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

Вид материала

Автореферат

Содержание 17% студентов способны хорошо выполнить СЭП и СЭС, а также ответить на вопросы. При этом 14 40% студентов имеют хорошую подготовку в области оперирования СЭС и 37 25% опрошенных, не ответили ~46 15% анкетируемых вообще не смогли ничего ответить. Основная же масса студентов (примерно 60 85%) показали знание УГО и буквенных кодов 7-8 и более элементов. Что касается назначения, то бо́льшая часть студентов (~60 УГО элементов, а также буквенных кодов Таблица 5 Сравнительные показатели знаний студентов 1 курса Знания после

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.

Общий вывод - в настоящее время в вузах телекоммуникаций целенаправленное формирование графической грамотности студентов в области электрических схем осуществляется исключительно на кафедрах инженерной графики. Другие технические кафедры в основном используют электрические схемы в своем учебном процессе. Обучение оперированию (главным образом - чтению) является сопутствующим элементом образования, получаемого студентами на этих кафедрах.

При изучении дисциплины “Инженерная и компьютерная графика” студентов знакомят с основными типами электрических схем, используемых на практике, а именно – СЭС, СЭФ и СЭП, и обучают их выполнению как ГКД в соответствии со стандартами ЕСКД. Конкретное количество и способы выполнения графических работ (ручной или автоматизированный) определяются учебными планами. В частности, на кафедре ИКГ МТУСИ на дневном отделении практикуется два варианта учебного процесса: 1) - СЭС и СЭФ выполняются вручную, СЭП – автоматизированным способом  при малом количестве учебных часов; 2) – все три схемы выполняются на компьютере  в условиях бо́льшего объёма учебного времени.

В процессе обучения студенты: изучают УГО типовых функциональных частей РЭА; знакомятся с основными принципами компоновки схем; отрабатывают практические приемы оформления электрических схем как ГКД; усваивают, что общее и в чём различия в графическом оформлении разных типов схем.

В работах обычно используются задания двух категорий: в форме графов, в символическом виде отображающих традиционную конфигурацию электрических схем реальных устройств РЭА, и в виде готовых фрагментов схем конкретных устройств РЭА.

К недостаткам существующей методики преподавания относятся: отсутствие вводной информации о содержательной составляющей электрических схем, а также описания назначения и принципов работы приборов и устройств, для которых составляются схемы; отсутствие логической связи между различными типами схем вследствие того, что студент обычно выполняет эти схемы для совершенно разных приборов и устройств; в определенной степени механический, репродуктивный характер работы при формальном копировании готовой конфигурации схемы, приведенной в задании. Кроме того, задания не содержат дидактических материалов, предназначенных для целенаправленного обучения чтению схем.

Для выявления полной картины современного состояния проблемы обучения оперированию электрическими схемами было также проведено теоретическое исследование литературы, формирующей знания и умения студентов на разных этапах учебного процесса. Эта литература может быть подразделена на три группы: 1) - школьная, закладывающая основы пропедевтических знаний студентов первого курса; 2) - используемая при изучении темы “Электрические схемы” на графических кафедрах; 3) - изучаемая на общенаучных, общетехнических и специальных кафедрах. В результате анализа этой литературы установлено:

• - в области пропедевтической школьной подготовки: школьников не учат понимать, читать и выполнять схемы; перенос знаний из области электроники в графическую деятельность отсутствует; учебники имеют существенные недочеты с точки зрения соответствия стандартам ЕСКД.
  

Вследствие этого студенты 1 курса к сознательной работе даже с простыми электрическими схемами на практике не готовы.

• - при обучении на графических кафедрах вузов: типовая учебная и справочная литература по инженерной графике не обеспечивает уровень и объем информации, необходимые для полноценного освоения раздела “Электрические схемы”; УМД графических кафедр содержит необходимую информацию для обучения студентов рабочим приемам выполнения и графического оформления электрических схем, однако она не предназначена для знакомства студентов с приемами чтения этих схем.
  
• - при изучении общенаучных, общетехнических и специальных дисциплин: используемая в учебном процессе литература предназначена исключительно для освоения содержательной составляющей электрических схем; в этой литературе наблюдаются многочисленные отклонения от регламентирующих стандартов в графических и буквенных обозначениях элементов и устройств РЭА, что негативно сказывается на способности студентов к оперированию электрическими схемами.
  

Влияние отмеченных факторов в результате приводит к тому, что основы графической грамотности, заложенные в курсе ИКГ при изучении темы “Электрические схемы”, не закрепляются и не дополняются. Это приводит к снижению уровня знаний и умений.

В целом результаты теоретических исследований свидетельствуют:

• в настоящее время имеют место серьёзные недостатки в организации учебного процесса, приводящие к разрыву в формировании знаний и умений студентов в области выполнения и чтения электрических схем;
  
• в вузах не существует единой системы целенаправленного формирования графической грамотности студентов в области электрических схем.
  

В третьей главе “Экспериментальные констатирующие исследования знаний и умений студентов в области оперирования электрическими схемами” было проведено комплексное изучение динамики формирования графической грамотности студентов в рассматриваемой области. Для получения целостной картины учебного процесса работа осуществлялась по двум направлениям:

А. Определение динамики формирования знаний и умений студентов в процессе всего времени их обучения в вузе;

Б. Исследование эффективности существующей системы преподавания темы “Электрические схемы” на кафедрах инженерной графики вузов телекоммуникаций.

В качестве методологической базы были использованы идеи, разработанные ведущим специалистом в области методики преподавания графических дисциплин А.Д. Ботвинниковым. Достоверность результатов достигалась за счет соблюдения строгости и объективности исследований, обеспечиваемых: массовостью и сопоставлением данных, полученных разными методами исследования, а также сопоставлением однородных данных за несколько лет.

Работа, в основном, проводилось методом косвенного наблюдения в форме анкетирования. В качестве дополнительного средства, подтверждающего достоверность результатов анкетирования, в ней также выборочно проводились беседы. При этом оценка уровней знаний и умений студентов осуществлялась двумя способами: относительным, позволяющим получать обобщенные оценки знаний и умений контингента студентов в целом, и абсолютным, дающим возможность идентификации конкретных уровней знаний и умений.


Исследование динамики формирования знаний и умений студентов в области оперирования электрическими схемами в процессе обучения в вузе заключалось в проведении комплексного обследования студентов 1-5 курсов МТУСИ. Оно состояло из шести контрольных срезов, а именно: двух на первом курсе – до и после изучения темы “Электрические схемы” на кафедре ИКГ и ещё четырех – последовательно на 2-5 курсах. Для большей достоверности результатов работа осуществлялась в течение трёх лет (2003-2005 г.г.) на разных факультетах МТУСИ. В эксперименте принимали участие более 400 студентов 1-5 курсов. На основании проведенного констатирующего эксперимента можно сделать следующее обобщающее заключение:

I. В области понимания сути радиоэлектроники и РЭА четко прослеживается положительная динамика формирования у студентов в процессе обучения в вузе достаточно верных представлений (от 14% в начале обучения до 46% на 5 курсе). Однако более половины выпускников не в состоянии четко сформулировать суть этих понятий.

II. Обобщенные данные о динамике формирования графической грамотности студентов в процессе обучения в университете свидетельствуют:

• до обучения на 1 курсе практически все студенты не могут сознательно оперировать электрическими схемами (и СЭС, и СЭП);
  
• после обучения на кафедре ИКГ в среднем лишь 17% студентов способны хорошо выполнить СЭП и СЭС, а также ответить на вопросы. При этом 14% первокурсников дают описание принципа действия системы с помощью СЭС, в случае СЭП этого сделать не может никто.
  
• можно считать, что к 5 курсу 40% студентов имеют хорошую подготовку в области оперирования СЭС и 37% - удовлетворительную. Порядка четверти всех выпускников (23%) – не готовы к сознательной и грамотной работе с СЭС. Соответственно примерно 30% пятикурсников хорошо подготовлены к полноценному оперированию СЭП, около 50% могут лишь удовлетворительно выполнять эти схемы и отвечать на вопросы, а 20% - вообще не приобрели достаточных знаний и умений в данной области.
  

III. Причины сравнительно невысоких показателей, полученных в результате констатирующего эксперимента, вполне очевидны:

• При поступлении в вуз учащиеся практически не обладают необходимыми пропедевтическими знаниями как в области содержательной основы, так и графики электрических схем. Поэтому они не готовы к сознательному освоению темы “Электрические схемы” в составе учебной дисциплины “Инженерная и компьютерная графика” на кафедре ИКГ.
  
• В рамках учебной дисциплины “Инженерная и компьютерная графика” первокурсники изучают, по сути дела, лишь ознакомительный курс. Они выполняют, как следует из материалов главы 2, только по одной графической работе для каждого типа схем: СЭС, СЭФ и СЭП. Вследствие этого у студентов отсутствует возможность закрепить знания и умения. Умения не превращаются в навыки.
  
• На 2 курсе специальная графическая подготовка отсутствует. Однако еще достаточно свежи остаточные знания, заложенные на кафедре ИКГ. Поэтому, несмотря на естественный процесс забывания, второкурсники в значительной степени сохраняют знания, полученные на первом курсе.
  
• На старших курсах целенаправленная подготовка в области развития графической грамотности студентов практически отсутствует. Только по мере выполнения большого количества курсовых проектов и при подготовке выпускной квалификационной работы происходят постепенное очень медленное и недостаточное по качеству наращивание, запоминание и систематизация знаний и умений в области оперирования электрическими схемами.
  

Резюме: Существующая практика обучения в вузах телекоммуникаций в целом не обеспечивает на должном уровне формирования графической грамотности будущих специалистов.


Для определения эффективности существующей системы преподавания темы “Электрические схемы” на кафедрах инженерной графики вузов телекоммуникаций было осуществлено детальное исследование знаний и умений первокурсников. Педагогический эксперимент проводился на базе кафедры ИКГ МТУСИ в 2001 - 2005 годах. В исследованиях было задействовано более 200 студентов, обучающихся специальностям, наиболее ярко отражающим основные направления телекоммуникаций.

В целях получения объективной информации эксперимент включал два контрольных среза знаний и умений студентов:

- на момент начала изучения на кафедре ИКГ темы “Электрические схемы” для выявления пропедевтических знаний студентов;

- по завершению обучения для определения результирующего уровня знаний и умений студентов.

Сравнение результатов этих срезов даёт достоверную информацию о том, какие конкретные знания и умения получают студенты на кафедре ИКГ. Количественный анализ полученных данных свидетельствует о положительном характере динамики формирования знаний и представлений студентов 1 курса.

1. В области радиоэлектроники и РЭА при первом контрольном срезе преобладает контингент студентов, не знающих ответов на поставленные вопросы (в среднем ~62%). Достаточно четко сформулировать свое мнение смогли лишь 15,5% первокурсников.

После изучения темы “Электрические схемы” способны вполне точно ответить на вопросы 25% опрошенных, не ответили ~46% студентов.

2. Количество студентов, готовых в результате обучения дать довольно точное определение электрических схем, возросло с 28% до 50%. Практически все студенты смогли назвать основные типы электрических схем, которые они изучали на кафедре ИКГ (СЭС, СЭФ и СЭП).

3. Знания первокурсников о радиоэлементах изменяются следующим образом: при первом контрольном срезе 15% анкетируемых вообще не смогли ничего ответить. Основная же масса студентов (примерно 60%) знает 3 элемента (и их функциональное назначение, и УГО, и буквенные коды). В основном это резистор, конденсатор и катушка индуктивности.

После изучения темы “Электрические схемы” подавляющее большинство студентов (~ 85%) показали знание УГО и буквенных кодов 7-8 и более элементов. Что касается назначения, то бо́льшая часть студентов (~60%) и до, и после обучения способно сформулировать своё мнение только о половине предложенных их вниманию элементов.

4. Результаты анкетирования знаний студентов 1 курса об устройствах РЭА свидетельствуют о повышении уровня знаний: от очень низкого при первом контрольном срезе (в среднем не ответили 70% опрошенных) до достаточно высокого при втором контрольном срезе: половина студентов в состоянии указать УГО и буквенные коды вплоть до 5 типовых устройств РЭА; около 40% первокурсников называют 6-7 устройств.

Для конкретного определения прироста знаний студентов в области элементной базы и функционального состава РЭА при обучении на кафедре ИКГ был использован абсолютный метод измерения качества обучения. При этом критерием 100% успеваемости считалось условие знания наиболее известных функциональных частей РЭА - 10 элементов и 10 устройств. В таблице 5 приведены усредненные показатели объема знаний первокурсников о функциональном составе РЭА. Там же указано ранжирование этих знаний по соответствующим уровням. Полученные данные свидетельствуют, что за время обучения на кафедре ИКГ:

• Наибольший прирост знаний студентов (50%) имеет место в области УГО элементов, а также буквенных кодов элементов и устройств РЭА;
  

• Наблюдается также достаточно высокое (~30%) возрастание знаний студентов в области функционального назначения элементов и устройств РЭА, хотя специальной подготовки в этом направлении кафедра не осуществляла.
  

По результатам описанного эксперимента можно сделать общее заключение: при существующей практике обучения на кафедре ИКГ студенты приобретают в области графики элементной базы и устройств связи соответственно 85% и 60% знаний, необходимых для выполнения схем несложных (до 10 элементов) электрических цепей.

Таблица 5 Сравнительные показатели знаний студентов 1 курса (в % от оптимального уровня, необходимого для сознательного оперирования электрическими схемами на кафедре ИКГ)
Функциональный состав РЭА		Пропедевтические знания		Знания после обучения на кафедре ИКГ		Прирост знаний за время обучения на кафедре ИКГ V%
		Объем Vн, %	Уровень	Объем Vк, %	Уровень
Элементы	Функциональное назначение	42,5	Средний	71,5	Высокий	29
	УГО	43,5	Средний	92	Высокий	48,5
	Буквенный код	39	Средний	89	Высокий	50
Устройства	Функциональное назначение	27	Низкий	66	Средний	29
	УГО	26	Низкий	58	Средний	32
	Буквенный код	9	Низкий	55	Средний	46