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

Вид материала

Автореферат

Содержание Решение творческих задач Старшие курсы вуза Решение творческих задач А- магистратура Решение творческих задач Учебно-методическую литературу нового типа для 0 … 3 ступеней КСООЭС Учебно-методические материалы для мониторинга знаний Педагогический эксперимент по внедрению пропедевтического обучения Педагогический эксперимент по внедрению 3-й ступени КСООЭС Основное содержание 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.

Окончание таблицы 6

1		2	3	4
Четвёртая		 Разработка схемной документации на системы и устройства РЭА средней и высокой степени сложности: - расчет электрических параметров функциональных частей; - выполнение комплектов схемной документации.  Освоение приемов чтения электрических схем путем: - ответов на вопросы; - изучения сопроводительных описаний схем; - прослеживания путей прохождения токов; - системного анализа работы устройств на основе алгоритмов чтения схем.	РЕШЕНИЕ ТВОРЧЕСКИХ ЗАДАЧ, ТРЕБУЮЩИХ ПРИМЕНЕНИЯ ЗНАНИЙ В НОВЫХ УСЛОВИЯХ	Специальные кафедры в координации с кафедрой ИКГ
Старшие курсы вуза
Пятая		 Создание новых систем и устройств РЭА и выпуск соответствующей документации: разработка структуры; расчет электрических параметров функциональных частей; выполнение комплектов схемной документации; составление сопроводительных описаний принципов работы.  Совершенствование приемов чтения электрических схем посредством: ответов на вопросы; прослеживания путей прохождения токов; системного анализа работы устройств на основе алгоритмов чтения схем.	РЕШЕНИЕ ТВОРЧЕСКИХ ЗАДАЧ, ТРЕБУЮЩИХ ПРИМЕНЕНИЯ ЗНАНИЙ В НОВЫХ УСЛОВИЯХ	Специальные кафедры в координации с кафедрой ИКГ
А- магистратура	Б - аспирантура
Шестая		 Изучение и систематизация знаний и умений в области выполнения и чтения электрических схем с учетом: научно-технического прогресса; требований Государственных стандартов, совершенствования учебного и производственного процессов.  Разработка методических аспектов обучения студентов выполнению и чтению электрических схем как одной из необходимых составляющих технической грамотности специалистов в области радиотехники и связи.	РЕШЕНИЕ ТВОРЧЕСКИХ ЗАДАЧ, ТРЕБУЮЩИХ ПРИМЕНЕНИЯ ЗНАНИЙ В НОВЫХ УСЛОВИЯХ	Кафедра ИКГ в координации со специальными и общетехническими кафедрами
Факультет повышения квалификации преподавателей вузов
Институт повышения квалификации дипломированных специалистов

• Словесно-дискурсивные (словесные описания: функциональных частей РЭА и порядка их соединения, электрических схем, принципов работы электрических цепей и устройств РЭА; системы вопросов о функционировании цепей, устройств и систем РЭА).
  

Содержание и степень сложности методических опор на различных этапах обучения могут варьироваться в зависимости от решаемых педагогических задач. Внедрение всего разнообразия этих опор в процесс обучения студентов будет способствовать повышению сознательности и глубины усвоения учебного материала не только в области графики электрических схем, но - в конечном счёте – и в области тех электрических процессов, средством отображения которых служат схемы.

3. Учебно-методическую литературу нового типа для 0 … 3 ступеней КСООЭС. Эта литература отвечает требованиям системного подхода и содержит теоретические сведения, необходимые при комплексном формировании знаний как в области содержательной, так и графической составляющих электрических схем.
   

Коллективом кафедры ИКГ МТУСИ были изданы учебное пособие «Основы инженерной графики» [1], а также конспект лекций по курсу ИКГ [2]. Для изучения темы “Электрические схемы” в состав этих изданий был

включен написанный лично диссертантом раздел, содержащий: пропедевтическую информацию, соответствующую 0-й ступени КСООЭС; основной блок знаний для обучения оперированию электрическими схемами согласно требованиям 1-й и 2-й ступеней обучения; справочную информацию.

Для обучения на 3-й ступени КСООЭС диссертантом были изданы: конспект лекций [3] и лабораторный практикум [4] под общим названием “Компьютерная технология выполнения электрических схем на базе САПР PCAD”. Данная УМД обеспечивает более углубленное, чем на первом курсе, изучение фактического материала по оперированию электрическими схемами, а также подробное знакомство с приемами их автоматизированного выполнения.

3. Учебно-методические материалы для мониторинга знаний студентов в области оперирования электрическими схемами. Тематическая структура разработанных тестовых заданий содержит два раздела: 1) - электрические схемы как графические конструкторские документы и 2) - основные правила выполнения чертежей электрических схем. По каждому разделу имеются задания четырех типов: в закрытой и открытой формах; на порядок; на соответствие.
   
4. Четко сформулированные основные принципы системного подхода к преподаванию темы “Электрические схемы” в курсе “Инженерной и компьютерной графики”. В соответствии с этим подходом вся информация, касающаяся электрических схем, условно разбивается на ряд разделов, включающих в себя однородные по смыслу и назначению сведения: 1) - общие понятия и принципы построения схем; 2) - требования к оформлению схем в виде ГКД; 3) - рабочие приёмы выполнения и чтения схем.
   

В пятой главе “Результаты экспериментальной проверки комплексной системы обучения оперированию электрическими схемами” описываются педагогические обучающие эксперименты, проведенные для подтверждения её правомерности и жизнеспособности. Проверке подлежали ступени обучения, которые являются принципиально новыми и практически неразработанными, а именно: нулевая (пропедевтическая) и третья, обеспечивающая гармоничный переход от общетехнического к специальному профессиональному обучению.

Работа реализовывалась силами кафедры ИКГ МТУСИ под руководством автора.

Педагогический эксперимент по внедрению пропедевтического обучения в рамках темы “Электрические схемы” в курсе ИКГ проводился в 2004/05 уч. году со студентами специальностей “Радиотехника” и “Управление в информационных системах”, обучавшихся по одинаковым учебным программам. В работе приняло участие более 100 человек.

Экспериментальное обучение ставило целью формирование уровня пропедевтической подготовки студентов, необходимого для вполне сознательного освоения материала по теме “Электрические схемы”. Работа осуществлялась методом различия в двух направлениях: в экспериментальных группах – с введением пропедевтических занятий с использованием трех видов методических опор (действующих макетов цепей, фотографий этих макетов и графов) и в контрольной группе, обучавшейся по существующей методике. Для выявления начального и достигнутого в процессе обучения уровней подготовки студентов проводились два контрольных среза знаний и умений.

Экспериментальное пропедевтическое обучение включало в себя экспериментальный урок (занятие) и самостоятельную работу студентов.

В ходе педагогического эксперимента установлено: 1) - пропедевтическое занятие безусловно полезно и необходимо; 2) - все три вида методических опор могут быть успешно использованы в обучении; 3) – занятия с использованием макетов цепей дают бόльший педагогический эффект, однако их организация существенно сложнее; 4) – применение фотографий и графов позволяет обеспечить индивидуальную работу студентов, недостаток же, связанный с увеличенным количеством допускаемых студентами ошибок, может быть преодолён благодаря дополнительным объяснениям и наглядным материалам.

Результаты сравнения уровней знаний и умений студентов экспериментальных и контрольной групп, полученные путем анкетирования до и после обучения, свидетельствуют:

1. В целом все виды методических опор позволяют обеспечить высокую эффективность обучения в экспериментальных группах.
   
2. Практически по всем показателям налицо существенно более высокий уровень знаний и умений студентов экспериментальных групп по сравнению с контрольной. В частности:
   

• в области понимания основ радиоэлектроники и РЭА, а также электрических схем количество точных ответов в этих группах в среднем достигает 90%, в контрольных же группах – составляет 22% и 56% соответственно;
  

• в области выполнения и оформления электрических схем при втором контрольном срезе общее повышение уровня знаний и умений наблюдается у всех первокурсников. Однако пропедевтическое обучение способствует достижению готовности к выполнению несложных схем, как ГКД, практически всего контингента первокурсников (~ 94%). При существующей практике такую готовность показывает лишь 41% студентов;
  

• прирост знаний в области чтения электрических схем во всех группах ниже, чем в области выполнения. Тем не менее, благодаря пропедевтическому обучению количество студентов, способных, в частности, описать принцип работы системы по её СЭС, ко времени второго контрольного среза возросло почти на 30%, в контрольной же группе увеличение составило лишь 4%.
  

Таким образом, проведенные констатирующие исследования убедительно доказывают эффективность и целесообразность введения пропедевтического обучения в программу изучения темы “Электрические схемы” в рамках учебной дисциплины “Инженерная и компьютерная графика”.

Педагогический эксперимент по внедрению 3-й ступени КСООЭС

Экспериментальная проверка третьей ступени КСООЭС (уровень решения творческих задач) осуществлялась в 2001-2004 уч. годах в рамках блока дисциплин по выбору, предусмотренного в 4 семестре для специальности РВТ. Работа проводилась методом различия:

• в экспериментальных группах, обучавшихся оперированию электрическими схемами в рамках дисциплины “Компьютерная графика в РВТ” (порядка 100 человек);
  
• в контрольных группах, занимавшихся электрическими схемами при изучении дисциплины “Компьютерная технология расчета электрических цепей”.
  

В программу экспериментального обучения входили разделы: понятие о радиоэлектронике и РЭА; оперирование электрическими схемами; автоматизация выполнения электрических схем. Студенты должны были: 1) - выполнить с помощью САПР комплект ГКД заданного устройства РЭА; 2) - ознакомиться с разными способами чтения электрических схем; 3) - на примере конкретных типовых устройств РЭА научиться устанавливать взаимосвязи между: наименованиями; функциональным назначением; УГО; буквенными кодами и разными типами схем известных устройств РЭА.

Оценка прироста знаний и умений студентов экспериментальных и контрольных групп в области оперирования электрическими схемами осуществлялась с помощью анкетирования и тестирования.

Полученные результаты в экспериментальных группах являются стабильными – как по абсолютному числу положительных (в том числе хороших) оценок при втором контрольном срезе, так и по их приросту относительно первого контрольного среза.

Анкетирование выявило, что по сравнению с контрольными в экспериментальных группах наблюдается существенно более высокий уровень знаний и умений практически по всем показателям, частности:

1. В области понимания основ радиоэлектроники и РЭА в этих группах количество достаточно точных ответов ко 2 контрольному срезу возросло в среднем на 73% и составило 98%, что превышает результаты контрольных групп на 66%.
   
2. Основные понятия в области электрических схем в экспериментальных группах усвоены в общем на уровне 76%, что более, чем на 47% лучше результатов контрольных групп.
   
3. В области представлений о типовых функциональных частях РЭА в экспериментальных группах 78% студентов показали вполне четкое знание как наименований и назначения, так и условных обозначений простейших типовых устройств связи. В контрольных группах к концу обучения уровень подготовки практически не изменился и остался весьма низким.
   
4. В области выполнения и оформления электрических схем с учетом всех положительных оценок в целом можно считать, что обучение в соответствии с 3-й ступенью КСООЭС позволяет добиться готовности к выполнению схем и их оформлению в виде ГКД практически всего контингента второкурсников (~ 96%). Без специального обучения к концу общетехнического образования к подобной работе способна только треть студентов (примерно 37%).
   
5. В области чтения электрических схем наблюдается следующая картина.
   

Для СЭП: количество студентов, умеющих отвечать на вопросы, в экспериментальных группах увеличилась на 44%, в контрольных же группах при более высоком начальном уровне – только на 20%. Число студентов, способных объяснить принцип работы, возросло соответственно на 33% и 26%.

Для СЭС прирост аналогичных показателей в экспериментальных группах составил в среднем 12%. В контрольных группах увеличения уровня знаний не произошло.

Результаты тестирования подтверждают показатели анкетирования. При ранжировании успехов в учебе по трём общепринятым уровням (хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно) в экспериментальной группе в области графики электрических схем 92% студентов имеют хорошие знания и 8% - удовлетворительные. В контрольной же группе 28% учащихся получили неудовлетворительные оценки. В целом прирост знаний за счет экспериментального обучения составил более 30%, что убедительно доказывает целесообразность введения 3 ступени КСООЭС.

Таким образом, проведенная экспериментальная проверка свидетельствует о несомненной эффективности разработанной КСООЭС.


В заключение отметим, что настоящее диссертационное исследование представляет собой первый в своем роде опыт комплексного анализа феномена электрических схем и применения системного подхода к решению проблемы обучения оперированию этими схемами.

Поставленные в работе задачи полностью выполнены, а именно:

• Проблема обучения оперированию электрическими схемами в высшей технической школе на современном этапе, в общих чертах, раскрыта;
  
• Основные профессионально-технические, психолого-педагогические и познавательные аспекты оперирования электрическими схемами, в целом, выявлены;
  
• Полученные экспериментальные данные о динамике формирования графической грамотности студентов в области оперирования этими схемами достоверно характеризуют картину учебного процесса в вузах телекоммуникаций на современном этапе;
  
• Предложенная многоступенчатая комплексная система обучения обеспечивает более эффективное формирование графической грамотности студентов, что убедительно доказано в результате её экспериментальной проверки;
  
• Сформулированные рекомендации указывают конкретные направления дальнейшей работы в областях:
  

• пропедевтической подготовки в рамках среднего образования;
  
• базовой подготовки на кафедрах инженерной графики вузов телекоммуникаций;
  
• повышения эффективности обучения оперированию электрическими схемами в рамках вузов телекоммуникаций в целом;
  
• разработки фундаментальной теории электрических схем.
  

Полномасштабная реализация всего этого комплекса исследований в конечном счете обеспечит реальное улучшения качества профессионального образования в вузах телекоммуникаций.

Основное содержание диссертации раскрыто в 63 печатных работах общим объемом более 100 печатных листов, в том числе в: 1 монографии; 8 учебных пособиях; 11 учебно-методических разработках; 17 статьях, 7 из которых опубликованы в периодических изданиях, включенных в перечень, рекомендуемый ВАК Российской Федерации; 25 тезисах докладов.