Система обучения студентов втузов оперированию электрическими схемами (на основе педагогической деятельности кафедр инженерной графики вузов телекоммуникаций)

Вид материала

Автореферат

Содержание Научная новизна исследования Теоретическая значимость исследования Практическая значимость результатов исследования Организация и ход исследования. Апробация и внедрение результатов исследования. Структура диссертации.

Подобный материал:

• Методическая система формирования у студентов технических вузов способностей к инновационной, 671.98kb.
• Положение о Республиканском смотре-конкурсе кабинетов инженерной графики ссуз, 55.67kb.
• Использование сайта Кафедры инженерной графики в организации учебного процесса, 26.32kb.
• Система развивающего обучения Л. В. Занкова, 4204.79kb.
• Психолого-педагогическое сопровождение предпрофильной подготовки и профильного обучения, 72.05kb.
• Психологические основы педагогической практики студентов, 1724.29kb.
• 1 Цели и задачи олимпиады: повышение интереса к изучению инженерной графики, 83.03kb.
• Методика обучения химии как наука и отдельная дисциплина Процесс обучения химии как, 23.86kb.
• Учебное пособие по части курса «Вычислительные машины, сети и системы телекоммуникаций», 759.43kb.
• М. В. Дорошенкова формирование системы высшего технического, 275.6kb.

В области основ преподавания графических наук – результаты исследований таких ведущих специалистов, как Л.Н. Анисимова, А.Д. Ботвинников, И.С. Вышнепольский, В.А. Гервер, В.О. Гордон, Е.Н. Кабанова-Меллер, В.С. Кузин, Б.Ф. Ломов, С.П. Ломов, И.А. Ройтман, С.А. Фролов, А.А. Чекмарев, Н.Ф. Четверухин, Е.В. Шорохов, Л.М. Эйдельс, И.С. Якиманская, В.И. Якунин и др.

В области психолого-педагогических и психофизиологических вопросов – исследования П.Я. Гальперина, В.П. Зинченко, Е.Н. Кабановой-Меллер, А.Н. Леонтьева, Б.Ф. Ломова, Н.А. Менчинской, С.Л. Рубинштейна, Н.Ф. Талызиной и др.

В области общей теории системного подхода – труды А.Н. Аверьянова, П.К. Анохина, В.Г. Афанасьева, И.В. Блауберга, Т.А. Ильиной, Д. Клиланда и В. Кинга, Н.В. Кузьминой, А.И. Уемова и др., а также вопросов построения систем обучения графическим дисциплинам – диссертационные исследования К.А. Бездудного, В.А. Гервера, Ю.Ф. Катхановой, В.И. Ниловой, В.В. Степаковой, А.С. Семенова и др.

В области теории межпредметных связей учебных дисциплин – труды С.И. Архангельского, Ю.К. Бабанского, В.П. Беспалько, Р.А. Блохиной, А.И. Ерёмкина, Т.А. Ильиной, И.Я. Лернера, Н.А. Лошкаревой, В.Н. Максимовой, Э.И. Моносзона, Ю.А. Самарина, М.Н. Скаткина и др.

В основу методологии экспериментального обучения положены идеи развивающего обучения, содержащиеся в трудах Л.В. Занкова, Е.Н. Кабановой-Меллер, И. Я. Лернера, Н.А. Менчинской, Д.Б. Эльконина, И.С. Якиманской и др.

В работе использовались следующие методы научных исследований: теоретические исследования; наблюдение и беседа; экспериментальное обучение и экспериментальные уроки.

Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждается:

1. Сочетанием различных методов исследования в ходе констатирующих экспериментов: наблюдения, беседы и теоретических исследований;
   
2. Массовостью данных констатирующих и обучающих экспериментов, проводимых на разных факультетах;
   
3. Сопоставлением однородных экспериментальных данных за несколько лет;
   
4. Комплексным подходом к оценке знаний и умений студентов в контексте триединой природы электрических схем: а) – их содержательной основы (отображаемых электрических процессов), б) - схем как графических объектов и в) - схем как графических конструкторских документов;
   
5. Использованием при оценке уровней знаний и умений студентов двух независимых способов измерения результатов - относительного и абсолютного;
   
6. Высокой степенью корреляции:
   

• результатов теоретического анализа и экспериментальных констатирующих исследований динамики формирования графической грамотности студентов;
  
• предварительных оценок и результатов обучающих экспериментов.
  

На защиту выносятся:

1. Разработанные психолого-педагогические и профессионально-технические аспекты обучения студентов втузов оперированию электрическими схемами.
   
2. Многоступенчатая комплексная система обучения оперированию электрическими схемами, учитывающая уровни усвоения знаний и охватывающая все аспекты учебного процесса в высшей технической школе (на примере вузов телекоммуникаций).
   
3. Главные теоретические и практические составляющие предлагаемой системы обучения:
   

• основные принципы системного подхода к преподаванию темы “Электрические схемы” в курсе “Инженерной и компьютерной графики” вузов телекоммуникаций;
  
• классификация методических опор, являющихся основой для создания учебных заданий, используемых в процессе обучения оперированию электрическими схемами;
  
• классификация типичных ошибок в выполняемых студентами электрических схемах, без которой невозможно эффективная проверка работ, а значит и обучение оперирования ими;
  
• структура и содержание пропедевтической информации, необходимой для успешного обучения оперированию электрическими схемами;
  
• комплекс учебно-методической документации, содержащей необходимые теоретические сведения для системного формирования как содержательной, так и графической составляющих электрических схем;
  
• системы рабочих приемов выполнения и чтения электрических схем, основанные на выявленной общности этих схем с чертежами общего вида многодетальных изделий радиоэлектроники.
  

4. Комплекс учебно-методических материалов для мониторинга знаний студентов в процессе обучения оперированию электрическими схемами.
   
5. Иерархическая система обобщенных геометрических образов, выдвигаемая в качестве теоретической основы научного познания всего комплекса проблем, связанных с оперированием электрическими схемами.
   

Научная новизна исследования.

1. Предложена и обоснована модель триединой природы электрических схем в контексте: содержательной основы; схем, как графических объектов; схем, как графических конструкторских документов.
   
2. Представлена модель взаимодействия в сознании человека ОГО различных ступеней иерархии при оперировании электрическими схемами изделий РЭА.
   
3. Раскрыта роль электрических схем как связующего звена для всех технических дисциплин вузов телекоммуникаций.
   
4. Выявлена структура внутрипредметных и межпредметных связей электрических схем в системе профессиональной подготовки специалистов в вузах телекоммуникаций.
   
5. Введено обобщенное понятие языка науки и техники в области радиоэлектроники.
   
6. Разработаны структура и содержание многоступенчатой комплексной системы обучения, а также её основных базовых подсистем, обеспечивающих эффективное формирование графической грамотности студентов в области оперирования электрическими схемами на протяжении всего времени пребывания студентов в вузе.
   

Теоретическая значимость исследования.

1. Определены роль и место электрических схем в структуре графической конструкторской документации на РЭА, исследованы особенности оперирования электрическими схемами в процессе разработки этой аппаратуры.
   
2. Установлена триединая природа электрических схем; дана общая характеристика этих схем, как графических объектов; предложена их интерпретация как иерархической системы обобщённых геометрических образов.
   
3. Разработаны основы теории межпредметных связей в области обучения оперированию электрическими схемами при профессиональной подготовке специалистов вузов телекоммуникаций.
   
4. Подтверждено, что в настоящее время уровень пропедевтических знаний студентов первого курса недостаточен для полноценного изучения темы “Электрические схемы” в рамках учебной дисциплины “Инженерная и компьютерная графика”, а также выявлены причины этого явления.
   
5. Осуществлено дальнейшее развитие идей системного подхода в области обучения графическим дисциплинам применительно к таким специфическим объектам, как электрические схемы.
   

Практическая значимость результатов исследования состоит в том, что:

1. Разработанная система обучения оперированию электрическими схемами является эффективным средством реального улучшения качества профессионального образования в вузах телекоммуникаций. При этом она гармонично вписывается в рамки существующей структуры учебного процесса за счет формирования соответствующих педагогических условий.
   
2. Предлагаемая классификация методических опор расширяет возможности подготовки учебных заданий для обучения на разных ступенях КСООЭС, а также в других технических дисциплинах.
   
3. Созданные методика проведения занятий и система заданий для пропедевтического обучения оперированию электрическими схемами нашли применение в учебном процессе кафедр инженерной графики вузов телекоммуникаций.
   
4. Комплекс учебно-методических материалов для мониторинга знаний студентов в области оперирования электрическими схемами внедряется в процессы текущего, итогового и отсроченного контроля на разных этапах обучения.
   
5. Предложенная система классификации типичных ошибок в электрических схемах может использоваться: при подготовке специалистов в различных областях телекоммуникаций; в редакционно-издательском деле; в проектных и конструкторских разработках. Чёткая дифференциация типичных ошибок открывает возможности для написания программ автоматизированного нормоконтроля схемной документации.
   

6. Сформулированная концепция представления электрических схем как иерархической системы ОГО позволяет: разработать алгоритмы выполнения и чтения электрических схем, адаптированные к общепринятой в отрасли радиоэлектроники и телекоммуникаций терминологии; создать инновационные объектно-ориентированные САПР РЭА.
   

Организация и ход исследования. Работа осуществлялась в течение 2000-2008 гг. на базе Московского технического университета связи и информатики в несколько этапов:

1 этап (2000-2003 гг.). Подбирался, классифицировался и изучался теоретический материал в области педагогики, психологии, оперирования электрическими схемами. Выявлялась актуальность исследования, формулировалась гипотеза, обосновывались цели и задачи. Разрабатывались основные профессионально-технические и психолого-педагогические аспекты оперирования электрическими схемами. Проводился констатирующий эксперимент по исследованию эффективности существующей системы преподавания темы “Электрические схемы” на графических кафедрах вузов телекоммуникаций.

2 этап (2003-2005 гг.). Теоретически и экспериментально исследовалась динамика формирования знаний и умений студентов в области оперирования электрическими схемами на протяжении всего времени обучения в вузах телекоммуникаций. Определялась роль конкретных технических кафедр в обучении конкретным формам оперирования электрическими схемами. Анализировалась школьная и вузовская учебная литература на предмет определения информативности с точки зрения возможностей обучения выполнению и чтению электрических схем.

3 этап (2005-2006 гг.). Разрабатывалась концепция КСООЭС и основных базовых подсистем, обеспечивающих её функционирование. Подготавливалась и выпускалась соответствующая УМД. Осуществлялась экспериментальная проверка предлагаемой системы.

4 этап (2006-2008 гг.). Проводились анализ и обобщение полученных результатов, вырабатывались рекомендации по внедрению КСООЭС и дальнейшим направлениям исследований. Подводились итоги работы, публиковались основные результаты исследований, осуществлялись написание и оформление диссертации.

Диссертационное исследование проводилось в соответствии с планом НИР кафедры ИКГ МТУСИ в рамках ГБ НИР по проблемам высшей школы “Исследование динамики развития у студентов МТУСИ знаний и умений по выполнению электрических схем” (№ Гос. регистрации 0120020472; науч. рук. В.А. Гервер; отв. исполнитель А.А. Рывлина).

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения, выводы и рекомендации, содержащиеся в диссертации, докладывались и обсуждались в 1998-2008 гг. на научно-методических и научно-технических конференциях МТУСИ (16 докладов), а также излагались в общей сложности в 16 докладах на:

• V - IX Международных НМК вузов и факультетов телекоммуникаций (Йошкар-Ола - 2000 г.), (Ульяновск - 2002 г.), (УФА - 2004 г.), (С.- Петербург - 2006 г.);
  
• Семинарах-совещаниях заведующих кафедрами ИКГ вузов телекоммуникаций (Москва, МТУСИ, 2-13 декабря 2002 г. и 22 октября – 2 декабря 2007 г.).
  
• IV международной конференции “CAD/CAM/PDM – 2004. Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта”. Москва, 2-5 ноября 2004г.;
  
• 4-ой НМК “Инновационные методы и средства оценки качества образования”. 20-21 апреля 2006 г., Москва;
  
• 1-й и 2-й Московских отраслевых научных конференциях «Технологии информационного общества» (Москва, 2007-2008 гг.);
  

Результаты диссертационной работы внедрены следующим образом:

1. Разработанные в диссертации идеи и дидактические материалы составили основу 3 части “Электрические схемы” учебного пособия [1], рекомендованного НМС по начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графике при Министерстве образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов технических специальностей. Они также вошли в конспекты лекций [2,3] и лабораторный практикум [4].
   
2. “0 … 3” ступени КСООЭС в включены в программы учебных дисциплин “Инженерная и компьютерная графика” и “Компьютерная графика” ведущих вузов телекоммуникаций – МТУСИ и СибГУТИ.
   
3. Предложенные дидактические материалы для мониторинга знаний в области электрических схем нашли применение в аттестационной деятельности Центра тестирования профессионального образования, а также в учебном процессе графических кафедр МТУСИ и СибГУТИ.
   
4. Учебные пособия [1-4] и монография [6], классификация ошибок, тестовые материалы используются при обучении и аттестации инженерно-технического персонала компании ЗАО «АмРуссТел", а также в её проектной и конструкторской деятельности.
   

Структура диссертации. Диссертация содержит два тома и состоит из введения, пяти глав с выводами, рекомендаций по дальнейшим направлениям исследований, заключения, библиографии и приложений. Кроме текстовых материалов в работу включены схемы, таблицы, иллюстрации, графики и гистограммы.