Методы обучения и подведение итогов процесса обучения на кафедре "CAD-технологии" Мидлсекского муниципального колледжа

Размещено http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методы обучения и подведение итогов процесса обучения на кафедре «CAD-технологии» Мидлсекского муниципального колледжа

В учебных заведениях по всему миру преподаватели и учителя обучают огромное число студентов, многие из которых поступают в учебные заведения из различных языковых и культурных окружений с разным уровнем знаний, способностями и навыками. Поэтому на сегодняшний день обучение студентов в соответствии с их потребностями является весьма сложной задачей. Мы должны учить всех студентов, при этом не снижая качество обучения. Но в то же время нам необходимо корректировать нашу методику, чтобы адаптировать учебный процесс к большему числу студентов.

Я бы хотел обратить внимание на некоторые методы обучения в обычном инженерном колледже и нашем колледже в частности. Мидлсекский муниципальный колледж (МСС) меняет старую методику преподавания, чтобы сделать процесс обучения личностно-ориентированным. Несколько лет назад кафедра «CAD-технологии» изменила учебный план, чтобы внедрить дополнительные методы для реализации и оценки наших CAD-проектов. В настоящее время мы являемся ярыми сторонниками проектного обучения (Project Based Learning - PBL), так как PBL позволяет вовлечь в учебный процесс всех студентов. Мы также ввели практику подведения итогов обучения во всем колледже.

Часть 1. Общие методы обучения проектированию

Существует несколько методов и средств, которые может использовать преподаватель, чтобы помочь учащимся учиться. Все, что необходимо, - это понять, что для обучения различных студентов требуются различные методы. Данный раздел освещает наиболее общие из них, а также типичные эффективные и неэффективные методы.

Изучение материала по учебникам. Это эффективный метод для изучения теоретических основ. Он позволяет учащимся работать в удобном для них темпе и не требует специального оборудования.

Однако он требует тщательного планирования и структурирования материала. Очень важно наличие соответствующей литературы в необходимом количестве. Данный метод не подходит для изучения очень сложной когнитивной и других типов информации.

Использование интерактивной литературы. Этот метод сохраняет базовые преимущества предыдущего. Он позволяет учащимся взаимодействовать с материалом.

Однако подготовка необходимого материала очень трудоемка. Метод не подходит для изучения очень сложной когнитивной и других типов информации.

Самообразование с использованием аудио- и видеотехники и компьютера. Позволяет освоить широкий спектр образовательной информации (особенно содержащей малое количество когнитивной). Дает возможность учащимся работать в удобном для них темпе. Освобождает преподавателя от выполнения трудоемкой работы. Реализует взаимодействие между учащимся и образовательной программой и может быть весьма эффективным.

Необходима разработка методического материала. Подготовка может оказаться трудоемкой, дорогой и к тому же требовать определенных навыков. Метод не подходит для изучения очень сложной когнитивной и других типов информации. Не может использоваться без соответствующего оборудования, которое может оказаться весьма дорогостоящим.

Проведение лекций и презентаций. Эффективны с точки зрения затрат преподавателя и студентов. Эффективны для освоения несложной информации. Распространены в учебных заведениях. Идеальны для изложения вводной и обзорной информации.

Зависят от профессиональных навыков лектора. Не лучший способ для освоения сверхкогнитивной и значимой информации. Не подходят для развития психомоторных и коммуникативных навыков. Низкая или нулевая степень участия студента.

Совместное обсуждение и взаимодействие в подгруппах. Отличный способ, чтобы привнести разнообразие в лекцию, тем самым удерживая внимание студентов. Способствует достижению многих целей, когнитивных и некогнитивных. Обеспечивает обратную связь.

Эффективен только как дополнение к основному уроку. Может быть осуществлен только опытным и профессиональным преподавателем.

Коллективная работа, семинары и факультативы. Сохраняет базовые преимущества предыдущего метода. Кроме того, благодаря большей длительности позволяет охватить широкий спектр вопросов, часто с более высоким уровнем сложности. Позволяет более глубоко изучать отдельные темы.

Недостаток состоит в том, что не все студенты принимают активное участие. Могут возникнуть проблемы с расписанием при разделении класса на группы. Необходимо следить за тем, чтобы учащиеся были более активны при обсуждении, чем преподаватель.

Использование методов игрового, имитационного обучения и метода «Case study». Могут быть применены для достижения многих целей, когнитивных и некогнитивных, часто с более высоким уровнем сложности. Высокая степень активности студентов. При успешном выполнении стимулируют и мотивируют студентов. Идеальны для междисциплинарного обучения.

Эффективны только как дополнительный и наглядный метод. Сложно разработать и часто применять. Могут иметь определенную образовательную ценность. Требуется владение брифинговыми и дебрифинговыми навыками.

Групповые проекты. Используются для достижения многих целей, когнитивных и некогнитивных, часто с более высоким уровнем сложности. Идеальны для развития навыков межличностного взаимодействия. Идеальны для междисциплинарного обучения.

Не все члены проекта вносят одинаковый вклад. Трудно оценивать каждого из участников в отдельности.

Часть 2. Почему же все-таки проектное обучение (PBL)?

Проектное обучение:

· Помогает сделать обучение значимым и полезным для студентов, подготовляя их к жизни за пределами колледжа, указывая на отношения, существующие в реальном мире, и формируя соответствующие навыки. Современные работодатели приветствуют многие навыки, полученные в результате PBL, такие, как способность работать в коллективе, принимать обдуманные решения, брать инициативу на себя, а также решать комплексные задачи.

· Позволяет студентам выполнять работу, с которой они до этого не сталкивались. К примеру, проекты дают возможность их участникам получить опыт лидерства в конкретной области.

· Служит средством вовлечения студентов в процесс обучения.

· Заставляет студентов отстаивать свою точку зрения перед членами своей группы. Такое обучение формирует у студентов собственное «я», т.е. осознание своей индивидуальности и значимости.

· Побуждает студентов к взаимодействию, но в то же время стимулирует самообучение.

· Предлагает возможность обучения, основанную на обдуманных и совместных усилиях сразу нескольких человек.

· Помогает студентам развить широкий спектр социальных навыков, связанных с групповой работой и ведением переговоров.

· Обеспечивает интернализацию взглядов, ценностей и методов мышления, в особенности касающихся совместных действий и разрешения конфликтов.

· Создает для студентов атмосферу сотрудничества, а не конкурентной борьбы.

· Предлагает возможность частично или полностью переложить ответственность за обучение с преподавателей на студентов.

Планирование задач, связанных с проектным обучением. Рассмотрим ряд вопросов, которые помогают составить план PBL:

1. Как вы определяете и характеризуете проектное обучение?

Составьте список характеристик проекта, в котором вы когда-либо принимали участие или которым руководили в курсе проектирования.

Непосредственная польза практики PBL заключается в том, что она предлагает уникальный способ мотивации студентов, путем их вовлечения в собственное обучение. PBL предусматривает возможности для студентов заниматься интересующими их вопросами, находить на них ответы и разрешать сложившиеся проблемы.

2. Какие связи существуют между проектным обучением и реальной рабочей обстановкой? Каким образом данная методология смогла бы принести пользу вам и вашим студентам?

Предполагаемое рабочее место не должно диктовать вам конкретные методы обучения. PBL имитирует реальную рабочую обстановку, используя данный метод. То, что можно делать на рабочем месте, нельзя делать в обстановке обычной аудитории, а именно осуществлять командное и совместное обучение.

3. Какие навыки (помимо технических) смогут получить студенты в конструкторских проектах?

· Нацельте студентов на выполнение работы, с которой они до этого не сталкивались. Например, проект дает возможность его участникам получить опыт лидерства в конкретной задаче.

· Предложите студентам всевозможные варианты участия и демонстрации своих знаний.

· Призывайте студентов отстаивать свою точку зрения перед членами своей группы. У студентов формируется собственное «я», т.е. осознание своей индивидуальности и значимости.

· Используйте различные средства вовлечения студентов в процесс обучения.

· Как измерять успеваемость студентов в течение проекта? Как оценивать результаты деятельности студента в середине и конце проекта? Составьте перечень методов для измерения и оценки достижений студентов и проекта в целом. Рассмотрите те из них, которые соответствуют методам, применяемым в реальной рабочей обстановке.

· Определите, какой из видов контроля наиболее приемлем: письменный тест или эксплуатационные испытания.

· В течение и после процесса оценивания проанализируйте вопросы и полученные на них ответы, для того чтобы следующие экзамены были более успешными.

· Следуйте общим правилам.

· Разработайте контрольные таблицы.

· Какие трудности возникают при обучении с использованием данной методологии? Как можно преодолеть эти препятствия? Разработайте систему оценок, имеющую индивидуальную направленность, так как существующая система может оказаться в большей степени ориентированной на оценивание всей команды, чем конкретного ее представителя.

Часть 3. Применение методов PBL в CAD-проектировании

Выпускники нашей кафедры в последнем семестре проходят специальную CAD-практику (в соответствии с американским правительственным проектом «Кэпстоун». Мы обычно разделяем студентов на две группы и выбираем для каждой технический проект. Разделение на группы проводится случайным образом, чтобы в каждой группе оказались студенты с различными техническими, социальными, лидерскими и учебными навыками. Со стороны кафедры выдвигается лишь незначительное число идей и предположений по поводу того, что должен представлять собой каждый проект. Опыт прошлых лет показывает, что, давая подробное описание проекта, мы ограничиваем творческий потенциал студентов. Мы также лишь частично указываем необходимые технические условия, так как в этом случае процесс исследований оказывается более комплексным. Например, целью первого проекта, предложенного группе из трех студентов в 2005 г., являлась разработка модели тележки для багажа.

Описание проекта Кратко опишите проект. Придумайте ему подходящее название. Дайте студентам общее представление о том, что они должны сделать и изучить, при этом обратите их внимание на ключевые моменты проекта. Объясните студентам, что решение данной задачи является вариативным, и расскажите, где они могут столкнуться с подобной задачей, уже реализованной на практике.

Разработайте новый дизайн тележки для багажа, которую можно было бы использовать для перевозки личных вещей во время различных поездок. Используйте как можно больше готовых конструктивных элементов, чтобы уменьшить время разработки, число операций и денежные затраты. Вы сможете найти необходимые элементы в базе данных SolidWorks «Content Central», размещенной в Интернете. Тележка должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к подобным приспособлениям в аэропортах, поездах и т.д. Тележка должна обеспечивать грузоподъемность более 25 фунтов (11,34 кг) и предусматривать возможность транспортировки сразу нескольких предметов. Все используемые конструкционные материалы должны отвечать соответствующим стандартам ANSI. Применение нестандартных материалов должно быть сведено к минимуму, в то время как использование стандартных конструктивных элементов должно быть доминирующим. И хотя вы можете использовать любую CAD-систему для реализации проекта, мы настоятельно рекомендуем SolidWorks и Inventor.

Итак, для выполнения проекта необходимо:

· Создать ряд твердотельных или поверхностных 3D-элементов, которые могут быть использованы в конструкции тележки.

· Рассмотреть всевозможные варианты дизайна конструкции в процессе исследования.

· Окончательный вариант конструкции представить в виде презентации с использованием слайдов, анимации и (или) скрин-шотов.

Навыки. Составьте список основных навыков, которые приобретают студенты в процессе выполнения проекта.

· Освоение технологии.

· Управление временем и ресурсами.

· Навыки мышления.

· Профессиональное использование программных и аппаратных средств.

Оценка студенческой деятельности. Как измерять успеваемость студентов в течение проекта? Как оценивать результаты деятельности студента в середине и конце проекта?

· Составьте перечень методов для измерения и оценки достижений студентов и проекта в целом. Рассмотрите те из них, которые соответствуют методам, применяемым в реальной рабочей обстановке.

· Определите, какой из видов контроля наиболее приемлем: письменный тест или эксплуатационные испытания.

· В течение и после процесса оценки проанализируйте вопросы и ответы на них, чтобы следующие экзамены стали более успешными.

· Следуйте общим правилам.

· Разработайте контрольные таблицы.

Какие трудности возникают при обучении с использованием данной методологии? Как можно их преодолеть?

· Разработайте систему оценок, имеющую индивидуальную направленность, потому что существующая система может оказаться в большей степени ориентированной на оценивание всей команды, чем конкретного ее представителя.

Ресурсы. Какие средства, инструменты, литература, а также справочные материалы необходимы студентам для успешного выполнения проекта?

Составьте список, подобный нижеприведенному:

· Интернет - сайты производителей тележек.

· Сайты местных поставщиков.

· Программные средства CAD-проектирования.

· Программные средства создания презентаций.

Реализация. Составьте определенную последовательность этапов для своевременного завершения проекта.

· Назначаются члены команды.

· Команда обсуждает проект и распределяет задание между ее членами.

· Команда создает специальный документ для отчетности.

· Все члены команды ищут необходимую информацию для выполнения проекта.

· Предварительная оценка результатов преподавателем.

· Утверждаются окончательные проектные идеи.

· Между членами команды распределяются задачи проектирования.

· Устанавливаются сроки завершения.

· Утверждаются материалы для презентации.

· Проводится обзор проекта с преподавателем.

· Вносятся конечные изменения.

· Создается окончательная презентация в среде PowerPoint.

· Демонстрация проекта.

Оценка результатов проекта. Каким образом можно определить успешность проекта? Какие критерии вы используете для оценки результатов проекта и приобретенных студентами знаний? Каким образом студенты демонстрируют свои достижения? На какие уступки необходимо идти, чтобы позволить студентам завершить проект вовремя?

Составьте перечень всех методов, которые, на ваш взгляд, позволят оценить достижения студентов в течение и конце проекта. Предложите ряд оценочных критериев, которых следует придерживаться.

· Проект необходимо презентовать всем представителям кафедры, а также группам других кафедр для оценки его дизайна, функциональности и технологичности.

· Замечания, сделанные оценивающими, должны быть приняты во внимание участниками проекта для внесения соответствующих поправок.

· Каждой команде необходимо создать презентацию своего изделия в среде PowerPoint с использованием звуковых эффектов и анимации.

· Командам также необходимо создать рабочие чертежи соответствующих деталей.

Система оценок PBL (максимум 100 баллов):

· Комплексная презентация (10):

- анимация;

- показ слайдов;

- звуковые эффекты.

· Конструкторская документация (20):

- чертежи деталей;

- спецификация;

- дерево построения.

· Отчет о ходе выполнения проекта (10):

- качество;

- использование дополнительного материала.

· Достижение поставленной цели (20):

- цель;

- результаты;

- ошибки и недочеты.

· Технические особенности (10):



Примеры выполненных студенческих проектов

обучение планирование студенческий

- технологичность;

- простота конструкции.

· Обеспечение точности (10):

- корректность узлов сопряжения.

· Командная организация (20):

- распределение ролей в команде.

Примеры выполненных студенческих проектов показаны на рисунке.

В Мидлсекском колледже введена практика подведения итогов обучения (SLO - Student Learning Outcomes), которая предполагает возможности для их оценки. Подобная практика является новой для нашего колледжа, поэтому мы используем ее только один раз в течение семестра. Наша кафедра включает элементы SLO в содержание, материалы и учебный план курса. В любой программе обучения должны подводиться итоги, некоторые из которых представлены в следующем разделе этой статьи.

Часть 4. Подведение итогов обучения во всем колледже

Знания и умения. Знания, полученные нашими выпускниками, могут быть использованы как для дальнейшего обучения, так и для практического применения:

· Знания являются основанием для перевода первокурсников и второкурсников на следующую ступень обучения.

· Сформированные профессиональные навыки необходимы для устройства на работу и подтверждаются дипломом или сертификатом.

Критическое мышление. Наши выпускники обладают навыками критического мышления, которые могут быть проявлены в деятельности следующего рода:

· Приобретение новых знаний, их осмысление, применение, анализ, синтез и оценка.

· Количественное и качественное обоснование.

· Интеграция знаний, аргументация, а также решение междисциплинарных задач.

Коммуникационные, информационные и технические навыки. Наши выпускники смогут успешно использовать различные средства коммуникации:

· Использование английского языка как в устной, так и в письменной форме.

· Исследование и использование информационных источников различного происхождения.

· Использование компьютеров и другой техники для личных, учебных и профессиональных целей.

Целостная оценка различных явлений (культурных и естественных). Наши выпускники обладают всесторонними знаниями, необходимыми для целостной оценки различных явлений, которая включает в себя следующие аспекты:

· Исторический, политический и экономический.

· Научный и естественный.

· Эстетический и творческий.

Социальная ответственность. Наши выпускники смогут участвовать в деятельности, прививающей такие нормы социальной ответственности, как:

· Компетентность в этнических вопросах.

· Чувство морали, достоинства и социальной справедливости.

· Чувство гражданского долга.

Личное и профессиональное развитие. Наши выпускники способны продемонстрировать следующие возможности:

· Независимое обучение.

· Профессионализм и ответственность.

· Сотрудничество.

· Дисциплинированность и адаптивность.

· Инициативность и способность отстаивать собственные взгляды.

· Самокритика.

Итоги программы обучения. Выпускники кафедры «CAD-технологии» овладевают различными когнитивными и профессиональными навыками. Они способны:

1. Демонстрировать свой профессионализм в области CAD-технологий путем создания комплексных чертежей с применением каркасного, твердотельного и поверхностного моделирования, анализа чертежных данных, а также путем использования различных методов проектирования.

2. Демонстрировать свой профессионализм, применяя соответствующие программные модули, используемые в связанных с электроникой отраслях, для создания схем и дизайна многослойных печатных плат.

3. Применять ряд общеобразовательных навыков (к примеру, математических) при разрешении проблем, связанных с черчением и проектированием.

4. Выполнять экстраполяцию информации, данных и спецификаций, указанных в различных технических источниках и стандартах, в чертежи, проекты и отчеты.

5. Взаимодействовать в команде, повышая когнитивные и социальные п

6.

7. ознания в области CAD-проектирования.

8. Демонстрировать знания CAD-технологий и конструкторского проектирования.

Рассмотренная программа обучения, рассчитанная на два курса, приведена в таблице.

Программа обучения

Курс	Стратегия достижения результатов обучения	Критерии и методы оценки
CD1228 CAD-практикум	Выявление и описание определенных принципов, предложений, теорий, концепций и формулировок. Выбор наиболее подходящих средств CAD-проектирования для решения поставленной технической задачи. Обоснование и демонстрация эффективности выбранных средств	1. Документация: образцы CAD-чертежей и проектов по выбранным курсам и практическим занятиям. 2. Количественные показатели успеваемости: процентное соотношение студентов, которые выбрали данный курс и которые успешно его прошли. 3. Отзывы выпускников: «Образование, полученное в колледже, дает мне возможность уверенно применять базовые принципы математики, естественных и технических наук для решения технических задач, с которыми я сталкиваюсь на работе». 4. Отзыв работодателей: «Выпускники колледжа достаточно квалифицированны в области CAD-технологий, что позволяет им решать различные технические задачи»
CD1227 Современные CAD-приложения	Создание каркасных и твердотельных моделей по рабочим чертежам детали. Создание макросов, которые упрощают и ускоряют процесс черчения повторяющихся элементов. Создание простейших 3D-моделей с использованием базовых примитивов. Изменение представления модели путем использования инструментов рендеринга и затенения. Выполнение настройки шаблонов и профилей	1. Сборочный колесный механизм, состоящий из деталей, твердотельные модели которых хранятся в отдельных файлах. 2. Презентация механизма. 3. Использование методов PBL для его создания. Использование методов PBL для выборки данных

Конкретные результаты демонстрируют, что наши выпускники способны применять знания CAD-технологий и конструкторского проектирования; показывают, что они могут применять навыки CAD-проектирования, используя стандарты ANSI, а также другие промышленные стандарты и принципы для решения конкретных технических задач, а именно:

1. Выдвигать и описывать определенные принципы, предложения, теории, концепции и формулировки.

2. Выбирать наиболее подходящие средства CAD-проектирования для решения поставленной технической задачи.

3. Обосновывать и демонстрировать эффективность выбранных средств.

4. Даже после приема на работу следовать инструкциям и указаниям, полученным ими в колледже, для применения своих знаний в области технических и электротехнических CAD-систем.

5. Добиваться положительной оценки в свой адрес со стороны работодателей по поводу применения базовых принципов CAD-проектирования в нестандартных ситуациях.

Список литературы

1. Institutional Student Learning Outcomes (ISLO) Committee, Seminars, Professional Conferences. - Middlesex Community College, 2006.

2. Paul, W. Effective methods and tools for training engineers and technologists: regional trends/ W. Paul, P.W. Magoha // World Transactions on Engineering and Technology Education - 2002 UICEE. - 2002.-Vo.l1. - №2.

3. BATEC, Boston Area Advanced Technological Education Connections. National Science grant. - Middlesex Community College, 2005.

Размещено на Allbest.ru

...