения учебной информации геометро-графического типа является отсутствие преемственности понятийных систем разных поколений. В связи с произошедшими серьезными изменениями в школьной педагогической системе, а так же эволюционным развитием науки и техники у вчерашних школьников появились новые формы мышления, новые формы речи, изменился понятийный аппарат. И это является причиной неадекватности восприятия студентами структуры текста учебников по начертательной геометрии и инженерной графике, оперирующего терминами и понятиями, которые не были включены в предыдущие этапы обучения. В нашей работе показано, что формы восприятия графической информации и умение выделить смысловое значение воспринятого зависят от различных компонентов, в том числе - и от индивидуальных особенностей обучающихся. Исследования, проводимые в области словесного описания воспринимаемой графической информации, выявили множество проблем. Например, речь будущих специалистов технического профиля отличается несвязностью и косноязычием; у многих студентов необходимость формулировать предложения, связанные с описанием графики вызывает большие затруднения, свидетельствующие о низком уровне сформированности понятий в рассматриваемой области.

Речью является сам процесс словесного общения, который осуществляется в форме сообщения, указания, вопроса, приказания. Для того чтобы передать в речи какую-либо информацию, необходимо не только подобрать соответствующие слова, имеющие определенное значение, но и конкретизировать их. Известно, что любое слово является обобщением, поэтому в речи оно выступает в качестве понятия определенного смысла. Достигается это благодаря введению слова в определенный контекст. Поисковые, учебные, формирующие, и констатирующие эксперименты позволили нам выявить наиболее эффективные способы развития понятийного содержания мышления при изучении геометро-графических дисциплин.

Нами разработаны комплекты заданий различной направленности и разнопланового содержания, активизирующие мыслительный процесс, в котором смысловое значение предмета вместе с присущими ему специфическими качествами облекается в слово и формируется в речевое мышление:

– комплект анкет для выявления уровня развития словесно-логических компонентов речевого мышления студентов на начальном этапе обучения геометро-графическим дисциплинам;

– геометро-графические диктанты по построению графической интерпретации этапов решения задач по устным указаниям преподавателя;

– задания с пошаговым текстовым описанием студентами поэтапно воспроизводимого преподавателем на доске хода решения геометро-графических задач;

– комплект тестовых заданий, в которых органически сочетаются структуры геометро-графической и текстовой информации, способствующей оптимизации формирования пространственного и речевого мышлений;

– геометро-графические диктанты, с графическим условием задач, в том числе и не рассматриваемых в теоретической части курса, и диктовкой студентам текста их поэтапного решения до момента определения ими графического решения;

– комплект геометро-графических задач с поэтапным графическим воспроизведением процесса решения на доске без пояснений и таким же поэтапным текстовым описанием их студентами;

– лекции с выведенными на первый план смысловыми аспектами формируемого действия и вынесенными в диалог неосознаваемых и не всегда формализуемых студентами способов выявления смысловых компонентов в структуре усваиваемого знания; усиленными конструктивной функцией смысла воспринимаемых понятий, содержащих элементы графики, которые обуславливают качественную перестройку позиции студентов по отношению к выполняемым действиям и направленности речевой интерпретации: от - объяснить, чтобы понять, к - объяснить, чтобы тебя поняли.

Многочисленные эксперименты в области учебного процесса послужили основой формулирования теоретико-методологических концепций построения образовательной модели, активизирующей развитие пространственного и речевого мышлений, которые, в свою очередь, способствуют оптимизации процесса формирования категориально-понятийной системы и тезауруса обучающихся. Формулирование условия задачи обуславливает направление анализа и в процессе решения задачи осуществляется непрерывная взаимосвязь между словесным конструктом условия задачи и процессом ее анализом. Эта взаимосвязь является частным выражением связи мышления с речью и языком, как фиксированной системой анализа и обобщения. Основным критерием освоенности учебного материала для большинства студентов является развитие способности строить самостоятельно графическое изображение в соответствии с его пошаговым речевым инструктажем и пересказывать учебный материал своими словами. Объяснение, как в самых простых его формах, так и в более сложных предполагает акты понимания. Уяснение найденного содержания знания определяется подобными актами понимания, то есть процессами смыслополагания и конструирования рациональных схем усвоения понятых значений.

Область предметных знаний учебной дисциплины включает общие структурные компоненты, каждый из которых, с точки зрения логики характеризуется определенным строением и выражается в универсальных логических формах знаний: понятиях, суждениях, умозаключениях. Графическая информация формирует умение соотносить образ предмета с самим предметом, воссоздавать образ, описывать его смысловое значение в трансформации от объемного изобразительного знака к плоскому изобразительному знаку, к условно-графическому и словесному знаку. Слово и соотнесенный с ним графический символ, выступают в роли средства образования понятий геометро-графического типа и затем становятся его символом.

Коммуникационная функция речи предъявляет определенные требования к высказываемым мыслям, суждениям и ее формирование является важным в подготовке инженеров-строителей, что обусловлено спецификой их будущей профессиональной деятельности. Во внутренней речи слово наполняется смыслом в большей степени, чем во внешней речи. Внутреннюю речь следует рассматривать как особый внутренний план речевого мышления, который отождествляет мысль и слово. Процесс перехода от внутренней речи к внешней (экстериоризация) представляет собой переструктурирование речи, преобразование смыслового и звукового строя внутренней речи в другие формы, соответствующие внешней речи. Процесс экстериоризации - это объективизация мысли или преобразование мысли в социально воспроизводимую форму. В своих исследованиях мы пришли к выводу, что проблема экстериоризации частично содержится в процессе формирования речи и речевого мышления. Выявлены причины, затрудняющие полноценное извлечение смыслового значения студентами лекционной речи преподавателя и текста учебно-методической литературы. Концептуальная направленность устранения этих причин послужила основой для построения теоретических предпосылок структурирования текста лекций, учебных и методических пособий, автоматизированных обучающих систем и электронных учебников.

Целенаправленное совершенствование в образовательном процессе геометро-графических дисциплин профессиональных качеств будущих специалистов технического профиля (инженеров-строителей) мы рассматриваем как процесс, направленный на подготовку квалифицированного специалиста, конкурентоспособного на рынке труда, компетентного, ответственного, обладающего устойчивыми компонентами творческого, неординарного стиля мышления, способного к эффективной профессиональной деятельности, к систематическому обновлению знаний и коммуникативным отношениям. Моделирование соответствующего образовательного процесса производится в рамках теории деятельности и личностного подхода.

Третья глава «Деятельностный и личностный подходы как методологические принципы моделирования образовательного процесса геометро-графической подготовки инженеров строителей».

Методология высшего профессионального образования базируется на концепции системно-деятельностного подхода. Системный подход исключает односторонние аналитические, линейно-причинные методы исследования. Основной акцент этого подхода направлен на: целостность интегрированных качеств объекта, их происхождение; выявление связей и взаимоотношений, как в самом изучаемом объекте, так и его связей и взаимоотношений с окружающей средой.

Психологическая теория деятельности была разработана еще в советский период. Развитие её связано с именами выдающихся психологов и педагогов, таких как И.А.Володарская, Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, В.В.Давыдов, А.В.Запорожец, И.И.Ильясов, О.Я.Кабанова, И.П.Калошина, А.Н.Леонтьев, А.Р.Лурия, П.И.Пидкасистый, А.И.Подольский, З.А.Решетова, С.Л.Рубинштейн, Н.Г. Салмина, В.П.Сохина, Н.Ф.Талызина, В.Д.Шадриков, Т.И.Шамова, А.В.Хуторской, Г.П.Щедровицкий, Г.И.Щукина и др.

Жизнедеятельность человека, как и любая другая деятельность, имеет свой предмет, продукт, средства и действия. Предметом жизнедеятельности является окружающий мир, природа и общество и сам человек. Средствами жизнедеятельности можно считать психические и физиологические ресурсы индивида, включая техническое оснащение, соответствующее исторической эпохе его жизни. Специфические особенности человеческой деятельности достаточно глубоко и всесторонне изучены В.Г.Афанасьевым, М.С.Каганом, Э.С.Маркаряном, А.А.Чунаевым и др.

Основным результатом учебной деятельности является формирование у будущего специалиста теоретического и профессионального мышления. От степени сформированности теоретического мышления, зависит характер приобретаемых в дальнейшем знаний. Формирование теоретического мышления требует специальных педагогических приёмов и способов моделирования учебной деятельности. Особую сложность представляет обучение самостоятельному отбору содержательного материала, подлежащего усвоению. В этом случае необходим некоторый объём знаний психологического и логико-методологического характера, знаний об учебной деятельности и обобщённых характеристиках предмета, подлежащего усвоению. Важной частью работы по формированию умственных действий у студентов является содержательный анализ материала с целью выделения таких инвариантов в конкретной области знаний, которые позволяют значительно уменьшить объем подлежащей усвоению информации.

Как показывают социологические исследования в области учебного процесса, особенно при подготовке инженерных кадров, большое внимание уделяется предметным знаниям, тогда как причины ошибок при решении учебных и профессиональных задач кроются в области недостаточной логической подготовки и неумении планировать и контролировать свою деятельность. Это связано с тем, что выделенные аспекты деятельности в качестве учебной задачи специально не ставятся, в связи с этим профессиональные знания имеют низкие качественные характеристики. Поэтому приемы умственной деятельности как самостоятельные единицы учебной деятельности являются необходимой составляющей учебного процесса для обеспечения одновременного накопления профессиональных знаний и овладения приемами оперирования ими.

На характер взаимодействия элементов психической деятельности и поведения влияет внешний фактор, который придает психическому процессу упорядоченность и целенаправленность. Речь идет о понимании личностью того, какое действие подлежит выполнению, понимании, которое предшествует действию, ориентирует на выполнение определенных операций. Своеобразие мыслительного процесса определяется тем, что происходит в подготовительный период действия. Установка, как мотивационная составляющая, опосредованно регулирует процесс протекания действия, оставаясь неосознанной. При наличии потребности и условий ее реализации в субъекте зарождается то состояние, которое является готовностью к выполнению действия, и которое можно охарактеризовать как установку к совершению определенной деятельности. В связи с этим, установка относится к категории действия. Действие - это не реакция организма, а акция индивида. Поэтому действие изначально связано с категорией личности.

К важнейшим задачам любой дисциплины относятся: обеспечение реального вклада в методологическую, теоретическую, технологическую подготовку выпускника к дальнейшему образованию и профессиональной деятельности; целостное и направленное формирование потребностей и умений практического использования научного содержания дисциплины; развитие мотивации к дальнейшей образовательной деятельности, развитие интегрального мышления и интеллекта на основе целостного подхода к образованию. Одной из составляющих процесса формирования геометро-графической культуры будущих инженеров-строителей является развитие пространственного мышления, которое позволяет ярче и нагляднее воспринимать окружающий мир, добиваться успехов в его познании, быстрее овладевать разнообразными видами инженерно-технической деятельности. Свободное оперирование пространственными образами является базовым умением, объединяющим различные виды учебной и инженерно-конструкторской деятельности. Это умение, подлежащее формированию в геометро-графических дисциплинах, развивается во внешней (материализованной) деятельности, переходящей во внутренний план.

Внешняя деятельность является исходной и главной формой деятельности; внутренняя психическая деятельность является производной от внешней деятельности. Внешняя, материальная составляющая действия играет первостепенную роль в формировании внутренней психической деятельности и, следовательно, любое воздействие на внешнюю часть деятельности имеет влияние на её внутреннюю составляющую часть. Планирование внешней материальной деятельности позволяет осуществлять целенаправленное управление внутренней психической деятельностью. Внутренняя психическая деятельность непрерывно включает в себя элементы внешней деятельности, а внешняя практическая, включает элементы внутренней психической деятельности.

На основе анализа результатов проводимых нами исследований в области усвоения геометро-графической информации, выработана совокупность направлений изучения условий, в которых формируются и протекают процессы внутренней психической деятельности, а также причин, обуславливающих её зависимость от внешней деятельности. Выявление факторов влияния на внутреннюю, психическую деятельность создает возможность прогнозировать экспериментальные исследования мотивов зарождения процессов самоуправления внутренней психической деятельностью студентами в учебном процессе.

Наиболее важным направлением развития субъекта является интериоризация - перевод форм внешней материально-чувственной деятельности во внутренний план. Анализ образовательного процесса приводит к выводу о необходимости разделения содержания образования на два компонента: внешний и внутренний. Внешнее содержание образования обеспечивается образовательной средой, в которой происходит развитие личности. Внутреннее содержание образования обучающегося отражает свойства образовывающейся личности. Внутреннее содержание никогда не является простым отражением внешнего, вследствие его развития на основе личного опыта будущего специалиста и в результате его образовательной деятельности. Освоение внешнего содержания образования, органично сочетающееся с деятельностью по формированию внутреннего образовательного содержания обучающегося, подлежит формированию в учебной деятельности, посредством воздействия комплексной системы педагогических способов и приемов.

Нами проведен анализ психических процессов познавательной деятельности будущих специалистов строительных специальностей при усвоении ими геометро-графической информации. С позиции теории деятельности предметом педагогической психологии является психически управляемая деятельность. Недопустимо исключение из исследования одного из важнейших этапов формирования понятий - этапа интериоризации, сущность которого заключается в трансформировании внешней формы деятельности во внутреннюю психическую деятельность. Основное преобразование действия связано с его формой. Как известно, исходной формой действия является материальная или материализованная форма, которая трансформируется сначала в перцептивную, а затем во внешнеречевую. Во 2-ой главе нами выявлены наиболее комфортные условия оптимизации процесса развития речевого мышления и его непосредственного влияния на формирование пространственных представлений. Развитие речевого мышления способствует ускорению развития процессов экстериоризации и интериоризации - заключительных этапов формирования понятий.

Анализ психолого-педагогических публикаций и наши исследования позволили выявить причины, вызывающие наибольшее затруднение восприятия учебного материала студентами в геометро-графических дисциплинах и снижения уровня мотивации его усвоения. К ним относятся:

– слабая базовая (школьная) подготовка студентов по черчению и геометрии, не достаточно развитое пространственное образное и логическое мышление, пространственное воображение;

– отсутствие прошлого опыта изучения начертательной геометрии и инженерной графики, что обуславливает несформированность тезауруса и понятийно-категориального аппарата;

– низкая адаптация (саморегуляция) вчерашних школьников к требованиям образовательного процесса на первом курсе высшего учебного заведения, что приводит к сужению спектра проявления гибкости и психологической неустойчивости, замедлению восприятия и переработки поступающей извне учебной информации. Это приводит к повышению тревожности, снижению самооценки, усилению интроверсии, возникновению неврозов, снижению продуктивного стиля мышления;

– систематическое сокращение количества аудиторных часов, отводимых на изучение курсов геометро-графических дисциплин, при сохраняющемся объёме знаний подлежащих усвоению, которые регламентированы Государственными образовательными стандартами. Интенсивный рост объема знаний противопоставляется ограниченности физиологических возможностей восприятия потока информации студентами;

– отсутствие у преподавателей общетехнических и специальных дисциплин, имеющих инженерное образование, готовности к гуманизации образовательного процесса и базовой педагогической и психологической подготовки, что является препятствием построения путей оптимизации образовательного процесса;

– очень низкая мотивация студентов к изучению начертательной геометрии и инженерной графики, обусловленная невостребованностью в обозримом будущем пространственно-образного, инженерно-конструкторского и логического мышления, развитие которых происходит в рассматриваемом учебном процессе;

– наличие у студентов различных типов мышления (предметного, символического, знакового, образного) и отсутствие достаточно разработанных педагогических и методических способов и приёмов преобразования геометро-графической информации в соответствии с индивидуальными типами мышления студентов;

– организация действия во времени объединяет в характеристике поведения индивида зависимость от предшествующего состояния и прогностическую ориентацию. Так как установка к действию по восприятию условия задач геометро-графического содержания, как правило, в традиционном обучении не формируется, то замедляется выработка внешнеречевых действий, присущих четвертому этапу формирования понятий, реализующего возможность воспроизведения в речевой интерпретации всех признаков по памяти;

– низкий уровень речевого мышления (одного из важных компонентов инженерно-конструкторского мышления) у вчерашних школьников, и высокая корреляционная зависимость процесса развития пространственного мышления и пространственного воображения с процессом речевого мышления;

– отсутствие теоретических и методологических разработок в области развития речевого мышления будущих специалистов технического профиля (инженеров-строителей) при обучении дисциплинам геометро-графического цикла.

На основе теоретического анализа научных публикаций и результатов проведенных экспериментов нами разработана комплексная теоретико-методологическая система формирования и совершенствования профессиональн-значимых качеств будущих специалистов технического профиля (инженеров-строителей) в геометро-графических дисциплинах, определяющая концептуальную направленность по устранению причин низкокачественного усвоения учебной информации:

1. Теоретико-методологические основы конструирования учебной информации геометро-графического содержания, включающих элементы знаний, умений и навыков, полученные обучающимися в прошлом опыте, что способствует повышению эффективности подготовки специалистов технического профиля (на примере строительных специальностей).

2. Педагогические и методические приемы формирования наиболее комфортных условий усвоения учебных действий студентами во внешней практической деятельности с целью переноса этих действий в процессе интериоризации во внутренний план.

3. Методические способы и средства введения в учебный процесс психолого-педагогических компонентов дифференцированного обучения студентов с различными индивидуальными психофизиологическими особенностями.

4. Педагогические способы выявления в контрольных точках учебного процесса условий формирования положительного эмоционального фона с целью повышения уровня мотивации будущих специалистов, основанные на теории гуманизации образования.

5. Теоретико-методические основы моделирования педагогических условий при усвоении геометро-графической информации, в которых происходит обучение студентов управлять своей учебной деятельностью и внутренней психической деятельностью, активизируя процесс переноса внешних материальных действий во внутренний план.

6. Педагогические способы и средства, повышающие эффективность моделируемой комплексной системы дидактического обеспечения курсов геометро-графических дисциплин.

7. Комплекс методических средств выявления воздействия дидактического обеспечения геометро-графических дисциплин на мотивационный уровень обучающихся.

Четвертая глава «Экспериментальное обоснование эффективности гуманизации геометро-графической подготовки инженеров-строителей».

Проведены педагогические опытно-экспериментальные исследования, представлены результаты и рекомендации по внедрению элементов гуманизации в образовательный процесс геометро-графических дисциплин по подготовке специалистов технического профиля (на примере инженеров-строителей). Проведение опытно-экспериментального исследования было направлено на практическую проверку научной гипотезы. В ходе опытно-экспериментального обучения использовались методы педагогического исследования: наблюдение, интервьюирование, беседы, тестирование, анкетирование.

Проверка достоверности полученных результатов базируется на различных методах обработки данных, предложенных: Е.В.Столяренко, М.Р.Ефимовой, О.И.Ганченко, Л.Б.Ительсоном, А.А.Кыверялг, А.К.Митропольским, Д.А.Новиковым, Ю.П.Павловым, Е.В.Петровой и др., а также на методах математической статистики и результатах математической обработки данных в табличном процессоре Excel и пакете статистического анализа Statistica 6.0.

Математической моделью определенных инвариантных отношений между изменяющимися величинами педагогического процесса является функциональная зависимость, которая была построена между статистическими характеристиками исследуемых случайных величин, полученных в результате проведения педагогического эксперимента. Задача состояла в определении функции, выявляющей связи между случайными величинами (пространственное мышление, речевое мышление, уровень знаний в области геометро-графических дисциплин). В первом приближении изменение величины (скачок) можно описать уравнением 2-ой степени: , которое устанавливает связь между качеством усвоенного материала и уровнем развития пространственного и речевого мышлений. На практике для предотвращения разброса фактических значений по обе стороны теоретической кривой значение отклонений возводят в квадрат, а затем суммируют. В этом случае критерий требуемой точности теоретической модели выглядит следующим образом: . Требование наименьших квадратов, позволяет получить систему уравнений, определяющих коэффициенты, при которых выведенная функция определяет значения x, наиболее близкие к критическим.

;

;

.

Решение определяет значения, при которых система приобретает вид:

257 = a + b128.75 + c232.76;

462.02 = a128.75 + b232.76+ c426.60;

830.69 = a232.76 + b426.60 + c752.94,

откуда - a =3, 59; b= -0, 98; c =0, 55.

Исходное уравнение будет иметь вид: .

Сравнивая его решение с результатами эксперимента, получаем: 3.59; 3.52; 3.58 - соответствуют средним значениям результатов эксперимента. Из подсчета относительной ошибки (теоретическое значение минус фактическое значение: 0.3%;3.4%;0.5%), погрешность вычислений мала, поэтому наша математическая модель с большой вероятностью описывает исследуемый процесс.

С целью выявления степени влияния пространственного и речевого мышлений на качество усваиваемого учебного материала построена математическая модель учебного процесса, в которой используются результаты последнего этапного контроля по 1 критерию и начального значения x на уровне этого контроля по 2 критерию (2 критерий - уровень развития пространственного и речевого мышлений). Получаем:

;

;

;

.

1 группа - 4.25; 2 группа - 4.42; 3 группа - 3.5. Для удобства эти значения разделим на 10 и подставим значения в систему уравнений, получим:

293 = a + b29.25 + c11.99;

119.49 = a29.25 + b11.99+ c4.95;

49.17 = a11.99 + b4.95 + c2.06,

откуда - a = 0, 02; b= 17, 37; c =-17, 95. Тогда математическая модель ожидания оценок согласно полученным коэффициентам будет: . Из подсчета относительной ошибки (теоретическое значение - фактическое значение: 1.9%;1.9%;1.8%), погрешность вычислений мала, поэтому можно утверждать, что математическая модель очень точно описывает учебный процесс.

Формула выявляет качественную зависимость между оценкой студента и ростом уровня развития его пространственного и речевого мышлений. Коэффициент a - это та часть оценки, которая не зависит от уровня развития пространственного и речевого мышлений. (a = 0.02, то есть очень маленькая величина). Оценка по геометро-графическим дисциплинам действительно зависит от уровня развития пространственного и речевого мышлений студентов, все остальные факторы будут иметь гораздо меньшее влияние на оценку. Коэффициент b - устанавливает степень пропорциональности между уровнем развития пространственного и речевого мышлений и полученными результатами, то есть показывает, в какой мере увеличится результат при увеличении значения x (при увеличении значения x на 0.1 оценка возрастет на 0.1). Во 2-м случае, когда роль влияния уровня развития пространственного и речевого мышлений возросла (этапный контроль в конце семестра), увеличение x на 0.1 единицы измерения дает возрастание оценки Z на 0.3 (сравним с первым случаем - 0.3:0.1 = 3), то есть значимость исследуемого фактора возросла в 3! раза. Это подтверждение гипотезы о том, что для успешного усвоения учебного материала в геометро-графических дисциплинах является необходимым развитие пространственного и речевого мышлений. Для характеристики изменяющихся статистических величин мы использовали дисперсию. Поэтому рассматривали влияние уровня развития пространственного и речевого мышлений на оценку величины коэффициента ранговой корреляции r_s Спирмена: , где, определяет степень влияния пространственного и речевого мышлений на общий результат учебного процесса.

=0, 6;

Изменение величины оценки в экспериментальном обучении зависит на 60% от уровня развития пространственного и речевого мышлений. Выявление зависимости качества усваиваемого студентами учебного геометро-графического материала от уровня развития пространственного и речевого мышлений производится построением математической модели учебного процесса, определяющей инвариантные зависимости между изменениями воздействующих на него факторов и возникающими при этом изменениями самого изучаемого явления. Показано, что между исследуемыми величинами существует функциональная зависимость непрерывного характера.

С помощью статистического анализа, выполненного в пакете Statistica 6.0. показана высокая корреляционная связь между такими качествами характера обучающихся как: прагматичность, решительность, целеустремлённость самостоятельность в принятии решений и др. и результатами учебной деятельности; выявлена эффективность предложенных методических рекомендаций, учитывающих особенности проявления характера, по управлению образовательным процессом.

Анализ обработки результатов эксперимента показал, что в традиционном образовательном процессе геометро-графической подготовки инженеров, не гарантируется формирование логико-понятийного аппарата студентов, следовательно, решение ими задач производится без понимания глубинной сути этапов решения. В предложенной авторской модели образовательного процесса подтверждена возможность и необходимость формирования профессионально важных личностных качеств, необходимых для успешного осуществления учебной и профессиональной геометро-графической деятельности.

В экспериментальных исследованиях подтверждена необходимость создания специальной гуманизированной профессионально-ориентированной среды и психолого-педагогических условий эффективного функционирования педагогической системы обеспечения геометро-графической подготовки будущих инженеров. Показано, что студенты, у которых сформированы выделенные в процессе диссертационного исследования профессионально важные качества личности, обладают более высокой учебно-профессиональной компетентностью в области геометро-графической грамотности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации обобщаются результаты проведенных исследований, подводятся итоги, обозначаются перспективные направления дальнейшего исследования, формулируются выводы, подтверждающие гипотезу и положения, выносимые на защиту. Сформулированы выводы и основные результаты:

1. В современных условиях при воспроизводстве интеллектуальных ресурсов, становлении личности в социуме, развитии и полноценной самореализации ее творческого потенциала, одним из важнейших факторов становится гуманизация образовательного процесса в дисциплинах геометро-графического цикла, способствующая достижению качественного образовательного результата будущих инженеров-строителей и оказывающая значительное влияние на его подготовку к профессиональной деятельности.

2. Показано, что выявление психофизиологических особенностей обучающихся: способностей, общего и интеллектуального развития, интересов, мотивов, черт характера, темперамента, работоспособности, самосознания и т. п. - способствуют построению оптимальной модели управления учебной деятельностью в условиях массового обучения в высшей технической школе.

3. Разработаны теоретико-методологические подходы по интенсификации процесса изучения дисциплин геометро-графического цикла, основанные на реализации в решении задач оригинальных приёмов развития мыслительной деятельности и элементов предшествующего опыта, что способствует поэтапному восприятию геометро-графической информации на более высоком уровне и в более короткие отрезки времени.

4. Выявлена и теоретически обоснована корреляционная связь между уровнем развития речевого мышления и уровнем сформированности геометро-графических понятий при подготовке специалистов технического профиля (инженеров-строителей) в вузе.

5. Теоретически и методологически обосновано взаимное влияние пространственного и речевого мышлений и их связь с будущей профессиональной деятельностью инженеров-строителей при изучении геометро-графических дисциплин.

6. Разработана и теоретически обоснована концептуальная модель организационно-педагогического и методического обеспечения геометро-графической подготовки студентов технического вуза, способствующая оптимизации образовательного процесса.

7. Теоретически обоснована значимость компонентов информационно-методологической компетенции инженера-строителя, заключающаяся в глубоком понимании им мыслительных процессов: форм, видов, типов (предметного, символического, знакового, образного мышлений), стадий мышления и особенностей восприятия и понимания геометро-графической информации; разработана педагогическая модель управления развитием мыслительных процессов обучающихся в геометро-графических дисциплинах.

8. Экспериментально доказана необходимость и достаточность сформулированных в гипотезе условий.

Авторские рабочие программы по курсам геометро-графических дисциплин

1. Рабочая программа дисциплины «Графика» для студентов специальности «Технология и предпринимательство».

2. Рабочая программа дисциплины «Начертательная геометрия, черчение и машинная графика» для студентов специальностей «Промышленное и гражданское строительство» и «Экспертиза и управление недвижимостью».

3. Рабочая программа дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика» для студентов специальностей «Промышленное и гражданское строительство», «Экспертиза и управление недвижимостью», «Городское строительство и хозяйство».

4. Рабочая программа дисциплины «Строительное черчение» для студентов специальностей «Промышленное и гражданское строительство» и «Экспертиза и управление недвижимостью».

5. Рабочая программа дисциплины «Инженерная графика» для студентов специальности «Профессиональное обучение» специализация «Вычислительная техника и компьютерные технологии».

6. Рабочая программа дисциплины «Трехмерное геометрическое моделирование» для студентов специальности «Профессиональное обучение» специализаций «Вычислительная техника и компьютерные технологии» и «Информатика».

7. Рабочая программа дисциплины «Инженерная графика» для студентов специальности «Информационные системы и технологии».

8. Рабочая программа дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика» для студентов специальности « Садово-парковое и ландшафтное строительство».

ЛИТЕРАТУРА

Монографии, научные статьи, учебные пособия, тезисы докладов по теме диссертационного исследования

1. Иващенко, Г.А. Основы гуманизации графической подготовки специалистов технического профиля: Монография / Г.А. Иващенко. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2009. - 256 с. (16 п.л.).

2. Иващенко, Г.А. Исследование возможностей реализации гуманистического подхода в моделировании процесса обучения графическим дисциплинам специалистов технического профиля/ Г.А. Иващенко, Л.Б. Григоревский // Сибирский педагогический журнал. - Новосибирск: Изд-во НГПУ, 2008 №3. С. 94 - 103 (0, 75 п.л.) Авторский вклад 80%.

3. Иващенко, Г.А. Учебник и его роль в геометро-графической подготовке студентов технических специальностей вузов / Г.А.Иващенко, Л.А. Кульгина // Сибирский педагогический журнал. - Новосибирск: Изд-во НГПУ, 2008 №12. С. 18 - 28. (0, 75 п.л.) Авторский вклад 80%.

4. Иващенко, Г.А. Готовность преподавателя вуза к гуманизации преподавания общетехнических и специальных дисциплин / Г.А. Иващенко, Т.И. Блинова // Известия Волгоградского государственного педагогического университета. - Волгоград, Изд-во: ВГПУ 2008, №9 (33). С. 96 - 100. (0, 45 п.л.) Авторский вклад 50%.

5. Иващенко, Г.А. Гуманизация геометро-графической подготовки специалистов технического профиля / Г.А. Иващенко, Т.И. Блинова // Известия Уральского государственного университета. Серия 1: Проблемы образования, науки и культуры. - Екатеринбург, Изд-во: УрГУ. Выпуск 25-26. 2009, №62. С. 113 - 117. (0, 5 п.л.) Авторский вклад 80%.

6. Иващенко Г.А. Развитие пространственного и речевого мышления в процессе графической подготовки инженеров // Казанский педагогический журнал. - Казань: Институт педагогики и профессионального образования, 2008, №10. С. 24 - 30. (0, 7 п.л.).

7. Иващенко, Г.А. Математическая модель организации обучения инженеров-строителей сквозному курсовому проектированию с учетом компетентностного подхода / Г.А. Иващенко, Л.А. Кульгина, А.Н. Ростовцев // Сибирский педагогический журнал. - Новосибирск: Изд-во НГПУ, 2008 №11. С. 22 - 34. (0, 82 п.л.) Авторский вклад 40%.

8. Иващенко, Г.А. Формирование профессионально-значимых качеств личности будущего инженера в геометро-графических дисциплинах / Г.А. Иващенко // Образование и наука: Известия Уральского отделения Российской академии образования. - Екатеринбург: Изд-во УРО РАО, 2009 №3. С. 41 - 48. (0, 65 п.л.).

9. Иващенко, Г.А. Парадоксы восприятия учебной информации в образовательных дисциплинах графического цикла / Г.А. Иващенко // Проблемы учебного процесса в инновационных школах. Вып.10: Сб. науч. тр. / Под. Ред. О.В.Кузьмина. - Иркутск: Иркут. ун-т, 2005. -257 с. С. 24 - 31. (0, 44 п.л.).

10. Иващенко, Г.А. Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей / Г.А. Иващенко, Ж.В. Зыкова, Е.В. Мещерякова /Учебное пособие / Рекомендовано учебно-методическим объединением вузов РФ по образованию в области строительства в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению 653500 «Строительство» - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2006. (10.44 п.л.). Авторский вклад 80%.

11. Иващенко, Г.А. Правила выполнения видов. / Г.А. Иващенко [и др.] / Учебное пособие / Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов эксплуатации наземного транспорта и транспортного оборудования. - Братск: ГОУВПО «БрГТУ», 2003. (5.19 п.л.). Авторский вклад 25%.

12. Иващенко, Г.А. Правила выполнения сечений. / Г.А. Иващенко [и др.] / (Учебное пособие)/ Рекомендовано учебно-методическим объединением по образованию в области лесного дела в качестве учебного пособия для студентов вузов лесотехнического профиля, обучающихся по специальности 170400 «Машины и оборудование лесного комплекса» - Братск: ГОУ ВПО «БрГТУ», 2004. - 76 с (4.75п.л.) Авторский вклад 40%.

13. Иващенко, Г.А. Начертательная геометрия / Г.А. Иващенко [и др.] / Учебное пособие / Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования для межвузовского использования в качестве учебного пособия - Братск: БрГТУ, 2001. (8.75 п.л.). Авторский вклад 35%.

14. Иващенко, Г.А. Тестовые задания для определения остаточных знаний студентов по дисциплине «Начертательная геометрия. Инженерная графика» направление подготовки (специальности) 290300 «Промышленное и гражданское строительство», 291500 «Экспертиза и управление недвижимостью» / Г.А. Иващенко [и др.] / Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования для межвузовского использования в качестве контрольных заданий по проверке остаточных знаний у студентов специальностей 290300 «Промышленное и гражданское строительство», 291500 «Экспертиза и управление недвижимостью». - Братск: - БрГТУ, 2003. - 58 с. (3.63 п.л.) Авторский вклад 48%.

15. Иващенко, Г.А. Соединения разъемные и неразъемные. (Методическое пособие. Сборник заданий). / Г.А. Иващенко [и др.] / Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования для межвузовского использования в качестве учебного пособия. - Братск: БрГТУ, 2002. - 53 с. (3.31п.л) Авторский вклад 48%.

16. Иващенко, Г.А. Тестовые и контрольные задания. Часть 3. Общепрофессиональные дисциплины / Г.А. Иващенко [и др.] / Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего проф. образования для межвузовского использования в качестве тестовых и контрольных заданий / Тестовые и контрольные задания: в 4-х ч. / Под ред. С.В. Белокобыльского / Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2005. - Ч.3. (6.7 п.л.) Авторский вклад 25 %.

17. Иващенко, Г.А. Начертательная геометрия. Инженерная графика. Задачи для подготовки к олимпиаде / Учебное пособие / Г.А. Иващенко [и др.] / Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования для межвузовского использования в качестве учебного пособия для студентов вузов. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2006. (4.75 п.л.). Авторский вклад 60%.

18. Иващенко, Г.А. Практикум по машиностроительному черчению. Нанесение размеров (Методическое пособие) / Г.А. Иващенко, М.Л. Потапова / Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования для межвузовского использования в качестве учебного пособия для студентов вузов. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2006. - 80 с. (5.00 п.л.). Авторский вклад 50%.

19. Иващенко, Г.А. Начертательная геометрия: Сборник задач / Г.А. Иващенко [и др.] / Иркутск: Иркутский государственный университет, 1990. (3.69 п.л.) Авторский вклад 35%.

20. Иващенко, Г.А. Начертательная геометрия. Инженерная графика / Г.А. Иващенко, Л.П. Григоревская, З.В. Красношапка / Рабочая тетрадь / Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования для межвузовского использования в качестве учебного пособия для студентов вузов. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2006. (5.6 п.л.) Авторский вклад 80%.