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

Вид материала

Автореферат

Содержание Классификацию типичных ошибок Классификацию методических опор Средства компьютерной графики Таблица 6 Структура многоступенчатой комплексной системы обучения Содержание учебной работы учащихся 1 курс вуза По правилу 1 курс вуза Решение творческих задач 2 курс вуза

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 отношении приобретенных первокурсниками умений оперирования электрическими схемами правомерны следующие выводы:

1. В области выполнения схем после обучения на кафедре ИКГ:

• число студентов, способных вычертить по наглядному изображению и словесному описанию СЭС несложного устройства, составляет ~65% от общего контингента учащихся;
  
• с выполнением СЭП по наглядному изображению простейшего устройства, которое известно первокурсникам ещё со школы, справляется подавляющее число (90%) анкетируемых.
  

2. В области чтения схем после обучения на кафедре ИКГ:

• количество студентов, которые могут проанализировать работу известной с 8 класса простейшей электрической цепи по её СЭП путем ответов на вопросы, возрастает с 10% до 90%;
  
• примерно четверть анкетируемых оказывается в состоянии дать краткие пояснения о принципе работы простейшего устройства.
  

Таким образом, уровень готовности студентов к оперированию несложными электрическими схемами ко времени окончания 1 курса повышается в среднем на порядок, хотя и остаётся весьма низким.

В итоге на основе проведенных комплексных констатирующих исследований могут быть сделаны следующие обобщенные выводы:

1. При положительной, в целом, динамике процесса формирования знаний студентов об общих понятиях радиоэлектроники, РЭА и электрических схемах полученные количественные характеристики свидетельствуют о недопустимо низком уровне знаний студентов.
   

За годы обучения в вузе у большого числа студентов:

• не складывается целостное представление о радиоэлектронике и РЭА;
  
• не утверждается в сознании четкое понимание сути электрических схем, назначении разных типов этих схем;
  
• происходит смешение понятий “электрическая схема” и “электрическая цепь”.
  

2. Ко времени окончания вуза хорошую подготовку в области оперирования СЭС имеют лишь 40% студентов, около четверти выпускников не готовы к сознательной и грамотной работе с этими схемами. Полноценно оперировать СЭП способны 30% пятикурсников. Уровень подготовленности половины из них можно считать лишь удовлетворительным. 20% студентов вообще не приобрели необходимых знаний и умений в рассматриваемой области.
   
3. Оценка учебного процесса на кафедре ИКГ свидетельствует:
   

а) - на момент начала изучения на кафедре ИКГ темы “Электрические схемы” студенты 1 курса без специальной пропедевтической подготовки не готовы к сознательному освоению учебных приёмов оперирования электрическими схемами, особенно в части чтения этих схем;

б) - после изучения темы “Электрические схемы” первокурсники приобретают знания и умения, необходимые для достаточно сознательного выполнения несложных электрических схем (СЭП – в большей, СЭФ и СЭС – в меньшей степени). Однако, при существующей системе обучения степень готовности первокурсников к освоению рабочих приёмов чтения электрических схем, в принципе, остаётся невысокой.

4. Существующая практика обучения в вузах телекоммуникаций в целом не обеспечивает на должном уровне формирования графической грамотности будущих специалистов. Необходима разработка и внедрение в учебный процесс более совершенной комплексной системы обучения студентов оперированию электрическими схемами.
   

В четвертой главе “Разработка комплексной системы обучения оперированию электрическими схемами” на основе общих идей системного подхода, а также с учетом особенностей обучения графическим дисциплинам рассматриваются вопросы построения оптимальной системы формирования графической грамотности в области электрических схем у студентов вузов, учебный процесс которых зиждется на использовании электрических схем.

Назначением систем обучения графическим дисциплинам, по мнению ведущих педагогов-графиков К.А. Бездудного, В.А. Гервера, Ю.Ф. Катхановой, В.В. Степаковой, Е.И. Чернышевой и др., является привитие студентам умения видеть объекты в пространстве и движении, давать анализ изображения, читать его. При этом очень важным, с точки зрения практической организации учебного процесса, является наличие ряда этапов, ступеней обучения. Количество ступеней в отдельных системах, варьируясь в зависимости от конкретных целей и особенностей этих систем, в целом соответствует описываемым С.И. Архангельским основным последовательным этапам обучения в высшей школе: пропедевтическому изучению; формированию закономерной системы знаний; алгоритмическому обучению на основе правил; эвристическому (поисковому).

В качестве основных предпосылок, обуславливающих одновременно и необходимость и возможность многоступенчатого характера разрабатываемой системы обучения оперированию электрическими схемами, выступают следующие факторы:

1. Целенаправленное обучение выполнению и оформлению электрических схем осуществляется на 1 курсе в рамках учебной дисциплины “Инженерная и компьютерная графика”. При этом обучение носит, по существу, ознакомительный характер, а студенты по окончании 1 курса способны выполнять только несложные схемы.
   
2. На старших курсах ни общетехнические, ни специальные кафедры не осуществляют целенаправленного обучения выполнению схем. В результате студенты теряют наработки, приобретенные ими на 1 курсе. Чтение схем является сопутствующим элементом технического образования.
   
3. В то же время, в процессе обучения на общетехнических и специальных кафедрах сознательность студентов в области содержательной составляющей электрических схем непрерывно возрастает, что создает благоприятные предпосылки для целенаправленного формирования умений чтения схем.
   
4. Таким образом, налицо явное противоречие между тенденциями развития различных составляющих феномена электрических схем как целостной системы знаний и умений.
   
5. Электрические схемы, являясь одновременно и объектом изучения, и средством реализации межпредметных связей общетехнических и специальных кафедр, и инструментом изучения этих дисциплин, представляют собой одну из составляющих фундамента, на котором зиждется весь процесс обучения в вузе.
   
6. Отсутствие в структуре профессиональной переподготовки преподавателей технических кафедр регулярного повышения квалификации в области оперирования электрическими схемами негативно сказывается на качестве обучения студентов.
   
7. Важным фактором формирования структуры учебного процесса являются также особенности физиологии и мыслительной деятельности студентов: естественные процессы забывания, а также возрастные особенности развития мышления студентов, приводящие к неравномерности усвоения, запоминания и способности к практическому использованию учебного материала.
   

Учет всех перечисленных факторов, имеющих разнородную природу и разнесенных по всему времени пребывания студентов в вузе, возможен только при наличии сложной, многоступенчатой системы обучения, когда на каждой ступени создаются условия для решения оптимальным образом каких-то конкретных проблем. В совокупности же эти ступени складываются в четкую структуру, реализующую непрерывный процесс творческой графической деятельности студентов и формирования на её основе графической грамотности в течение всего времени вузовской подготовки. В качестве методологической базы такой системы обучения целесообразно использование четырехуровневой градации процесса усвоения знаний, описанной в диссертации В.Г. Разумовского и включающей компоненты понимания, запоминания, применения знаний по правилу и решения творческих нетиповых задач, требующих применения знаний в новых условиях. Такая градация была успешно использована в диссертационной работе В.А. Гервера и, по нашему мнению, наиболее адекватно отражает специфику формирования графической грамотности студентов в области оперирования электрическими схемами.

На основе приведенных выше умозаключений естественным образом складывается комплексная система обучения оперированию электрическими схемами, учитывающая все взятые за основу уровни усвоения знаний. Эта система состоит из 7 ступеней, охватывающих образовательный процесс вуза в целом – начиная от пропедевтической подготовки первокурсников вплоть до системы повышения квалификации профессорско-преподавательского состава. Подробно структура и содержание учебной работы на каждом этапе обучения в рамках предлагаемой системы приведены в таблице 6. Там же дается информация о распределении ответственности кафедр за выполнение той или иной учебной нагрузки.

В качестве комментария следует отметить:

• нулевая, первая и вторая ступени обучения после соответствующей методической и организационной работы по усовершенствованию учебного процесса могут осуществляться на 1 курсе вуза в рамках дисциплины “Инженерная и компьютерная графика”. Это возможно потому, что большинство преподавателей кафедр ИКГ имеют техническое образование и являются выпускниками вузов телекоммуникаций;
  

• ступени 3 … 6, хотя и соответствуют одному и тому же уровню усвоения знаний (решение творческих задач, требующих применения знаний в новых условиях), имеют принципиальные качественные отличия как по роду графической деятельности, так и по контингенту обучающихся. Последнее и обуславливает необходимость предложенной схемы градации процесса обучения;
  

• на третьей ступени обучения, являющейся переходной от общетехнического обучения к специальному, целесообразно также углубленно знакомить студентов с автоматизированными способами выполнения электрических схем.
  

Для успешного внедрения предлагаемой КСООЭС в учебный процесс вузов телекоммуникаций был разработан ряд базовых подсистем, включающий:

1. Классификацию типичных ошибок в выполняемых студентами электрических схемах, без которой невозможна эффективная проверка работ, а значит и обучение. Все ошибки подразделены на две большие группы в соответствии с характером имеющейся на схемах информации: графической (графика УГО, их взаимное расположение и т.п.) и словесно-дискурсивной (позиционные обозначения функциональных частей РЭА и элементы оформления чертежа).
   
2. Классификацию методических опор, являющихся основой для создания учебных заданий, используемых в процессе обучения оперированию электрическими схемами. Система содержит четыре основных типа опор:
   

• Предметные (макеты электрических цепей, устройства РЭА в разобранном виде, комплекты радиоэлементов и соединительных проводов, учебные наборы радиоэлементов для специализированных курсов по физике, электро- и радиоэлектронике);
  

• Графические (наглядные изображения /фотографии и рисунки/ и условные изображения /схематизирующие обобщения с УГО и графы/);
  
• Средства компьютерной графики (графические средства Windows, графические редакторы и САПР);
  

Таблица 6 Структура многоступенчатой комплексной системы обучения оперированию электрическими схемами (КСООЭС)
Ступень обучения	Содержание учебной работы учащихся	Уровень усвоения знаний	Кафедры, осуществляющие подготовку
1	2	3	4
Нулевая [пропедев-тическая]	 Первоначальное знакомство с понятиями радиоэлектроники и РЭА.  Выявление и осознание связи электрических цепей с их условными изображениями в виде электрических схем.  Знакомство с простейшими элементами и устройствами РЭА, историей развития УГО этих элементов и устройств.	ПОНИМАНИЕ	Кафедра ИКГ с привлечением кафедр: ТЭЦ, физики и др.
а – Школа; б – 1 курс вуза
Первая	 Изучение и запоминание: УГО основных элементов и устройств РЭА; принципов построения и оформления схем.  Знакомство с различными типами электрических схем и установление логических связей между ними.	ЗАПОМИНАНИЕ	Кафедра ИКГ
1 курс вуза
Вторая	 Освоение начальных приемов работы с электрическими схемами: - выполнение несложных электрических схем разных типов для одних и тех же устройств РЭА; - чтение схем путем ответов на систему вопросов для раскрытия принципов функционирования изображенных на схеме устройств.	ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ ПО ПРАВИЛУ	Кафедра ИКГ с привлечением других кафедр общетехнического цикла: ТЭЦ; физики и др.
1 курс вуза
Третья	 Установление связей между типовыми СЭП основных устройств связи и УГО этих устройств, используемыми в СЭС и СЭФ.  Знакомство со специализированными алгоритмами чтения электрических схем.  Выполнение комплектов схемной документации на несложные устройства РЭА.  Описание работы устройств РЭА с помощью выполненных схем: - чтение схем с помощью системы вопросов; - формулирование основных принципов функционирования устройств в целом в соответствии с изученными алгоритмами чтения схем.	РЕШЕНИЕ ТВОРЧЕСКИХ ЗАДАЧ, ТРЕБУЮЩИХ ПРИМЕНЕНИЯ ЗНАНИЙ В НОВЫХ УСЛОВИЯХ	Кафедра ИКГ с привлечением других кафедр общетехнического цикла: ТЭЦ; ТЭС и др.
2 курс вуза