Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата педагогических наук

Специальность 13.00.08 - теория и методика

профессионального образования

ИНЖЕНЕРНО-ГРАФИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА СТУДЕНТОВ В ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ ВУЗА

Петухова Анна Викторовна

Новосибирск 2009

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Новосибирский государственный педагогический университет".

Научный руководитель доктор педагогических наук,

профессор

Холина Лидия Игнатьевна

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор

Беленок Ирина Леонтьевна

доктор педагогических наук,

профессор

Сидорина Татьяна Владимировна

Ведущая организация

ГОУ ВПО "Кузбасский государственный технический университет"

Защита состоится "26" марта 2009 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д218.012.07 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Сибирский государственный университет путей сообщения по адресу: 630049, г.Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, д. 191, ауд. 224.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения".

Автореферат разослан "24" февраля 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

канд. пед. наук, доцент

Меньщикова Т.Д.

1. Общая характеристика работы

Актуальность исследования. Исторический этап, в который вступило человечество с середины XX века, можно охарактеризовать как эпоху глобализации. Постепенно стираются различия между системами образования разных стран, они перерастают свои государственные рамки, формируя единое образовательное пространство. Создание открытых образовательных сред, обладающих множеством внешних связей, многообразием и неоднородностью компонентного состава, широтой охвата образовательных ресурсов, становится наиболее актуальной задачей, реализацию которой мы видим в создании локальных образовательных сред.

Повышенное внимание вызывает проблема эффективности профессиональной подготовки специалиста. Тенденции перехода от индустриальной цивилизации к информационной привели к тому, что резко изменились все компоненты труда специалиста технического профиля. Объекты инженерной деятельности - технические устройства, сооружения, коммуникации - приобрели свойства "живых систем", обладающих такими характеристиками, как адаптивность, интеллектуальность, коммуникативность. Предмет деятельности-проект, включает теперь динамические элементы: обновляемые базы данных, виртуальные модели объектов. На смену чертежам, макетам и стендам пришли цифровые модели проектируемых сооружений, "реагирующие" на изменение входных условий. Особенно сильно изменения сказались на графической составляющей деятельности инженера. Появление новых инструментальных и программных средств (планшеты, плоттеры, персональные графические станции, системы автоматизированного проектирования, интерактивные справочные базы, электронные каталоги оборудования) изменило подход к созданию графической документации. В процессе проектирования инженер теперь, помимо комплекта бумажных чертежей, создаёт компьютерные модели сооружений, систем, механизмов и узлов. В 2006 году принят документ, законодательно закрепляющий возможность представления инженерно-технической документации в форме "цифровых моделей объектов" (ГОСТы 2.051-2006; 2.052-2006; 2.053-2006). Это означает, что методы плоского проецирования, доминировавшие на протяжении нескольких веков, вытесняются трёхмерным моделированием. Однако перечисленные тенденции не находят отражения в процессе вузовской подготовки специалистов. Для поддержания высокого качества инженерного образования необходима перестройка системы инженерно-графической подготовки студентов. Решение данной проблемы затруднено рядом препятствий: незначителен опыт педагогического моделирования процесса инженерно-графической подготовки студентов вуза в современных условиях; отсутствуют научно обоснованные рекомендации по целенаправленному созданию в вузе специализированных локальных образовательных сред.

Таким образом, выявлены следующие противоречия:

– между высокими темпами научно технического прогресса и инертностью, присущей сложившейся схеме инженерно-графической подготовки студентов вуза;

– между практической потребностью в создании открытых образовательных сред профессиональной подготовки инженеров и недостаточным опытом по реализации средового подхода в условиях технического вуза.

Проблема исследования: разработка научно обоснованных рекомендаций, позволяющих повысить эффективность инженерно-графической подготовки студентов в профессионально-ориентированной образовательной среде вуза.

Недостаточная теоретическая разработанность проблемы и практическая потребность определили выбор темы исследования: "Инженерно-графическая подготовка студентов в профессионально-ориентированной образовательной среде вуза".

Цель исследования: создание локальной профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов вуза, обеспечивающей повышение эффективности обучения.

Объект исследования: инженерно-графическая подготовка студентов технического вуза.

Предмет исследования: локальная профессионально-ориентированная образовательная среда инженерно-графической подготовки студентов вуза.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи.

1. Исследовать образовательную среду технического вуза, описать её структуру и качественные характеристики, выделить в ней компоненты, включённые в процесс инженерно-графической подготовки студентов. Создать условия, при которых возможно формирование локальной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов вуза.

2. Выделить основные компоненты графической подготовки специалиста технического профиля в высшем учебном заведении, спроектировать обобщённые цели и требования к инженерно-графической подготовке студентов технического вуза.

3. Создать модель локальной профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов вуза.

4. Экспериментально проверить модель локальной профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов.

Принята следующая гипотеза исследования: эффективность инженерно-графической подготовки студентов повысится, если в образовательном пространстве вуза выделить элементы, задействованные в процессе обучения дисциплинам «Начертательная геометрия», «Инженерная графика», «Компьютерная графика», «Графические средства ПЭВМ», объединить их в локальную образовательную среду, спроектировать требования к ней и разработать модель, удовлетворяющую этим требованиям.

Теоретическую основу исследования составляют: теория воспитания, в частности, положения о зависимости поведения личности от среды, в которой она находится (Я.А.Коменский, Д.Ж.Маркович, И.Г.Песталоцци, К.Д.Ушинский, С.Т.Шацкий и др.); теория социального пространства (С.Л.Рубинштейн), положения о взаимодействии среды и личности (Л.С.Выготский), о коэволюции среды и общества (Б.С.Гершунский), о различении среды не в количественном, а в качественном отношении (Р.Баркер, Э.Фромм, М.Хайдеггер); теория моделирования и конструирования профессионального образования (С.И.Архангельский, В.П.Беспалько, Э.Ф.Зеер, Е.А.Климов, Н.В.Кузьмина, В.А.Сластёнин, Н.Ф.Талызина, Ю.Г.Татур, В.Д.Шадриков и др.); дидактика графических дисциплин (А.Я.Блаус, А.Д.Ботвинников, Б.В.Будасов, А.И.Лагерь, В.В.Лагерев, А.Э.Дзене, И.Б.Кордонская, В.А.Рукавишников, А.И.Хубиев).

Методологической базой исследования является средовый подход, позволяющий скооперировать системный, системно-синергетический, деятельностный, личностный, полисубъектный, антропологический подходы и создать совокупный образ исследуемого объекта (М.И.Башмаков, Л.Н.Бережнова, Л.И.Буева, Дж.Гибсон, В.Л.Глазычев, И.А.Зимняя, И.В.Кичева, Ю.С.Мануйлов, Т.В.Менг, Л.И.Новикова, В.И.Панов, В.М.Полонский, В.В.Рубцов, Г.Н.Сериков, Л.И.Холина, Г.П.Щедровицкий, В.И.Слободчиков, В.А.Ясвин и др.).

Названная теоретико-методологическая база диктует выбор методов исследования, адекватных поставленным задачам: теоретические - анализ психолого-педагогических источников и документации, метод восхождения от абстрактного к конкретному; моделирование педагогических явлений; экспериментальные - педагогический эксперимент, целенаправленное включённое наблюдение, интервьюирование, анкетирование, тестирование, беседа, методы графоаналитического анализа и математической статистики.

Исследование проводилось в течение двенадцати лет (1996-2008 гг.) и включало три этапа:

- на первом (1996-1998 гг.) изучалось состояние проблемы в теории и практике, была определена методологическая база, проведён констатирующий эксперимент, выявлены противоречия, сформулированы задачи, конкретизирован понятийный аппарат; описаны основные компоненты системы инженерно-графической подготовки будущих специалистов, создана модель профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов вуза;

- на втором (1998-2006 гг.) разработана методика экспертизы образовательной среды инженерно-графической подготовки и подготовлен механизм реализации модели, проведены формирующий и контролирующий эксперименты;

- на третьем (2006-2008 гг.) выполнен анализ результатов, обоснована эффективность создания профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки, сформулированы выводы и оформлена диссертационная работа.

Исследование осуществлялось автором на кафедре педагогики и психологии математического факультета ГОУВПО"Новосибирский государственный педагогический университет". Экспериментальное обучение студентов графическим дисциплинам с использованием разработанной модели проводилось на кафедре "Графика" ГОУ ВПО "Сибирский государственный университет путей сообщения".

Научная новизна исследования.

1.Выявлены условия, при которых возможно создание локальной профессионально-ориентированной образовательной среды. Впервые к системе инженерно-графической подготовки студентов применена теория средового подхода.

2.Сформулированы обобщенные цели инженерно-графической подготовки студентов технического вуза (формирование визуальной культуры, графической грамотности и инженерно-графической компетентности).

3.Создана модель профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов, описывающая её структурные, функциональные и качественные характеристики (цели, компоненты, факторы развития, индикаторы состояния).

4.Разработан механизм реализации модели, включающий научно обоснованные методические рекомендации, тактическую и стратегическую программы, дидактические средства, методику качественной оценки состояния локальной образовательной среды.

Теоретическая значимость.

1.Уточнён понятийно-терминологический аппарат профессионального образования, связанный с использованием понятий "среда", "образовательная среда", "образовательное пространство", "образовательная среда учебного заведения", "профессионально-ориентированная образовательная среда", "профессионально-ориентированная образовательная среда инженерно-графической подготовки студентов вуза". Дополнено содержание понятия "инженерно-графическая компетентность" в контексте профессиональной подготовки студентов вуза. Скоординированы и уточнены связки понятий "визуальная культура" - "визуальная грамотность", "графическая культура" - "графическая грамотность".

2.Проведён концептуальный анализ педагогического феномена "профессионально-ориентированная образовательная среда инженерно-графической подготовки студентов вуза", выявлены атрибутивные, феноменологические, инвариантные и специфические свойства, описана структура и ведущие характеристики основных элементов.

3.Разработано теоретическое обоснование для проведения экспертизы локальной профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов. Выделены пятьдесят показателей, позволяющих оценить состояние профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов.

Практическая значимость: содержащиеся в диссертационном исследовании теоретические положения и выводы экспериментально проверены и доведены до уровня конкретных методических рекомендаций. Результаты работы получили практическое воплощение в виде комплекса дидактических материалов, включающего пакет авторских программ по дисциплинам инженерно-графического цикла и соответствующего методического обеспечения. Копии учебных пособий, разработанных в ходе исследования, расположены в Федеральном депозитарии электронных изданий и находятся в свободном доступе для некоммерческого использования. Методические материалы получили высокую оценку и применяются в учебном процессе в Сибирском государственном университете путей сообщения, Новосибирской государственной академии водного транспорта, Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете.

На защиту вынесены следующие положения:

1.Условиями, при которых возможно выделение в техническом вузе локальной образовательной среды являются: наличие общей цели, совпадение физических или виртуальных координат в образовательном пространстве, согласованность основных дидактических элементов

2.При проектировании локальной образовательной среды основу могут составлять, выделенные в процессе исследования свойства: атрибутивные, феноменологические, инвариантные.

3.Целями инженерно-графической подготовки студентов в локальной профессионально-ориентированной образовательной среде являются формирование визуальной культуры, графической грамотности, инженерно-графической компетентности.

4.Локальная профессионально-ориентированная образовательная среда инженерно-графической подготовки, представленная в виде многокомпонентной модели, включающей субъектов обучения, ресурсы, совокупность педагогических методов, приёмов и средств, процессы функционирования, результаты и факторы развития, обеспечивает повышение эффективности инженерно-графической подготовки студентов.

Достоверность и обоснованность научных результатов и выводов исследования обеспечивается фундаментальностью и непротиворечивостью методологических оснований, адекватностью выбранных методов поставленным задачам, экспериментальной верификацией, результатами апробации, широким опытом использования в практике, благоприятными отзывами на публикации автора.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные выводы и результаты исследования докладывались и получили одобрение на международной конференции, проходившей в г. Новосибирске (2008 г.), на всероссийских научных конференциях и семинарах (Красноярск, 2001 г.; Екатеринбург, 2000 г.; Рыбинск, 1998 г.), на Межрегиональной научно-методической конференции (Новосибирск, 2000 г.), на ряде научно-технических конференций (Новосибирск, 1998 и 2006 гг.), на Всероссийских совещаниях заведующих кафедрами графических дисциплин вузов РФ (Казань, 2006 г.; Челябинск, 2007г.; Москва, 2008г.); на заседаниях кафедры педагогики и психологии математического факультета ГОУ ВПО "Новосибирский государственный педагогический университет" и кафедры "Графика" ГОУ ВПО "Сибирский государственный университет путей сообщения".

Разработанные в процессе диссертационного исследования материалы зарегистрированы в Федеральном агентстве по информационным технологиям Государственном унитарном предприятии "НТЦ Информрегистр". Пакет авторских программ разослан в регионы России и внедрён в государственных образовательных учреждениях высшего профессионального образования: Московском институте стали и сплавов; Петербургском, Уральском, Сибирском государственных университетах путей сообщения. Учебные комплексы используются при обучении и повышении квалификации специалистов технического профиля в учебных центрах компании Софтлайн Эдьюкейшн и АЛРОСА.

Диссертация содержит: введение, две главы, заключение, список литературы (297 наименований), 12 приложений. Содержание отражает логику исследования и соответствует поставленным задачам. Во введении обосновывается выбор темы, её актуальность в современных социально-экономических условиях, научная новизна, теоретическая и практическая значимость; приводятся данные об апробации и внедрении полученных результатов. В первой главе проанализированы основные научные подходы к изучению образовательных сред, конкретизирован понятийно-терминологический аппарат, исследованы основные компоненты системы инженерно-графической подготовки студентов, разработана модель профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки. Во второй главе описаны этапы и методы создания модели на практике, приведены результаты апробации, сделаны выводы. В заключении подведены итоги исследования.

2. Основное содержание

Глава 1. Теоретико-методологические основы создания профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов.

В первом параграфе "Средовый подход как интегрирующая методологическая основа изучения и проектирования образовательных сред" обоснован выбор методологической платформы. Мы опирались на концепцию средового подхода, предложенную В.Л. Глазычевым для целей проектирования. Основная идея состоит в том, что изучение любого объекта или явления должно происходить одновременно в нескольких методологических плоскостях, с последующим созданием трёх основных образов: "номинального" - описания, сформулированного в терминах формализованных целей и задач исследования; "реального" - описания объективно существующих условий, не зависящих от воли проектировщика или исследователя; и "объекта проектировочной деятельности" - модели, представляющей собой проекцию номинального образа на плоскость реальных условий. Поскольку опыт применения данной концепции к педагогическим явлениям незначителен, потребовалась интерпретация описанных выше положений применительно к объекту и предмету нашего исследования. Решено рассматривать локальную систему инженерно-графической подготовки студентов в качестве "номинального объекта"; образовательную среду технического вуза - "реального"; модель профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов вуза - как "объект проектировочной деятельности".

Во втором параграфе первой главы "Теоретические основы инженерно-графической подготовки студентов вуза" изучен "номинальный" объект исследования. Отмечено, что подготовка специалиста технического профиля в высшем профессиональном учебном заведении проходит через циклы естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных дисциплин. Содержание графической подготовки определяется теорией графических изображений и практикой их использования в профессиональной деятельности инженера. Каждый из названных блоков включает элементы графической подготовки одного или нескольких уровней: абстрактно-теоретического, техно-теоретического и профессионально-прикладного. Абстрактно-теоретический содержит фундаментальные понятия (прямая, плоскость, параллельность, перпендикулярность и пр.) и наиболее актуальные для освоения графических знаний абстракции (пространство, единица измерения, квадрант, геометрическое место точек и пр.). В техно-теоретический уровень мы включаем положения теории изображений (методы построения изображений и способы решения задач) и условно-технические понятия (сопряжение, фаска, сборочная единица, спецификация и пр.). На профессионально-прикладном уровне рассматриваются способы решения узконаправленных инженерных задач посредством изображений, правила оформления чертежей, условности, принятые в конкретных отраслях инженерной практики.

Затем были исследованы: дидактические характеристики образовательного процесса (цели, содержание, формы и методы обучения графическим дисциплинам); специфические черты современного этапа развития инженерно-графической подготовки; существующая практика профессионально-ориентированного обучения дисциплинам инженерно-графического цикла в вузе. В ходе этого этапа работы достигнуты следующие результаты:

а) выделены основные компоненты инженерно-графической подготовки студентов - это содержание дисциплин графического цикла - начертательной геометрии, инженерной графики, компьютерной графики, графических средств ПЭВМ; некоторые разделы специальных дисциплин; отдельные элементы дисциплин естественнонаучного цикла;

б) проанализирована роль инженерно-графической подготовки в формировании профессиональной культуры инженера; уточнены и скоординированы связки понятий: "визуальная культура"-"визуальная грамотность", "графическая культура"-"графическая грамотность"; раскрыто понятие "инженерно-графическая компетентность";

в) сформулированы ведущие цели графической подготовки студентов технического вуза - формирование визуальной культуры; графической грамотности; инженерно-графической компетентности;

г) спроектированы требования к инженерно-графической подготовке студентов;

д) изучены особенности современного этапа развития инженерно-графического образования;

е) выполнен обзор основных подходов, методов и методических приёмов профессионально-ориентированного обучения дисциплинам графического цикла в техническом вузе.

В третьем параграфе "Образовательная среда вуза: теоретический аспект", согласно логике средового подхода, мы рассмотрели образовательную среду инженерно-графической подготовки вне контекста конкретных условий проектирования. Предварительно была уточнена терминологическая система "среда - образовательная среда - образовательная среда учебного заведения - образовательная среда инженерно-графической подготовки". Отмечено, что ядром каждого из приведённых конструктов является категория "среда", которая несёт в своём содержании блок неотъемлемых свойств (атрибутов), присущих всем её подкатегориям. Для их выявления был использован общенаучный метод познания - «от общего к частному». В результате проведённой работы обосновано, что содержательное наполнение понятия "среда" может быть раскрыто через категории "мир", "пространство", "окружение", "условие", "место" и "взаимодействие", фиксирующие неотъемлемые свойства среды. Категория "мир" формирует представление о среде как части объективной реальности, данной человеку в его субъективном опыте; "пространство" наделяет среду такими характеристиками, как материально-процессуальная природа, организованность, структура и наличие границ. "Окружение" транслирует мысль, что среда может рассматриваться только в отношении некоторого субъекта/объекта. "Место" включает описание конкретных пространственно-временных характеристик, существующих только "здесь и сейчас". Категория "условия" позволяет утверждать, что человек, относительно которого рассматривается среда, сам является важнейшим из условий её существования. "Взаимодействие" показывает, что к среде относят лишь те объекты и явления, с которыми происходит непосредственный или опосредованный контакт.

Второй ступенью теоретического анализа было соединение общенаучной и педагогической трактовок. Синтез соответствующих положений теории воспитания, психологии и педагогики позволил описать содержание понятия "образовательная среда" и выработать его рабочее определение: "Это явление, возникающее в результате освоения субъектом части образовательного пространства, имеющее субъект-предметную содержательно-процессуальную природу". Предложенная трактовка расширяет педагогическое понимание обсуждаемого понятия, подчёркивая феноменологические свойства объекта, и фиксирует субъектную позицию студента, являющегося главным условием существования образовательной среды. Далее было аргументировано, что образовательная среда (ОС) индивидуальна для каждого человека, а её границы и свойства зависят от собственной активности субъекта, его позиции в образовательном пространстве (учебная аудитория, лаборатория, лекционный зал и пр.), ситуации (практическое занятие, лекция, лабораторный практикум), используемых ресурсов. Обосновано, что в пространстве учебного заведения индивидуальные ОС, взаимодействуя, кооперируются сообразно конкретным целям и задачам, образуя особую субстанцию - образовательную среду учебного заведения. Наличие внутренних процессов дифференциации и распределения задаёт её структуру, позволяя рассматривать образовательную среду учебного заведения как множество взаимоперекрывающихся подсред (ОС математики, ОС начертательной геометрии, ОС истории, ОС информатики и т.д.). Все они обладают определённым набором атрибутивных и имманентных свойств.

Атрибутивные свойства задаются содержанием категории "среда" - это обусловленность, конкретность, организованность, множественность, целостность и конфигуративность. Имманентные задаются содержанием категории "образование" и могут быть разделены на три группы: феноменологические - характеризуют ОС как элемент системы образования (структурированность, организованность, неоднородность, профессиональная ориентированность, наличие внутренних процессов развития и саморазвития); инвариантные - описывают наиболее яркие черты ОС данного учебного заведения (для технического вуза таковыми являются: научность, динамичность, технологичность); специфические - указывают на свойства, выделяющие локальную образовательную среду из других (для образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов таковыми являются: высокая визуальная насыщенность, визуальная сложность, специфичность предметного поля, преобразующе-развивающийся характер).

Далее были определены основные критерии эффективного функционирования образовательной среды технического вуза: открытость - наличие внешних связей; широта - полный охват всех доступных ресурсов; вариативность - наличие альтернативных форм, разнообразие структурных компонентов среды; профессиональная ориентированность - все компоненты среды должны являться экспликациями целей и задач подготовки профессионала конкретной специализации; интенсивность - доминирование процессов развития и саморазвития над процессами функционирования.

В четвёртом параграфе первой главы описана локальная "профессионально-ориентированная образовательная среда (ПООС) инженерно-графической подготовки студентов вуза" и создана её модель. При создании модели мы опирались на исследования Ю.Г.Татур, согласно которым педагогический объект может быть декомпозирован на концептуальную, организационную, операциональную и конкретизированную составляющие. На концептуальном уровне были обозначены принципы моделирования ПООС инженерно-графической подготовки студентов (концептуальное единство, согласованность, непротиворечивость), требования к модели (полнота, достаточность, универсальность), критерии сформированности (достижение целей инженерно-графической подготовки студентов и повышение уровня профессиональной удовлетворённости субъектов). На организационном уровне описаны законы существования и жизнедеятельности, а также механизмы функционирования и развития конструируемой ПООС. Для преодоления сложности данного этапа было решено использовать метод инкапсуляции и объединить все элементы организационной модели в три блока: структурный, факторный и динамический. Структурный - определяет компонентный состав ПООС инженерно-графической подготовки студентов: субъекты обучения, совокупность ресурсов, применяемые методы и средства, процессы, результаты. Факторный блок описывает внешние и внутренние факторы функционирования и развития. Внешними факторами являются: факторы мировой политики (сближение стандартов оформления технической документации разных стран, переход к стандарту ISO); тенденции развития отраслей промышленности (изменение технологий производства, введение систем электронного документооборота); требования к содержанию подготовки выпускаемых специалистов (владение современными средствами выполнения чертежей, опыт решения инженерных задач и пр.); изменения в социокультурной и экономической сферах; факторы научно-технического прогресса (трансформация научно-инженерной картины мира, формирование глобального мирового информационного пространства). К внутренним факторам мы отнесли характеристики субъектов, включённых в данную среду (их уровень графической и визуальной культуры, мотивацию и пр.), традиции преподавания графических дисциплин, совокупность доступных ресурсов и пр. Динамический блок описывает процессы, происходящие внутри ПООС инженерно-графической подготовки. Выделены два основных типа процессов - процессы функционирования и процессы развития. Причём последние подразделяются на процессы саморазвития (возникают в результате воздействия глобальных внешних факторов, таких, например, как уплотнение информационного пространства) и процессы организуемого развития (происходят в результате целенаправленного воздействия изнутри - внедрение инновационных образовательных технологий, усиление акцента на профессиональной составляющей, повышение потенциала преподавателя, расширение ресурсного поля).

На следующем этапе сформирована "операциональная" составляющая модели. Она описывает последовательность действий по изменению характеристик среды и включает три элемента: диагностический, прогностический, продуистический. Первый из них регламентирует параметры и методы оценивания. При разработке диагностических мероприятий мы основывались на положении, что характеристики структурных элементов, выраженные через соответствующие показатели, могут выступать в качестве индикаторов, отражающих текущее состояние ПООС инженерно-графической подготовки студентов. В формализованном виде состояние образовательной среды может быть выражено как:

X (t)=f (P1, P2,...,Pn, R1, R2,...,Rn, T, Q1,Q2,...,Qn, E1, E2... En),

Где X(t)-состояние профессионально ориентированной образовательной среды в момент времени t; P1,P2,...,Pn - индикаторы, характеризующие потенциал субъектов обучения; R1,R2,...,Rn - совокупность ресурсов, доступных субъектам обучения; T - множество методов и средств, применяемых в процессе обучения графическим дисциплинам; Q1,Q2,...,Qn - индикаторы, фиксирующие характер доминирующих процессов; E1,E2,...,En-показатели эффективности функционирования данной среды; n - количество индикаторов в данной группе.

Были эмпирически выделены пятьдесят наиболее характерных показателей состояния профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов. В табл.1 представлены укрупнённые блоки индикаторов и приведены их наиболее существенные характеристики.

Прогностический компонент операциональной модели включает систему промежуточных модельных гипотез, отражающих возможные пути реконструкции ОС до заданных моделью значений: 1)максимальное использование всех доступных ресурсов - возможно только при условии реализации специально разработанных мер; 2) формирование инженерно-графической компетентности студентов - требует разработки системы дидактических материалов, отражающих различные аспекты графической деятельности специалистов в тех отраслях промышленности, для которых ведётся подготовка в данном учебном заведении; 3) широта, степень открытости, неоднородность, вариативность образовательной среды - в большой степени зависят от преподавателя, следовательно, ПООС приобретёт высокие значения перечисленных характеристик только при условии, если будет проведена соответствующая работа по увеличению потенциала преподавателя; 4)одним из условий повышения уровня профессиональной удовлетворённости обучаемых является внедрение в учебный процесс современных средств инженерного проектирования на основе новых информационных технологий.

Таблица 1. Индикаторы состояния ПООС инженерно-графической подготовки студентов

Третий элемент "операциональной" модели - продуистический - представляет собой программу действий по созданию локальной ПООС инженерно-графической подготовки. Мы реализовали её в форме раскладки задач средообразовательной деятельности по каждому из компонентов ОС с учётом специфики процесса инженерно-графической подготовки студентов. В табл.2 представлен фрагмент программы.

Следующий уровень моделирования - создание "конкретизированной" модели. Она описывает средства реализации программы и включает перечень необходимых инструментов (методики обучения, учебные материалы) и план-график их разработки.

Таким образом, в процессе моделирования профессионально-ориентированной образовательной среды было сформировано дерево моделей, отражающее наиболее важные стороны объекта. Нарис.1представлена результирующая модель локальной профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов вуза.

Таблица 2. Программа действий по созданию ПООС инженерно-графической подготовки (фрагмент)

Во второй главе "Создание и экспериментальная апробация модели профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов" описан опыт практического воплощения модели. Основная часть эксперимента проводилась в Сибирском государственном университете путей сообщения на кафедре "Графика". Принимал участие преподавательский состав кафедры и студенты инженерно-строительных специальностей (430человек). Экспериментальная часть была разделена на констатирующий, формирующий и контролирующий этапы.

На первом этапе эксперимента проведена экспертиза наличного состояния профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов вуза. С этой целью, на основании выделенных в процессе теоретического исследования индикаторов, была разработана методика её оценки, включающая восемь опросных листов, сценарии бесед с преподавателями и студентами, варианты тестовых и контрольных графических заданий. Технология диагностики разрабатывалась с учётом неоднородности структурных компонентов. Оценивались не только "достижения", но и нереализованные "возможности", которые рассматривались как потенциальное поле для развития локальной образовательной среды. Работа проводилась в двух направлениях: оценка ресурсов образовательного пространства вуза и диагностика наличного состояния ПООС инженерно-графической подготовки студентов. По результатам сделаны следующие выводы: образовательная среда кафедры "Графика" к началу экспериментальной работы располагала богатыми возможностями, но они реализовывались не полностью. Установлена необходимость введения новых компонентов в среду, увеличения многообразия её свойств, а также стимулирования процессов саморазвития и усиления профессиональной ориентированности.

Формирующий эксперимент включал два этапа. На первом, прогностическом, разработана тактическая программа преобразования характеристик наличной образовательной среды до заданных моделью значений, подготовлены дидактические материалы (программы курсов, методические, в том числе электронные учебные пособия, виртуальный лабораторный практикум и пр.). На втором - преобразующем была реализована циклическая схема (пять двухлетних циклов - 1998-2000гг., 2000-2002гг., 2002-2004гг., 2004-2006гг., 2006-2008гг.), предусматривающая входную диагностику состояния образовательной среды на каждом из них, реализацию стратегической и тактической программ, промежуточную оценку результатов, корректировку.

На первом цикле преобразующего эксперимента при непосредственном участии автора были обновлены наглядные пособия, сформирована визуальная среда профессиональной направленности, был создан узел выхода в Интернет. Разработаны и внедрены в учебный процесс методические материалы для использования игровых форм обучения, разработаны элементы творческих заданий. На втором цикле подготовлены и внедрены в учебный процесс задания профессиональной направленности, расширена и конкретизирована структура целей изучения дисциплин инженерно-графического цикла, сформирована матрица межпредметных связей, реализована концепция индивидуализации обучения инженерно-графическим дисциплинам. На третьем цикле внедрена система вариативного обучения, разработана программа организации профессионально- ориентированной НИРС, на кафедре создан собственный узел в информационном портале вуза. На четвёртом цикле создана авторская рабочая программа по компьютерной графике, проведены подготовительные работы для внедрения системы тестирования с использованием ЭВМ, разработаны комплекты заданий в электронном варианте, подготовлены дидактические материалы для внедрения дистанционного обучения на заочном факультете, разработаны авторские курсы лекций по инженерной графике и начертательной геометрии. На пятом цикле внедрена система проверки остаточных знаний студентов, создана электронная методическая база профессионально-ориентированных заданий, сформированы комплекты методического обеспечения для чтения лекций с использованием мультимедийного оборудования, проведения текущего и итогового тестирования с использованием ЭВМ, подготовлены и изданы учебно-методические пособия, содержащие элементы профессионально-ориентированных графических заданий.

В ходе контролирующего эксперимента осуществлялась оценка и интерпретация полученных результатов. С этой целью использовались методы графоаналитического анализа и математической статистики. Отмечена положительная динамика общего состояния среды. Увеличение разнообразия используемых ресурсов в процессе проведения эксперимента проиллюстрировано на рис.2, рост потенциала субъектов - на рис.3, изменение соотношения между репродуктивными и активными методами обучения - на рис.4.

Одним из факторов, подтверждающих эффективность реализации представленной модели, является увеличение среднего индекса удовлетворённости субъектов процесса обучения (с -0,001 в начале эксперимента, до + 0,22 в конце). При этом максимальный прирост наблюдался по факторам, отражающим соответствие образовательной среды современному уровню развития науки, техники и технологии, и факторам, отражающим соответствие содержания графической подготовки профессиональной специализации студента (с -0,21 до + 0,23).

Для подтверждения достоверности сделанных выводов мы использовали Т-критерий Вилкоксона, предназначенный для оценки интенсивности и направления изменения состояния. С достоверностью 95 % подтверждена гипотеза о том, что изменения носят направленный характер и не являются случайными ((Tкр=25)>(Tэмп=20)).

Важнейшими показателями эффективности функционирования ПООС инженерно-графической подготовки является динамика изменения уровня сформированности графической грамотности и инженерно-графической компетентности. Для удобства мы выделили когнитивный и технологический компоненты, сформулировали их содержание в отношении каждой из дисциплин инженерно-графического цикла и разработали комплекс сценариев бесед, тестов, графических заданий, контрольных работ для их оценки. Полученные результаты были проанализированы с использованием статистического критерия Вилкоксона-Манна-Уитни(W), общего критерия сдвига Пейджа(L), и критерия тенденций Аббе(q). Уровень значимости б во всех расчётах принимался равным 0,05 (достоверность 95%). Приведём основные результаты: изменение показателей по когнитивному компоненту неслучайно (обусловлено целенаправленным экспериментальным воздействием) ((L_крит=244)<(L_эмп=265)); в период с 1998 по 2008 гг. действительно наблюдалась тенденция к повышению учебной успешности по дисциплинам графического цикла ((q_эмп=0,22)<(q _крит=0,53)).

На основании этих и других данных, полученных в результате экспериментальной работы, сделан вывод: поставленные в ходе исследования задачи решены, цель достигнута, гипотеза получила подтверждение.

В заключении обобщены результаты теоретического и экспериментального исследования, ставившего своей целью создание такой профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки, которая позволит повысить эффективность обучения.

Достигнуты следующие результаты:

1. Из содержания общепрофессиональных, специальных и естественнонаучных дисциплин выделена графическая составляющая подготовки инженера и разбита на структурные модули: абстрактно-теоретический, техно-теоретический и профессионально-прикладной. Сформулированы обобщённые цели инженерно-графической подготовки студентов: развитие визуальной культуры - способности воспринимать и адекватно интерпретировать видимые объекты, действия символы; формирование графической грамотности - умения понимать и выражать мысли в графической форме; формирование инженерно-графической компетентности - представляет собой совокупность знаний студента о месте и роли графических объектов в структуре инженерной деятельности; об этапах жизненного цикла изделий и инфраструктурных объектов, особенностях их производства и возведения; умений использовать современные средства создания, хранения и обработки чертёжно-конструкторской документации. Спроектированы требования к инженерно-графической подготовке студентов: развитость пространственного и образного мышления; знание законов и методов построения изображений, используемых в инженерной практике; владение "языком технической графики"; знание мировых и государственных стандартов оформления чертёжно-конструкторской документации; умение решать инженерные задачи графическими методами; опыт выполнения чертежей и моделей с использованием современных технических средств; представление о функциях и возможностях наиболее распространенных компьютерных графических программ; навык работы с различными информационными ресурсами (базами данных, библиотеками чертежей типовых элементов и оборудования, справочной и нормативной документацией); умение представлять данные в графической форме (схемы, графики, диаграммы).

2. Обосновано, что условиями, при которых возможно создание локальной образовательной среды, являются: наличие единой цели; совпадение физических или виртуальных координат в образовательном пространстве; согласованность основных дидактических элементов. Доказано, что целевые, пространственные и дидактические характеристики дисциплин "Начертательная геометрия", "Инженерная графика", "Компьютерная графика", "Графические средства ПЭВМ", "Геометрическое моделирование" позволяют сформировать локальную образовательную среду.

3. Проведён теоретический анализ педагогического феномена "образовательная среда технического вуза", выделены её свойства: а)атрибутивные, присущие любой среде - материально-процессуальная природа, обусловленность, конкретность, множественность, целостность, конфигуративность; б)феноменологические, присущие образовательной среде вуза - организованность, наличие внутренних процессов развития и саморазвития; неоднородность, профессиональная ориентированность; в)инвариантные, присущие образовательной среде технического вуза - научность, технологичность, динамичность; г)специфические, присущие образовательной среде инженерно-графической подготовки студентов вуза - визуальная насыщенность (большой объём визуально выраженной информации), визуальная сложность (нужны специальные знания для «прочтения» визуальной информации), специфичность предметного поля (чертёжные столы, кульманы, электронные планшеты, плоттеры и пр.), преобразующе-развивающийся характер (постоянно осуществляется переход элементов из одного поля в другое, например, аудиоинформация преобразуется в графическую форму и становится элементом пространственно-предметного поля).

4. Создана модель профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов, состоящая из нескольких подмоделей: концептуальной - описывает принципы (концептуального единства, согласованности, непротиворечивости), требования (полноты, достаточности, универсальности), критерии сформированности (повышение учебной успешности и уровня профессиональной удовлетворённости студентов); организационной - описывает компонентный состав (субъекты, ресурсы, методы, процессы, результаты); операциональной - описывает взаимосвязи компонентов и процессы развития и саморазвития; конкретизированной - описывает педагогические средства, позволяющие сформировать среду с требуемой формой воздействия.

5. Разработаны научно обоснованные методические рекомендации по внедрению модели профессионально-ориентированной образовательной среды инженерно-графической подготовки студентов, включающие: а) программу средообразовательной деятельности; б) учебно-методический комплекс инженерно-графической подготовки студентов, включающий авторские методики преподавания дисциплин "Начертательная геометрия" и "Компьютерная графика", электронные учебные пособия, видеолекции, тесты и пр.; в) методику оценки состояния ПООС инженерно-графической подготовки студентов, включающую восемь опросных листов, сценарии бесед, анкеты, задания для проверки остаточных знаний и пр.